DE3335864C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem induktiven Stabsensor mit einer elektrischen Spule nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem solchen bekannten Stabsensor zur Messung der Drehgeschwindigkeit von Rädern an Kraftfahrzeugen wirkt der an der vorderen Stirnseite des Sensors angeordnete Polschuh mit einem umlaufenden Zahnkranz zusammen, der am Rad eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist (DE-OS 22 43 331). Die bei umlaufendem Zahnkranz in der Spule des Stabsensors erzeugten elektrischen Impulse werden über ein Anschlußkabel auf eine elektrische Auswerteschaltung gegeben, die beispielsweise ein Blockieren oder Durchdrehen der Räder des Kraftfahrzeuges feststellen und durch entsprechende Ausgangssignale geeignete Gegenmaßnahmen einleiten kann. Die Spule mit dem Flußleitstück und dem Dauermagneten ist dabei von einem Metallgehäuse umgeben, welches im Bereich der Stirnseite des Gebers eine Öffnung hat, in die der Polschuh hineinragt, um auf diese Weise bei möglichst geringem magnetischen Luftspalt mit dem umlaufenden Zahnkranz zusammenzuwirken. Nachteilig hierbei ist, daß durch die Öffnung des Metallgehäuses an der Stirnseite des Stabsensors Feuchtigkeit, Öle und Schadstoffe in den Geber, insbesondere in die Spule eindringen und diese zerstören können.

Bei einem anderen bekannten Stabsensor nach der Gattung des Hauptanspruchs ist es bekannt, den Polschuh in der stirnseitigen Öffnung des unmagnetischen Metallgehäuses abzudichten, um auf diese Weise ein Eindringen der Feuchtigkeit in den Stabsensor zu verhindern.

Derartige Lösungen sind jedoch aufwendig, da die Öffnung im Boden des Metallgehäuses sowie der darin eingesetzte Polschuh eine hohe Maßgenauigkeit erfordern. Zusätzlich wird ein O-Ring aus Gummi zur Abdichtung benötigt. Um die Abdichtung gegen Eindringen von Öl oder anderen Schadstoffen bei starken Temperaturschwankungen hinreichend zu sichern, ist der bekannte Stabsensor noch zusätzlich mit einer auf das vordere Ende des Sensors aufgeschobenen, magnetisch unwirksamen Kappe versehen.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, mit einfachen Mitteln eine zuverlässige und vollständige Abdichtung des Stabsensors durch das Metallgehäuse zu erreichen, ohne daß dadurch die magnetischen Eigenschaften des Stabsensors beeinträchtigt werden.

Aus der US-PS 26 62 996 ist ein induktiver Drehzahlfühler bekannt, der in Achsrichtung gesehen einen Permanentmagneten und einen Polstift aufweist. Um den Polstift ist eine elektrische Spule zum Abgriff der Meßsignale gewickelt. Das Gehäuse des Sensors wird von einem topfförmig ausgebildeten Gehäuseteil abgeschlossen, durch das der Polstift hindurch ragt. Dadurch können aber Verschmutzungen in das Innere des Gehäuses eindringen und das Meßsignal verfälschen.

Beim Sensor nach der DE-PS 20 19 801 wird ein einteiliges Gehäuse verwendet, das eine Verlängerung mit Sacklochbohrungen aufweist, in die die Polstifte ragen. Zwar wird hier eine Verschmutzung verhindert. Durch die relativ dicke Gehäusewand, die als zusätzlicher Luftspalt dient, wird das Meßsignal aber verringert.

Der Sensor nach der DE-PS 21 54 847 weist ein Gehäuse auf, das von einer Kappe aus nicht magnetischem Werkstoff abgeschlossen ist. Diese Kappe ist besonders dünnwandig ausgebildet, um wegen des nicht magnetischen Werkstoffs die Beeinflussung des magnetischen Kreises des Sensors so klein wie möglich zu halten. Der Polstift liegt aber dabei nur an der Innenseite der Kappe an. Eine Schweißverbindung wird nicht verwendet.

