DE102004021032B4

DE102004021032B4 - Inductive speed sensor

Info

Publication number: DE102004021032B4
Application number: DE200410021032
Authority: DE
Inventors: Harry Skarpil
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: DE102004021032A1

Abstract

Induktiver Drehzahlgeber mit einem elektrische Bauteile aufnehmenden Gehäuse mit einem Gehäusetopf, wobei der Gehäusetopf an seinem Boden eine von einem Bolzen durchdrungene Ausnehmung aufweist und der Bolzen mit Presspassung in dem Boden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusetopf (4) aus einem metallischen Werkstoff besteht und die Ausnehmung (11) an ihrem dem Bolzen (10) zugewandten Rand einen in das Innere oder zum Äußeren des Gehäusetopfes (4) gerichteten, eine flächige Abdichtung zwischen Bolzen und Gehäusetopf erzeugenden Kragen (13; 17) aufweist, der den Bolzen (10) unmittelbar mit Presspassung umfasst.inductive Speed sensor with a housing receiving electrical components with a housing pot, the case pot has at its bottom a penetrated by a bolt recess and the bolt is press-fitted in the ground, thereby characterized in that the housing pot (4) consists of a metallic material and the recess (11) at its the bolt (10) facing edge into the interior or to the exterior of the housing pot (4) directed, a plane Seal between bolt and housing pot generating collar (13; 17), which comprises the bolt (10) directly with interference fit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Drehzahlgeber mit einem elektrische Bauteile aufnehmenden Gehäuse mit einem Gehäusetopf, wobei der Gehäusetopf an seinem Boden eine von einem Bolzen durchdrungene Ausnehmung aufweist und der Bolzen mit Presspassung in dem Boden angeordnet ist.The The invention relates to an inductive speed sensor with a electrical components receiving housing with a housing pot, wherein the housing pot has at its bottom a penetrated by a bolt recess and the bolt is press fitted in the ground.

Es ist ein induktiver Drehzahlgeber mit einem elektrische Bauteile aufnehmenden Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil, das von einem zweiten, in einem Spritzvorgang aus Kunststoff erzeugten Gehäuseteil teilweise umhüllt ist, wobei in der Kontaktzone beider Gehäuseteile eine dichte Verbindung erzielt ist, bekannt. In das erste Gehäuseteil, das topfförmig ausgebildet ist, ist ein Spulenträger mit einer Spule mit Kontaktstiften und Leitern eingesetzt. Ausnehmungen sind in dem topfförmigen Gehäuseteil nicht vorgesehen.It is an inductive speed sensor with an electrical components receiving housing with a first housing part, that of a second, produced in a plastic injection process housing part partially wrapped is, wherein in the contact zone of both housing parts a tight connection achieved, known. In the first housing part, the cup-shaped is, is a coil carrier used with a coil with pins and conductors. recesses are in the cup-shaped Housing part not intended.

Andere induktive Drehzahlgeber mit elektrischen Spulenanordnungen weisen in der Spule einen signalverstärkenden Bolzen auf. Der Bolzen kann dabei je nach Ausführungsform aus einem die Spulenanordnung beherbergenden Gehäuse heraustreten. Dabei ist es bekannt, den Bolzen in das Gehäuse einzulöten, wenn dieses aus Metall besteht. Ferner hat man bereits versucht, zylindrische Bolzen mittels einer Rundschnurdichtung gegenüber dem Gehäuse abzudichten ( DE 41 34 881 A1 ). Außerdem ist versucht worden, Kunststoffschmelzrippen eines Spulenträgers ein Gehäuse bildend zu umspritzen. Alternativ kann eine Verschweißung von Spulenträger und Gehäuse vorgesehen sein. Die genannten verschiedenen Verbindungs- und Abdichtungsvari anten bedeuten eine aufwendige Herstellung des jeweiligen Drehzahlgebers.Other inductive speed sensors with electrical coil arrangements have a signal amplifying pin in the coil. Depending on the embodiment, the bolt can emerge from a housing accommodating the coil arrangement. It is known to solder the bolt into the housing, if this consists of metal. Furthermore, it has already been attempted to seal cylindrical bolts by means of a round cord seal against the housing ( DE 41 34 881 A1 ). In addition, attempts have been made to overmold plastic melt ribs of a bobbin forming a housing. Alternatively, a welding of coil carrier and housing may be provided. The said various connection and sealing variables Vary mean a complex production of the respective speed sensor.

