DE19513464A1 - Induktiver Sensor - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem induktiven Sensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei in der Praxis üblichen Sen­ soren werden die Polkerne in zerspanender Technik herge­ stellt. Diese Herstellungsweise ist aber zeitaufwendig und sehr kostenintensiv.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße induktive Sensor mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß aufgrund der besonderen Geometrie des Polkerns dieser in Kaltfließpreß-Technik hergestellt werden kann. Da­ durch ergibt sich insbesondere für eine Serienfertigung ein relativ geringer Preis für die Herstellung. Einfacherweise kann das Ende des Polkerns, das dem Drehelement zugeordnet ist, dem Ort und der Form zum Beispiel des Zahns des Dreh­ elements angepaßt werden. Dadurch ergibt sich auch eine Ver­ besserung des vom Sensor erzeugten Meßsignals. Die hierzu oft notwendigen komplizierten geometrischen Figuren können so einfach hergestellt werden. Der für den Polkern verwende­ te Chrom-Stahl erfüllt ferner die geforderten Korrosionsei­ genschaften.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Fig. 1 zeigt einen Sensor im Querschnitt und die Fig. 2 bis 4 Abwandlungen des erfindungsgemäßen Polkerns.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist mit 10 ein im Spritzgußverfahren herge­ stelltes Gehäuse eines Drehzahlsensors 11 bezeichnet. In dem Gehäuse 10 ist ein langgestreckter Spulenkörper 13 mit einer eine Wicklung aufweisenden Spule 14 eingesetzt. Die Wicklung der Spule 14 ist an zwei (in der Zeichnung hintereinander­ liegenden) Stromschienen 15 angeschlossen. Die nach oben ra­ genden freien Enden der Stromschienen 15 sind zur Signalab­ nahme mit den beiden Kontakten 16 eines Anschlußsteckers 17 kontaktiert, zum Beispiel angeschweißt. Der spulenseitige Endabschnitt 18 der Stromschienen 15 ist umgebogen und ragt von der Spule 14 weg. Die dadurch entstandene Biegung der Stromschienen 15 ist aber möglichst nahe beim Spulenschild 20 des Spulenkörpers 13. Als Spulenschild sind die beiden am Spulenkörper 13 ausgebildeten Begrenzungen für die Spule 14 zu verstehen. In den Endabschnitten 18 der Stromschienen 15 ist das jeweilige Ende, d. h. der Anfang bzw. das Ende der Wicklung der Spule 14 befestigt. In den Spulenkörper 13 ist nach unten, d. h. zu einem nicht dargestellten Zahnrad oder einem sonstigen Rotationskörper, dessen Drehbewegung be­ stimmt werden soll, ein als Polkern 22 bezeichneter Stahl mit guten weichmagnetischen Eigenschaften eingesteckt, der durch die Spule 14 hindurchragt. Der Rotationskörper besteht dabei aus insbesondere magnetisch leitendem Material.

Zur Befestigung des Sensors 11 an einem Gehäuse, zum Bei­ spiel an einem Fahrzeuggehäuse, ist in das Gehäuse 10 eine Befestigungslasche 29 in einem flanschartigen Fortsatz 30 eingebettet.

Erfindungsgemäß besteht der Polkern 22 zum Rotationskörper hin gesehen aus einem ersten zylindrischen Abschnitt 31, ei­ nem zweiten zylindrischen Abschnitt 32, einem konischen Ab­ schnitt 33 und einem dritten zylindrischen Abschnitt 34. Die drei zylindrischen Abschnitte 31, 32, 34 haben zum Rota­ tionskörper hin gesehen jeweils einen kleineren Durchmesser. Der Übergang 35 vom ersten 31 zum zweiten 32 zylindrischen Abschnitt ist gerundet ausgebildet. Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, kann die Länge der Abschnitte 31 bis 34 unterschiedlich ausgebildet sein. Die Länge dieser Abschnit­ te ist hierbei zum Beispiel von der Größe des Sensors selbst, der Geometrie des Rotationskörpers, der Lage des Ro­ tationskörpers zum Sensor und der Größe des zu erzeugenden Meßsignals abhängig. Um eine optimale Meßsignalerzeugung zu erreichen, ist der Querschnitt des dem Rotationskörper zuge­ wandten Abschnitts 36 des Polkerns, d. h. der sich an den Ab­ schnitt 35 anschließende Abschnitt auf die Geometrie und den Ort der Zähne des Rotationskörpers abgestimmt. Statt Zähne können am Rotationskörper auch Flächen mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit ausgebildet sein. In den Fig. 2 bis 4 sind die Abschnitte 36 in der Länge vor dem Einbau in den Spulenkörper bzw. in den Sensor dargestellt. Diese Abschnitte 36 können entsprechend der jeweiligen Applikation auf die notwendige Länge reduziert werden. Hierbei ist es denkbar, daß der Abschnitt 36 dann über das Gehäuse des Sen­ sors hinausschaut oder mit diesem bündig abschließt.