In der CH-PS 6 02 980 wird ein Drehzahlsensor beschrieben, der ein zum Zahnrad hin offenes Gehäuse aufweist. Zur Beeinflussung des magnetischen Kreises ist um das Ende des Polstifts ein Ring angeordnet. Dieser Ring ist zwar mit Hilfe einer Schweißverbindung am Polstift befestigt. Hier wird aber nur eine Befestigung angestrebt; die Herstellung einer magnetisch leitenden Verbindung zwischen dem Polstift und dem Ring ist vielmehr unerwünscht.

In der Schrift Christof Rohrbach: "Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Größen", VDI-Verlag, Düsseldorf, 1967, Seiten 194-196, ist im Bild D6.2-4 ein elektromagnetischer Geber dargestellt, an dessen Permanentmagneten eine Feldkonzentrationskappe befestigt ist. Diese Feldkonzentrationskappe ragt durch eine Bohrung des die Kappe abschließenden Gehäuseteils. Diese Feldkonzentrationskappe hat aber den Nachteil, daß seine Spitze leicht von den Zahnrädern abgeschlagen werden kann. Bereits geringe Toleranzschwankungen, die durch ungenaue Zentrierung entstehen, würden die Feldkonzentrationskappe beschädigen.

Der erfindungsgemäße induktive Stabsensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch den geschlossenen Boden des Metallgehäuses auf einfache Weise eine vollständige Abdichtung der Geberteile nach außen erfolgt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die Schweißung am Boden des Metallgehäuses die im Metallgehäuse angeordneten Geberteile durch den damit verschweißten Polschuh zusätzlich fixiert sind, so daß hier kein zusätzlicher Luftspalt entstehen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Boden der Metallhülse im Bereich der Schweißung magnetisch leitend und im übrigen Bereich magnetisch nicht leitend ist. Dadurch läßt sich der magnetische Luftspalt auf den tatsächlichen Luftspalt zwischen Stabsensor und den umlaufenden Zahnkranz reduzieren. Ferner werden auf diese Weise die magnetischen Eigenschaften und folglich auch die Signalspannung des Stabsensors verbessert. Durch das Verschweißen des magnetisch leitfähigen Materials des Polschuhes mit dem magnetisch nicht leitfähigem Material des Metallgehäuses wird bei der Schweißung im Bodenbereich des Metallgehäuses dieses Material ebenfalls magnetisch leitend.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stabsensor im Querschnitt und

Fig. 2 den gleichen Stabsensor mit Blick auf die vordere Stirnseite.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen mit 10 bezeichneten Stabsensor zur Erzeugung von Steuersignalen für die Zündanlage einer Brennkraftmascine. Der Stabsensor 10 wirkt dabei mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, in Pfeilrichtung umlaufenden Rad 11 zusammen, von dem in Fig. 1 nur ein Ausbruch mit einem Zahn 12 dargestellt ist. Der Stabsensor 10 enthält eine elektrische Spule 13, die auf einen aus Isolierstoff gespritzten Spulenkörper 14 aufgewickelt ist. In dem Spulenkörper 14 ist ein Dauermagnet 15 und ein damit stirnseitig fest verbundenes Flußleitstück 16 aufgenommen, welches in die Spule 13 hineinragt. Am vorderen Ende des Flußleitstückes 16 ist ein Polschuh 17 angeordnet, welcher zahnförmig ausgebildet und zum Zahn 12 des umlaufenden Rades 11 ausgerichtet ist. Das hintere Ende des Dauermagneten 15 und des Spulenkörpers 14 ist in einem Anschlußteil 18 aus Isolierstoff aufgenommen, in dem das Ende einer Anschlußleitung 19 eingebettet ist. Die Leiterenden der Anschlußleitung 19 sind über je einen Massivdraht 20 und eine Stromschiene 21 mit je einem Ende der Stromspule 13 feuchtigkeitsdicht verbunden. Die vormontierte Baueinheit aus Dauermagnet 15, Flußleitstück 16, Spulenkörper 14 und Spule 13 ist in ein magnetisch nicht leitendes Metallgehäuse 22, z. B. aus Messing, eingesetzt, welches eine Befestigungslasche 23 zur festen Anbringung des Stabsensors 10 am Umfang des umlaufenden Rades 11 trägt. Das Metallgehäuse 22 ist an einer Schulter 24 des Anschlußteiles 18 durch eine ringförmige Bördelung feuchtigkeitsdicht befestigt.