Aus der US 6,205,858 B1 ist es bekannt an einem vorderen Flansch eines Spulenträgers aus Kunststoff radial umlaufende Dichtrippen anzuordnen, die bei einem Einführen des Spulenträgers in die zylindrische Öffnung des Gehäusetopfs sich deformierend an der Innenwand des Gehäusetopfs anlegen.From the US 6,205,858 B1 It is known to arrange on a front flange of a bobbin made of plastic radially encircling sealing ribs, which create a deforming on insertion of the bobbin in the cylindrical opening of the housing pot on the inner wall of the housing pot.

Aus der JP 07-325101 A ist ein induktiver Drehzahlgeber der eingangs genannten Art bekannt. Das Gehäuse besitzt in seinem Boden eine durch Bohren oder Ausstanzen erzeugte Ausnehmung, die eine nur der Wandstärke des Gehäusetopfes entsprechende kurze Führungslänge für den Bolzen besitzt. Nach Einsetzen des Bolzens in das Gehäuse wird der Bolzen an seinem aus dem Gehäuse herausragenden Ende abgebogen und nahe seines Austritts aus der Ausnehmung mit einer Rundung versehen, die zu einem Presssitz des Bolzens in der Ausnehmung führt.Out JP 07-325101 A is an inductive speed sensor of the beginning known type. The housing has in its bottom a generated by drilling or punching Recess, which corresponds only to the wall thickness of the housing pot short Guide length for the bolt has. After inserting the bolt into the housing, the bolt on his out of the case protruding end bent and near its exit from the Recess with a rounding, resulting in a press fit of the Bolzens in the recess leads.

Aus der US 4,847,557 ist ein induktiver Drehzahlgeber bekannt, der einen Gehäusetopf besitzt, dessen Boden mit einer Ausnehmung versehen ist, die einen kurzen, nach außen gerichteten Kragen aufweist, wobei ein Bolzen durch die Ausnehmung nach außen ragt.From the US 4,847,557 an inductive speed sensor is known which has a housing pot, the bottom of which is provided with a recess which has a short, outwardly directed collar, wherein a bolt projects through the recess to the outside.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines umlaufenden Bauteiles mit einer elektrisch arbeitenden Abtasteinrichtung zum berührungslosen Abtasten des umlaufenden Bauteiles und einer Einrichtung zur Signalaufbereitung der von der Abtasteinrichtung abgegebenen Signale in ein drehzahlproportionales Ausgangssignal bekannt. Die einzelnen Bauteile sind in Kunststoffhalbschalen angeordnet, welche ei ne Umspritzung aufweisen, die ein einstückiges, geschlossenes Spritzgussgehäuse bildet.Farther is a device for detecting the rotational speed of a rotating Components with an electrically operating scanner for contactless Scanning the rotating component and a device for signal conditioning the output from the scanner signals in a speed proportional Output signal known. The individual components are in plastic half shells arranged, which ei ne encapsulation, which is a one-piece, closed injection molded housing forms.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen induktiven Drehzahlgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe Betriebssicherheit aufweist und einfach in der Herstellung ist.task The invention is an inductive speed sensor of the above mentioned type to create, which has a high reliability and easy to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gehäusetopf aus einem metallischen Werkstoff besteht und die Ausnehmung an ihrem dem Bolzen zugewandten Rand einen in das Innere oder zum Äußeren des Gehäusetopfes gerichteten, eine flächige Abdichtung zwischen Bolzen und Gehäusetopf erzeugenden Kragen aufweist, der den Bolzen unmittelbar mit Presspassung umfasst.These Task is inventively characterized solved, that the housing pot consists of a metallic material and the recess on her the bolt facing edge into the interior or to the exterior of the housing pot directed, a plane Seal between bolt and housing pot generating collar having the bolt directly with press fit.