Der Abschnitt 36 in der Fig. 2 hat zwei parallel verlaufen­ de Ober- 41 bzw. Unterseiten 42. Die Seitenflächen 43 bzw. 44 haben den Radius des dritten zylindrischen Abschnitts 34. Die Übergänge 45 von den Seitenflächen 43, 44 zu der Ober­ bzw. Unterseite 42 sind gerundet. Die Öffnung 46 in der Stirnseite des Abschnitts 36 dient zum Transport des Pol­ kerns 22 in der Maschine während des Kaltfließpressens.

Der in der Fig. 3 dargestellte Polkern 22a zeigt wie durch das Kaltfließpressen auch komplizierte geometrische Formen von Polkernen zur optimalen Signalerzeugung in einfacher Form preisgünstig hergestellt werden können. So hat der Ab­ schnitt 36a in einer Querrichtung einen Durchmesser 51, der dem Durchmesser des Abschnitts 32a entspricht und in der senkrecht dazu verlaufenden Querrichtung einen Durchmesser 52, der kleiner als der Durchmesser des Abschnitts 34a ist. Die beiden Stirnseiten 53 mit dem größeren Durchmesser wei­ sen hierbei den Radius des Abschnitts 32a auf. Die anderen Stirnseiten 54 sind ebenfalls gerundet, wobei der Mittel­ punkt mit dem Mittelpunkt des Radius der anderen Stirnseiten 53 zusammenfällt. Die beiden Stirnseiten 53, 54 sind durch gekrümmte (55) und dazwischen gerade (56) verlaufende Ab­ schnitte verbunden.

Die Fig. 4 zeigt wieder einen geometrisch einfacher ausge­ bildeten Polkern 22. Hier ist der Abschnitt 36b zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser, der größer als der des Abschnitts 34b und kleiner als der des Abschnitts 32b ist.

Diese bei den Abwandlungen des Polkern 22 in den Fig. 2 bis 4 beschriebene geometrische Form ermöglicht die Herstel­ lung durch Kaltfließpressen. Hierbei ist es möglich, keine kantigen Übergänge am Polkern 22 zu haben, was durch diese besondere Form ermöglicht wird.

Um gute Korrosionseigenschaften und weichmagnetische Eigen­ schaften für den Polkern zu erreichen, besteht der Polkern 22 aus Metall mit der Bezeichnung X6Cr17 (hochlegierter Stahl mit 17 Gewichtsprozent Chrom).

In der Fig. 1 ist die Spule 14 als mehrlagige, zylindrisch ausgebildete Spule dargestellt. Sie kann aber auch gestuft entsprechend der Form des Polkerns gewickelt sein.

Die Wirkungsweise des Drehzahlsensors ist hinreichend be­ kannt und braucht deshalb hier nicht ausführlich erläutert zu werden. Von der stromdurchflossenen Spule 14 wird ein Ma­ gnetfeld erzeugt. Wird nun das Zahnrad an der Spitze des Ma­ gnetkerns 22 vorbeibewegt, so ändert sich während der Bewe­ gung des Zahnrads und der Zahnlücken der Abstand, d. h. der Luftspalt zwischen dem Polkern 22 (Polstift) und dem Zahnrad wird geändert. Dadurch wird auch das Magnetfeld beeinflußt und somit ein Meßsignal erzeugt.

Claims (4)

1. Induktiver Sensor (11), insbesondere Drehzahlgeber, mit einem Gehäuse (10), in dem sich ein Spulenkörper mit minde­ stens einer Spule (14) befindet, die einen Polkern (22) um­ faßt, der mit einem Drehteil in Wirkverbindung steht, da­ durch gekennzeichnet, daß der Polkern (22) einen ersten zy­ lindrischen Abschnitt (31), einen zweiten zylindrischen Ab­ schnitt (32) mit kleinerem Durchmesser, einen konischen Ab­ schnitt (33) und einen dritten zylindrischen Abschnitt (34) aufweist, und daß der Polkern (22) durch Kaltfließpressen hergestellt ist.

2. Induktiver Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich am dritten zylindrischen Abschnitt (34) ein stiftförmiger Fortsatz (36) befindet, dessen Querschnitts­ form auf die Form und den Ort der Zähne des Drehteils abge­ stimmt ist.

3. Induktiver Sensor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Polkern (22) aus Stahl mit der Be­ zeichnung X6Cr17 besteht.

4. Induktiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Übergang (35) vom ersten zum zweiten zylindrischen Abschnitt (32) gerundet ist.