DE29703098U1

DE29703098U1 - Zahnradgeber mit Sensorhybrid

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Publication number: DE29703098U1
Application number: DE29703098U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2007-02-18

Description

GR 97 G 3104

Beschreibung

Zahnradgeber mit Sensorhybrid

Die Erfindung betrifft einen Zahnradgeber mit einem Sensorhybrid mit mindestens einem darauf angeordneten Magnetsensor.

Zahnradgeber dienen beispielsweise zur Erfassung von Drehzahlen oder anderen Bewegungszuständen und bestehen aus einem abzutastenden Zahnrad, welches die zu messende Bewegung ausführt und einem Geber mit einem oder mehreren Magnetsensoren. Dabei ist es erforderlich, daß der Abstand zwischen dem oder den Magnetsensoren und dem abzutastenden Zahnrad so genau wie möglich eingestellt wird. Eine entscheidende Rolle dabei spielt die Anordnung eines Magnetsensors im Zahnradgeber, wobei die zu erreichende Genauigkeit durch die Art des Einbaus eines Magnetsensors im Gehäuse des Zahnradgebers mitbestimmt wird.

Herkotnmlicherweise werden hierfür Magnetsensoren im Gehäuse positioniert und anschließend vergossen, wobei aufwendige Justagevorrichtungen zur Positionierung des Magnetsensors im Gehäuse erforderlich sind. Nach der Positionierung des Magnetsensors wird dieser unter einem erforderlichen Vakuum von der Vorderseite her vergossen, wobei die Vergußmasse nachträglich überschliffen werden muß, um das Maß zwischen der Vorderkante des Magnetsensors und der Vorderkante des Gehäuses so klein und genau wie möglich zu erhalten. Problematisch hierbei ist auch, daß aufgrund der geringen geforderten ToIe-0 ranzen der Magnetfeldsensor geschädigt werden kann.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verringerung der mechanischen Toleranzen gegenüber der herkömmlichen Ausprägung von .Zahnradgebern zu erreichen und zusätzlich eine Vereinfachung des mechanischen Gesamtaufbaues herbeizuführen. 5

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Zahnradgeber mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Sensorhybrids mit mindestens einem darauf angeordneten Magnetsensor, wobei das Sensorhybrid in eine zu dessen Aufnahme vorgesehene Aussparung des Gehäuses geklebt ist und zur Stabilisierung von der Rückseite mit dem Gehäuse vergossen ist.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Magnetsensoren als Feldplatten ausgeführt.

Um das Positionieren und das Einkleben des Sensorhybrids von Hand zu vereinfachen, ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung 0 am Gehäuse mit mindestens drei Anschlagpunkten zum Positionieren des Sensorhybrids versehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Sensorhybrid gegenüber der umgebenden äußeren Oberfläche des Gehäuses geringfügig vorsteht. Dadurch wird erreicht, daß der einzustellende Abstand zwischen dem Zahnrad und dem Sensorhybrid nicht am Gehäuse gemessen wird, sondern tatsächlich am Sensorhybrid selbst.

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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse aus Aluminium auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Sensorhybrid mehrschichtig aus einem Substrat, einem oder mehreren Magnetfeldsensoren sowie einer Stützkeramik gebildet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles und in Verbindung mit den Figuren. Elemente mit gleicher Funktionalität sind in den unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Es zeigen:

FIG 1 eine perspektivische Darstellung eines Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung,

FIG 2 Schnittansicht durch die in der FIG 1 gezeigten Darstellung,

FIG 3 vergrößerter Ausschnitt des eingebauten Sensorhybrids

aus der Darstellung nach FIG 2 und FIG 4 Zahnradgeber nach dem Stand der Technik.

Der besseren Verständlichkeit halber soll zunächst mit der Darstellung nach FIG 4 und damit verbunden mit einer Erläuterung eines herkömmlichen Zahnradgebers nach dem Stand der Technik begonnen werden. Dieser weist ein Gehäuse G auf, welches eine Aussparung zur Aufnahme eines Magnetsensors S besitzt. Hinter dieser Aussparung ist im Inneren des Gehäuses G

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eine Leiterplatte L angeordnet, auf der der Magnetfeldsensor S angeordnet ist. Durch Justierung der Leiterplatte L kann eine Positionierung des Magnetsensors S im Gehäuse G vorgenommen werden. Anschließend wird die Aussparung mit dem darin befindlichen Magnetfeldsensor S mittels einer Vergußmasse V vergossen, was jedoch normalerweise unter Vakuum geschieht. Aus diesem Grund ist der mechanische Gesamtaufbau eines solchen herkömmlichen Zahnradgebers sehr aufwendig. Hinzu kommt, daß die Vergußmasse V nachträglich überschliffen werden muß, um das Maß zwischen der Vorderkante des Sensors S und der Vorderkante des Gehäuses G, in der Darstellung das mit y gekennzeichnete Maß, so klein und genau wie möglich zu erhalten. Aufgrund der erforderlichen Toleranz und der Tatsache, daß das Maß y möglichst klein sein soll, besteht die Gefahr, daß der Magnetsensor S durch das Überschleifen der Vergußmasse V beschädigt wird.