Durch die erfindungsgemäße Presspassung zwischen Bolzen und Gehäuse weist der Drehzahlgeber eine sehr gute Abdichtung auf. Das ist insbesondere bei einem Einsatz des Drehzahlgebers in einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel zur Lieferung von Eingangssignalen eines Antiblockiersystems, von großer Bedeutung, da der Drehzahlgeber hier regelmäßig und dauerhaft Umwelteinflüssen wie von Spritzwasser verursachter Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Die erfindungsgemäße Abdichtung weist zudem eine hohe Dauerhaltbarkeit und Betriebssicherheit auf, die Ausfallwahrscheinlichkeit ist gering. Damit ist der Drehzahlgeber gut geeignet zur Verwendung in sicherheitsrelevanten Systemen. Außerdem ist die Herstellung eines erfindungsgemäßen Drehzahlgebers vorteilhaft kostengünstig, wodurch er insbesondere für eine Großserienfertigung, wie sie beispielsweise in der Kraftfahrzeugproduktion regelmäßig vorliegt, zweckmäßig ist. Von großem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen induktiven Drehzahlgeber ist, dass auf zusätzliche Verfahrensgänge bei der Herstellung (zum Beispiel ein aufwendiges Ver schweißen von Gehäuse und Bolzen) und/oder zusätzliche Bauteile wie beispielsweise Rundschnurdichtungen, die den Fertigungsaufwand erhöhen und die Dauerhaltbarkeit verringern würden, vollständig verzichtet werden kann. Somit gewährleistet der Drehzahlgeber nach der Erfindung sowohl ein starkes Ausgangssignal aufgrund des das Gehäuse durchdringenden Bolzens als auch gleichzeitig eine einfache, kostengünstige Herstellbarkeit, hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer.Due to the inventive interference fit between the bolt and the housing, the speed sensor has a very good seal. This is particularly important when using the speed sensor in a motor vehicle, for example for the supply of input signals of an anti-lock braking system, of great importance, since the speed sensor is here regularly and permanently exposed to environmental influences such as moisture caused by spray. The seal according to the invention also has a high durability and reliability, the probability of failure is low. This makes the tachometer well suited for use in safety-relevant systems. In addition, the production of a speed sensor according to the invention is advantageously inexpensive, whereby it is particularly useful for large-scale production, as it is regularly present, for example, in motor vehicle production. Of great advantage in the inductive speed sensor according to the invention is that on additional process steps in the production (for example, a complex welding of housing and bolt welding) and / or additional components such as round cord seals, which would increase the manufacturing cost and reduce fatigue, completely eliminated can be. Thus, the speed sensor ensures According to the invention, both a strong output signal due to the bolt penetrating the housing and at the same time a simple, inexpensive manufacturability, high reliability and durability.

Durch die Ausbildung des Gehäusetopfs aus einem metallischen Werkstoff ist die mechanische Stabilität und Dauerhaltbarkeit des induktiven Drehzahlgebers erhöht.By the training of the housing pot a metallic material is the mechanical stability and durability of the inductive speed sensor increases.

Insbesondere beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug unterliegt der Drehzahlgeber sich ständig ändernden Umwelteinflüssen einschließlich zumindest tages- und jahreszeitlichen Temperaturänderungen. Die durch die Temperaturänderungen hervorrufbaren möglichen Längen- und Volumenänderungen des Gehäusetopfes und des Bolzens bleiben ohne Einfluss auf die Dichtwirkung der Presspassung, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Gehäusetopf und der Bolzen aus in etwa gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisenden Werkstoffen bestehen, wodurch eine dauerhaft zuverlässige Abdichtung sichergestellt ist. Die Ausdehnungskoeffizienten brauchen dabei nicht vollständig identisch zu sein, sondern sie können auch geringfügig voneinander abweichen, da eine solche geringe Abweichung innerhalb des praktisch relevanten Temperaturbandes keine negativen Auswirkungen hat.Especially when used in a motor vehicle subject to the speed sensor constantly changing environmental influences including at least daily and seasonal temperature changes. The by the temperature changes evitable possible linear and volume changes of housing pot and the bolt remain without affecting the sealing effect of the interference fit when according to a Another advantageous embodiment of the invention, the housing pot and the bolt from about the same thermal expansion coefficient consist of materials, resulting in a permanently reliable seal is ensured. The expansion coefficients need it not completely but they can be identical also slightly differ because such a small deviation within of the practically relevant temperature band no negative effects Has.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Bolzen innerhalb der Außenkontur des Gehäusetopfes angeordnet. Dadurch ergibt sich ein sicherer Schutz des Bolzens vor Beschädigungen, da lediglich seine Stirnfläche in unmittelbarem Kontakt mit der Umwelt steht, sein übriger Korpus hingegen von dem Gehäuse geschützt wird.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the bolt within the outer contour of the housing pot arranged. This results in a secure protection of the bolt from damage, because only his face is in direct contact with the environment, its remaining body however, from the case protected becomes.

Man könnte sich vorstellen, dass der Bolzen mehrfingerig ausgebildet ist und dass beispielsweise die einzelnen Finger jeweils den Gehäuseboden erfindungsgemäß abgedichtet durchdringen. Jedoch hat der induktive Drehzahlgeber einen besonders einfachen, kostengünstigen und leicht herstellbaren Aufbau, wenn gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er findung der Gehäusetopf zylindrisch ausgebildet und der Bolzen zentrisch im Boden angeordnet ist.you could imagine that the bolt is formed mehrfingerig and for example, the individual fingers each case the case bottom sealed according to the invention penetrate. However, the inductive speed sensor has a particularly simple, inexpensive and easily manufacturable structure, if according to another advantageous embodiment He invented the housing pot cylindrically shaped and the bolt arranged centrally in the ground is.