Das Metallgehäuse 22 hat an der zum umlaufenden Rad 11 hin gerichteten Stirnseite des Stabsensors 10 einen topfförmig geschlossenen Boden 22a, der den Polschuh 17 nach außen hin abdeckt. Durch eine Schweißung 25 ist der an der Stirnseite des Polschuhes 17 anliegende Bereich des Gehäusebodens 22a mit diesem magnetisch leitend verbunden. Die Schweißung 25 ist eine durch einen Laserstrahl, Elektronenstrahl oder durch andere Hochenergie- Schweißverfahren durchgeführte Schweißung, durch die beide Materialien von Polschuh 17 und Metallgehäuse 22 miteinander verschmelzen und wodurch das magnetisch nicht leitende Metallgehäuse 22 in dem an der Stirnseite des Polschuhes 17 anliegenden Bereich des Bodens 22a magnetisch leitfähig wird, während der Boden des Metallgehäuses 22 im übrigen magnetisch nicht leitend bleibt. Da der zahnförmige Polschuh 17 nach dem Wickeln der Spule 13 und dem Kontaktieren der Wicklungsenden mit dem Boden 22a des Metallgehäuses verschweißt wird, lassen sich der zahnförmige Polschuh 17 zur Befestigungslasche 23 sowie die Befestigungslasche 23 zum Abgang der Anschlußleitung 19 in einfacher Weise ausrichten. Wie Fig. 2 zeigt, wird dabei die Form der Stirnfläche des Polschuhes 10 durch die Schweißung 25 außen am Boden 22a des Metallgehäuses 22 exakt nachgebildet. Damit entspricht auch der magnetisch leitende Bereich am Boden des Metallgehäuses 22a exakt der Stirnfläche des Polschuhs und verringert dadurch den induktiven Luftspalt zwischen Polschuh 17 und dem Zahn 12 des umlaufenden Rades 11 um die Dicke des Blechgehäuses 22. Der Stabsensor 10 wird dabei mit Hilfe der Befestigungslasche 23 in Umfangsnähe des Rades 11 so positioniert, daß der zahnförmige Polschuh 16 mit dem Zahn 12 des Rades 11 beim Durchlauf genau fluchtet.

Derartige Sensoren können auch zur Drehzahlmessung oder zur Messung der Umlaufgeschwindigkeit von Rädern oder dergleichen verwendet werden und anstatt mit einem umlaufenden Zahn 12 mit einem Zahnkranz oder mit Stiften und dergleichen magnetisch zusammenwirken.

Claims (4)

1. Induktiver Stabsensor mit einer elektrischen Spule, einem Spulenkörper, in dem ein Dauermagnet und ein Flußleitstück aufgenommen ist, mit einem am vorderen Ende des Flußleitstückes angeordneten Polschuh und mit einem diese Teile aufnehmenden, magnetisch unwirksamen Metallgehäuse, das an einem Anschlußteil mit einer Leitung zum Anschluß der Spule befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (22) mit einem topfförmig geschlossenen Boden (22a) den Polschuh (17) nach außen hin abdeckt und daß der an der Stirnseite des Polschuhs (17) anliegende Bereich des Bodens (22a) durch eine Schweißung (25) mit diesem magnetisch leitend verbunden ist.

2. Stabsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (22a) des Metallgehäuses (22) im Bereich der Schweißung (25) magnetisch leitend, im übrigen Bereich aber magnetisch nicht leitend ist.

3. Stabsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Stirnseite des Polschuhs (17) anliegende Bereich des Bodens (22a) durch eine Hochenergieschweißung (25) magnetisch leitend geworden ist.

4. Stabsensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polschuh (17) zum Boden (22a) des Metallgehäuses (22) hin zahnförmig ausgebildet ist.