DE19620337A1 - Sensor für Drehzahl und Drehrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor für Drehzahl und Drehrichtung einer Getriebewelle eines Kraft­ fahrzeugs mit einem auf der Getriebewelle sitzenden Zahnkranz und einem mit dem Zahnkranz kooperierenden, auf Halleffektbasis arbeitenden Signalgeber.

Derartige Sensoren sind insbesondere in Schaltgetrieben erforderlich. Unter anderem muß der Stillstand des Getriebes genau erfaßt werden. Dabei dürfen auch Schwingungen die Sensoren nicht nach­ teilig beeinflussen oder zu einer Falschmeldung führen.

Aufgabe der Erfindung ist eine vibrationsfreie Halterung und ein genaues Ansprechen des Sensors.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Gehäuse des Sensors dem Zahn­ kranz mit einem Gabelkopf derart zugeordnet ist, daß die beiden Gabelschenkel sich zu beiden Seiten des Zahnkranzes so erstrecken, daß in dem radial ausgerichteten Spalt des Gabelkopfes zumindest ein Zahn und/oder eine Zahnlücke vorhanden ist, daß ein in das Gehäuse einschiebbarer Träger an einer in einen Gabelschenkel hineinragenden Querwand einen Permanentmagneten aufnimmt und eine in den anderen Gabelschenkel hinreichende Leiterplatte hält und daß die Leiterplatte innerhalb des Gabelschenkels pla­ zierte und mit dem Permanentmagneten kooperierende Hall-IC's trägt.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die durch den Permanent­ magneten und die Hall-IC's gebildete Meßstrecke einen Spalt für den weichmagnetischen Zahnkranz bil­ det, durch den sich derselbe hindurchbewegt. Das Gehäuse nimmt einen Träger auf, in dem die Leiterplatte mit den Hall-IC's vibrationsfrei gehalten ist. Durch das Gehäuse sind die Hall-IC's mechanisch ge­ schützt, jedoch infolge der gabelförmigen Ausbildung dem Zahnkranz sehr nahe gebracht, so daß eine hohe Meßempfindlichkeit erzielt wird.

Die spielfreie Halterung und vibrationsfreie Fixierung der Leiterplatte wird dadurch gesichert, daß die parallel zu den beiden Gabelschenkeln sich erstreckenden Leiterplatte durch federnde Zungen des Trägers an Rastnasen von Raststegen des Trägers spielfrei fixiert ist.

Eine sichere Halterung des Permanentmagneten wird dadurch gewährleistet, daß der Permanent­ magnet zwischen Aufnahmen und einer Zunge rastend gehalten ist.

Eine genaue Ausrichtung der Meßstrecke wird dadurch erzielt, daß der Permanentmagnet und zwei nebeneinander angeordnete Hall-IC's innerhalb der Gabelschenkel zu beiden Seiten des Spaltes einander derart gegenüberstehen, daß der Magnetfluß bei einem im Spalt befindlichen Zahn zumindest zu einem der beiden Hall-IC's unterbrochen und bei einer Zahnlücke ebenfalls zumindest zu einem der beiden Hall- IC's nicht unterbrochen ist.

Eine hohe vibrationsdämpende Wirkung der Zungen wird dadurch erzielt, daß die Zungen an den Seiten der Platte des Trägers angeformt und gegeneinander gerichtet sind.

Die Fixierung des Trägers innerhalb des Gehäuses ist dadurch gewährleistet, daß Stege und die Wände den Trägern innerhalb des Gehäuses fixieren.

Die Ausrichtung des Spaltes auf den Zahnkranz beim Einbau des Sensors in das Getriebe wird dadurch gesichert, daß die einander zu beiden Seiten des Spaltes gegenüberstehenden Wände der Gabel­ schenkel mit einer flüchtigen Auskleidung belegt sind. Nach dem Einbau des Sensors kann die flüchtige Auskleidung z. B. durch Erwärmung verdampft oder weggeschmolzen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 einen Schnitt in einer Axialebene der Getriebewelle,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Träger,

Fig. 6 eine Draufsicht zu Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht des bestückten Trägers,

Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7,

Fig. 9 eine Stirnansicht zu Fig. 7,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 6,

Fig. 11 eine Stirnansicht des Trägers und

Fig. 12 eine Stirnansicht des bestückten Trägers.

Fig. 1 zeigt schematisch die Wandung 1 des Getriebegehäuses, in dem eine Getriebewelle 2 gelagert ist. Einzelheiten des Getriebegehäuses, der Lagerung und weiterer Getriebeteile sind nicht dargestellt. Auf der Getriebewelle 2 sitzt ein radial verkürzt dargestelltes Rad 3 mit einem weichmagnetischen Zahn­ kranz 4. In einem Durchbruch der Wandung 1 ist ein Gehäuse 7 des Sensors 5 eingebaut. Ein Flansch 6 des Gehäuses 7 ist durch Verschraubungen 8 in der Wandung 1 des Gehäuses gehalten und fixiert. Das Gehäuse 7 hat einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum und endet in einen Gabelkopf 9, dessen Gabelschenkel 10, 11 einen in einer Radialebene ausgerichteten Spalt 12 begrenzen, durch den sich die Zähne des Zahn­ kranzes 4 bei der Drehung des Rades 3 hindurchbewegen. Die Gabelschenkel 10 und 11 sind im Bereich des Spaltes 12 mit flüchtigen Auskleidungen 13 als Fixierhilfen belegt. Die Auskleidungen bestehen aus einem leicht schmelzenden oder verdampfenden Stoff, so daß sie nach dem Einbau durch Erwärmen entfernt werden können. Die Auskleidungen dienen dem Schutz der elektronischen Bauelemente während des Einbaus.