Zum Beispiel bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Drehzahlgebers in einem Kraftfahrzeug unterliegt dieser fortwährend dynamischen Belastungen, die unter anderem von Erschütterungen des Fahrzeugantriebsaggregats sowie der Abrollbewegung des Fahrzeugs auf dem Boden herrühren. Diese dynamischen Belastungen, die sich in Erschütterungen des Drehzahlsensors ausdrücken, können zur Beschädigung der in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Bauteile führen. Insbesondere kann es bei einer elektrischen, aus einem Draht gewickelten Spule zu einem Reißen des Drahtes kommen. Um eine mechanische Beschädigung sowohl der elektrischen Bauteile als auch des Gehäuses selbst zuverlässig auszuschließen, ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Gehäusetopf angeordnete elektrische Bauteile mit einem Kunststoff vergossen sind.To the Example when using a speed sensor according to the invention in one Motor vehicle is subject to this constantly dynamic loads, which, among other things, from tremors of the Vehicle drive unit and the rolling motion of the vehicle on the ground. These dynamic loads, resulting in shocks of the speed sensor express, can to damage in the case lead arranged electrical components. In particular, it can in an electrical coil wound from a wire to a Tear of the wire. To mechanical damage both the electrical Components as well as the housing even reliable ruled out is according to one another advantageous embodiment of the invention provides that in the housing pot arranged electrical components with a plastic encapsulated are.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenTwo embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described in more detail. Show it

1 einen induktiven Drehzahlgeber in geschnittener Seitenansicht und 1 an inductive speed sensor in a sectional side view and

2 einen Ausschnitt eines anderen induktiven Drehzahlgebers in geschnittener Seitenansicht. 2 a section of another inductive speed sensor in a sectional side view.

Sich entsprechende Bauteile sind in den Figuren jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen.Yourself corresponding components are in the figures each with the same Provided with reference numerals.

In 1 ist in einer geschnittenen Seitenansicht ein induktiver Drehzahlgeber 1 gezeigt, der ein Gehäuse 2 mit einem Gehäuseoberteil 3 und einem mit dem Gehäuseoberteil 3 verbundenen zylindrischen Gehäusetopf 4 aufweist. In dem Gehäuseoberteil 3 befindet sich ein als Stecker ausgebildetes elektrisches Kontaktierungselement 5 zur Verbindung des Drehzahlgebers 1 mit einer hier nicht dargestellten Signalauswerteeinheit, zum Beispiel einer Antiblockiersystemsteuereinheit eines Kraftfahrzeugs.In 1 is a sectional side view of an inductive speed sensor 1 shown a housing 2 with an upper housing part 3 and one with the housing top 3 connected cylindrical housing pot 4 having. In the upper housing part 3 there is a designed as a plug electrical contacting element 5 for connecting the speed sensor 1 with a signal evaluation unit, not shown here, for example an anti-lock brake system control unit of a motor vehicle.

In dem Gehäusetopf 4 ist ein Spulenkörper 6 mit einem Spulenträger 7, auf den eine Spule 8 gewickelt ist, angeordnet. Elektrische Leiter, die die Spule 8 mit dem Kontaktierungselement 5 verbinden, sind nicht im Einzelnen dargestellt. Zentrisch in dem Spulenträger 7 befinden sich ein Magnet 9 und ein Bolzen 10. Der Bolzen 10 durchdringt eine Ausnehmung 11 am Boden 12 des Gehäusetopfes 4, in der er mit einer Presspassung sitzt. Der Gehäusetopf 4 besteht aus einem Metall und weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der nicht wesentlich von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des ebenfalls metallischen Bolzens 10 abweicht.In the housing pot 4 is a bobbin 6 with a coil carrier 7 on which a coil 8th is wound, arranged. Electric conductor, which is the coil 8th with the contacting element 5 are not shown in detail. Centric in the coil carrier 7 There is a magnet 9 and a bolt 10 , The bolt 10 penetrates a recess 11 on the ground 12 of the housing pot 4 in which he sits with a press fit. The housing pot 4 consists of a metal and has a coefficient of thermal expansion which is not significantly dependent on the thermal expansion coefficient of the likewise metallic bolt 10 differs.