In der Darstellung nach FIG 1 ist nun eine perspektivische Ansicht eines Zahnradgebers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welcher ebenfalls ein Gehäuse G aufweist, welches bevorzugterweise aus Aluminium besteht. Dieses Gehäuse besitzt in der dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegten Form eine quaderförmige Gestalt, welche in ihrer Grundfläche eine Aussparung A zur Aufnahme des Magnetfeldsensors S besitzt.

5 Das Gehäuse G wird hochkant montiert und besitzt hierfür an zwei gegenüberliegenden Seiten angebrachte Schenkel, welche Bohrungen aufweisen, über die eine Befestigung des Zahnradgebers ermöglicht wird.

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Die Aussparung A im Gehäuse G weist drei Anschlagpunkte Pl, P2 und P3 auf, welche ein Positionieren und Einkleben des Sensorhybrids SH vereinfachen.

In der Darstellung gemäß FIG 2 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse G gezeigt, bei dem auch die Aussparung A und das Sensorhybrid SH erkennbar sind. Die Darstellung nach FIG 3 zeigt eine Vergrößerung des Einbaubereiches des Sensorhybrids SH, weshalb die folgenden Erläuterungen anhand der Darstellung gemäß FIG 3 erfolgen sollen.

Der oder auch die Magnetfeldsensoren sind auf einem Sensorhybrid SH angeordnet. Ein solches Sensorhybrid ist mehrschichtig und besteht aus einem Substrat, auf dem der oder die Magnetfeldsensoren S angeordnet sind. Darüber hinaus weist das Sensorhybrid eine Stützkeramik auf. Die Magnetfeldsensoren können beispielsweise als Feldplatten ausgelegt sein. Das Sensorhybrid SH wird nun an den Anschlagpunkten Pl bis P3 in der Aussparung A des Gehäuses G ausgerichtet und in das Gehäuse eingeklebt. Zur Stabilisierung wird das Sensorhybrid SH von der Hinterseite (also von der Innenseite des Gehäuses G her) mit dem Gehäuse G mittels einer Vergußmasse V vergossen. Entscheidend hierbei ist, daß dazu anders als im Stand der Technik kein Vakuum erforderlich ist, wodurch sich der mechanische Gesamtaufbau und die Herstellung erheblich vereinfachen lassen.

Hinter dem Sensorhybrid SH lassen sich in der Vergußmasse V auch den jeweiligen Magnetfeldsensoren S zugeordnete Magnete 0 M anordnen, welche ein Magnetfeld erzeugen, welches durch die

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Zähne des abzutastenden Zahnrades verändert wird. Diese Magnet feldänderung wird dann über die auf dem Sensorhybrid SH angeordneten Feldplatten S detektiert.

Zur Verringerung der mechanischen Toleranzen wird das mehrschichtige Sensorhybrid bzw. die Aussparung A zur Aufnahme des Sensorhybrids SH so bemessen, daß das Sensorhybrid im montierten Zustand leicht gegenüber der vorderen Oberfläche des Gehäuses G vorsteht. Dies ist in der Darstellung gemäß FIG 3 anhand der durch X gekennzeichneten Oberfläche des Sensorhybrids SH gegenüber der Oberfläche 0 des Gehäuses G veranschaulicht. Dadurch wird gewährleistet, daß der einzustellende Abstand zwischen dem Zahnrad und dem Sensorhybrid nicht vom Gehäuse G aus gemessen wird, sondern stets von der Oberfläche des Sensorhybrids SH selbst. Auf diese Weise kann ein nachträglicher AbschleifVorgang vermieden werden.

Die vorangehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist zum Zwecke der Veranschaulichung 0 angegeben. Diese ist nicht erschöpfend. Auch ist die Erfindung nicht auf die genau angegebene Form beschränkt, sondern es sind zahlreiche Modifikationen und Änderungen im Rahmen der vorstehend angegebenen technischen Lehre möglich. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Bauform des Zahnradgebers. Eine bevorzugte Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die prinzipiellen Details der Erfindung und praktische Anwendungen zu verdeutlichen, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung zu realisieren. Eine Vielzahl bevorzugter Ausführungsformen sowie weitere Modifi-

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kationen kommen bei speziellen Anwendungsgebieten ebenfalls in Betracht.

Claims

GR 97 G 3104 Schutzansprüche

1. Zahnradgeber mit einem Gehäuse (G) zur Aufnahme eines Sensorhybrids (SH) mit mindestens einem darauf angeordneten Magnetsensor (S), wobei das Sensorhybrid (SH) in eine zu dessen Aufnahme vorgesehene Aussparung (A) des Gehäuses (G) geklebt ist und zur Stabilisierung von der Rückseite mit dem Gehäuse vergossen (V) ist.

2. Zahnradgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Magnetsensoren (S) als Feldplatten ausgeführt sind.

3. Zahnradgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß am Gehäuse (G) mindestens drei Anschlagpunkte (Pl...P3) zum Positionieren des Sensorhybrids (SH) vorgesehen sind.

4. Zahnradgeber nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorhybrid (SH) gegenüber der umgebenden äußeren Oberfläche (O) des Gehäuses (G) geringfügig vorsteht (X).

5. Zahnradgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse

(G) aus Aluminium besteht.

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6. Zahnradgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorhybrid (SH) mehrschichtig aus einem Substrat, dem oder den Magnetfeldsensoren (S) sowie einer Stützkeramik aufgebaut ist.