Ein in der Schnittdarstellung der Fig. 4 und in Einzelansichten der Fig. 5 und 6 dargestellter Träger 14 ist in den Innenraum des Gehäuses 7 einschiebbar. Ein Flansch 15 des Trägers schließt den Stirnrand 17 des Gehäusees 7 ab und ist durch einen O-Ring 16 abgedichtet. Der Träger 14 umfaßt eine mittige Platte 18, von der Stege 19 zur Versteifung nach unten ragen. Nach oben gerichtete Wände bzw. Wandabschnitte 20 nehmen eine Leiterplatte 21 zwischen sich auf. Zwischen den Wandabschnitten 20 befinden sich einerseits gegeneinander gerichtete und nach oben federnde Zungen 22, die an der Unterseite der Leiter­ platte 21 mit Federspannung anliegen, und andererseits gegen die Leiterplatte 21 gerichtete und an den Rändern derselben anliegende Raststege 23, die die Leiterplatte 21 rastend festhalten. In den Träger 15 sind auch Anschlußbleche 24 eingebettet, die einerseits in einem Stecker 25 enden und andererseits Kon­ taktstife 26 für die Leiterplatte 21 aufweisen.

Die bestückte Leiterplatte 21 wird zwischen die Raststege 23 eingeschoben und durch die Zungen 22 federnd an die Rastnasen der Raststege 23 angedrückt. Die Leiterplatte 21 wird auf die Kontaktstifte 26 aufgesteckt und mit denselben kontaktiert. Der Endabschnitt 28 der Leiterplatte 21 trägt zwei Hall-IC's 27, deren Anordnung aus Fig. 8 ersichtlich ist und die in Drehrichtung des Zahnkranzes 4 nebeneinanderliegen. Durch den federnden Andruck der Leiterplatte 21 an die Raststege 21 erreicht man eine schwingungs­ freie und vibrationsfreie Festlegung der Leiterplatte.

Der Träger 14 weist in Verlängerung der Stege 19 an einer Querwand 32 Aufnahmen 29 für einen Permanentmagneten 30 auf. Eine Zunge 31 mit einer Rastnase hält den Permanentmagneten 30 fest. Der Permanentmagnet 30 steht den Hall-IC's 27 gegenüber.

Der Halter 14 mit der Leiterplatte 21 wird in das Gehäuse 7 eingeschoben, was aus der Schnitt­ zeichnung der Fig. 4 zu entnehmen ist. Der Halter 14 wird innerhalb des Gehäuses 7 durch die Stege 19, die Wände 20 und die Querwand 32 fixiert. Der Permanentmagnet 30 liegt in dem Schenkel 10 und der Endabschnitt 28 der Leiterplatte 21 in dem Schenkel 11, so daß der Permanentmagnet 30 einerseits und die Hall-IC's 27 andererseits auf verschiedenen Seiten des Spaltes 12 liegen und eine magnetische Meß­ strecke für den weichmagnetischen Zahnkranz 4 darstellen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen den Träger 14 in einem Schnitt und in der Ansicht. Fig. 12 zeigt den Träger 14 mit Leiterplatte 21 in der Ansicht. Dort erkennt man auch die Hall-IC's 27 und den Permanent­ magneten 30.

Claims (7)

1. Sensor für Drehzahl und Drehrichtung einer Getriebewelle eines Kraftfahrzeugs mit einem auf der Getriebewelle sitzenden Zahnkranz und einem mit dem Zahnkranz kooperierenden, auf Halleffektbasis arbeitenden Signalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (7) des Sensors (5) dem Zahnkranz (4) mit einem Gabelkopf (9) derart zugeordnet ist, daß die beiden Gabelschenkel (10, 11) sich zu beiden Seiten des Zahnkranzes (4) so erstrecken, daß in dem radial ausgerichteten Spalt (12) des Gabelkopfes (9) zumindest ein Zahn und/oder eine Zahnlücke vorhanden ist, daß ein in das Gehäuse (7) einschiebbarer Träger (14) an einer in einen Gabelschenkel (10) hineinragenden Querwand (32) einen Permanentmagneten (30) aufnimmt und eine in den anderen Gabelschenkel (11) hinreichende Leiterplatte (21) hält und daß die Leiterplatte (21) innerhalb des Gabelschenkels plazierte und mit dem Permanentmagneten (30) kooperierende Hall-IC's (27) trägt.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu den beiden Gabelschenkeln (10, 11) sich erstreckende Leiterplatten (21) durch federnde Zungen (22) des Trägers (14) an Rastnasen von Raststegen (23) des Trägers (14) spielfrei fixiert ist.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (30) zwischen Aufnahmen (29) und einer Zunge (31) rastend gehalten ist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (30) und zwei nebeneinander angeordnete Hall-IC's (27) innerhalb der Gabelschenkel (10, 11) zu beiden Seiten des Spaltes (12) einander derart gegenüberstehen, daß der Magnetfluß bei einem im Spalt befindlichen Zahn zumindest zu einem der beiden Hall-IC's unterbrochen und bei einer Zahnlücke ebenfalls zu­ mindest zu einem der beiden Hall-IC's nicht unterbrochen ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (22) an den Seiten der Platten (18) des Trägers (14) angeformt und gegeneinander ausgerichtet sind.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Stege (19) und die Wände (20) den Träger (14) innerhalb des Gehäuses (7) fixieren.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zu beiden Seiten des Spaltes (12) gegenüberstehenden Wände der Gabelschenkel (10, 11) mit einer flüchtigen Aus­ kleidung (13) belegt sind.