Die Ausnehmung 11 im Gehäusetopf 4 ist als Durchzug ausgebildet und weist einen Kragen 13 auf, der abdichtend mit einer Presspassung unmittelbar am zentrisch im Gehäusetopf 4 angeordneten Bolzen 10 anliegt und in das Innere des Gehäusetopfes 4 gerichtet ist, wobei der Kragen 13 zusätzlich in den Spulenträger 7 eingreift. Der Bolzen 10 weist nur mit seiner Stirnfläche 14 aus dem Gehäuse 2 heraus, insgesamt ist der Bolzen 10 geschützt innerhalb der Außenkontur 15 des Gehäusetopfes 4 angeordnet. Im unteren Bereich des Gehäusetopfes 4 befindet sich ein Kunststoff 16 der in Form eines Vergusses unter anderem die Spule 8 schützt und sichert.The recess 11 in the housing pot 4 is designed as a passage and has a collar 13 on, the sealing with a press fit directly on the center in the housing pot 4 arranged bolts 10 abuts and in the interior of the housing pot 4 is directed, with the collar 13 additionally in the coil carrier 7 intervenes. The bolt 10 points only with its end face 14 out of the case 2 out, overall is the bolt 10 protected within the outer contour 15 of the housing pot 4 arranged. In the lower area of the housing pot 4 there is a plastic 16 in the form of a casting under other things, the coil 8th protects and secures.

Ein Ausschnitt entsprechend einem zum Vergleich in 1 mit A bezeichneten Ausschnitt, der einen unteren Bereich des Gehäusetopfes 4 umfasst, ist in 2 in einer geschnittenen Seitenansicht eines alternativen Drehzahlgebers gezeigt. Im Unterschied zu dem Drehzahlgeber nach 1 ist hier in einem Boden 12 eines Gehäusetopfes 4 eine als Durchzug ausgebildete Ausnehmung 11 angeordnet, die einen nach außen weisenden Kragen 17 besitzt. Der Kragen 17 liegt unmittelbar an einem die Ausnehmung 11 durchdringenden Bolzen 10 an und umfasst diesen abdichtend mit einer Presspassung.A section corresponding to one for comparison in 1 A detail designated A, the lower portion of the housing pot 4 includes, is in 2 shown in a sectional side view of an alternative speed sensor. Unlike the tachometer after 1 is here in a ground 12 a housing pot 4 a trained as a passage recess 11 arranged, which has an outwardly facing collar 17 has. The collar 17 is located directly on a the recess 11 penetrating bolt 10 and includes this sealing with a press fit.

Der Bolzen 10 ist auch hier geschützt innerhalb der Außenkontur 15 des Gehäusetopfes 4, zu der auch der Kragen 17 gehört, angeordnet. Lediglich eine Stirnfläche 14 des Bolzens 10 durchragt die Ausnehmung 11 und tritt an die Oberfläche des Gehäusetopfes 4.The bolt 10 is also protected inside the outer contour 15 of the housing pot 4 which also includes the collar 17 belongs, arranged. Only one face 14 of the bolt 10 penetrates the recess 11 and enters the surface of the housing pot 4 ,

11: DrehzahlgeberTachometer
22: Gehäusecasing
33: GehäuseoberteilHousing top
44: Gehäusetopfhousing pot
55: Kontaktierungselementcontacting
66: Spulenkörperbobbins
77: Spulenträgercoil carrier
88th: SpuleKitchen sink
99: Magnetmagnet
1010: Bolzenbolt
1111: Ausnehmungrecess
1212: Bodenground
1313: Kragencollar
1414: Stirnflächeface
1515: Außenkonturouter contour
1616: Kunststoffplastic
1717: Kragencollar
AA: Ausschnittneckline

Claims

Inductive speed sensor with a housing receiving electrical components with a housing pot, wherein the housing pot has at its bottom a penetrated by a bolt recess and the bolt is press-fitted in the bottom, characterized in that the housing pot ( 4 ) consists of a metallic material and the recess ( 11 ) at her the bolt ( 10 ) facing edge into the interior or to the exterior of the housing pot ( 4 ), a flat seal between the bolt and housing pot generating collar ( 13 ; 17 ), the bolt ( 10 ) directly with press fit.

Inductive speed sensor according to claim 1, characterized in that the housing pot ( 4 ) and the bolt ( 10 ) consist of having approximately the same thermal expansion coefficient materials.

Inductive speed sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the bolt ( 11 ) within the outer contour ( 15 ) of the housing pot ( 4 ) is arranged.

Inductive speed sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the housing pot ( 4 ) cylindrical and the bolt ( 11 ) centric in the ground ( 12 ) is arranged.

Inductive speed sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing pot ( 4 ) arranged electrical components with a plastic ( 16 ) are shed.