DE4141822C2 - Drehzahlsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlsensor mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten, einen Magneten tragenden Rotor, sowie einer wenigstens ein mit dem Magneten zusammenwirkendes Element, insbesondere ein Hall-Element tragenden, in einem Deckel befestigten Leiterplatte, wobei der Rotor mittels eines Radiallagers im Gehäuse gelagert und federbelastet an ein deckelseitiges Axiallager angedrückt ist.

Solche Drehzahlsensoren sind z. B. aus der DE 36 19 600 A1 bekannt und sie setzt man überall dort ein, wo man eine Drehzahl oder eine Wegstrecke genau erfassen will. Man verwendet sie bspw. bei Automobilen, wo sie die Drehzahl einer Welle, insbesondere einer Getriebewelle, genau erfassen sollen, um bspw. über den gemessenen Wert andere Funktionen, insbesondere Motorfunktionen, zu steuern. Diese Drehzahl­ sensoren arbeiten hochgenau. Die Leiterplatte kann mit einer Schutzbeschaltung ausgestattet sein und verschiedene elektronische Bauelemente, insbesondere aber mindestens ein sog. Hall-Element tragen. Dieses wirkt mit einem vorzugsweise ringförmigen Magneten zusammen, der mit Hilfe des Rotors in Drehung versetzt wird, wobei der Rotor seinerseits mit der Welle drehverbunden ist, deren Drehzahl er erfassen soll.

Das genaue Funktionieren dieses Drehzahlsensors hängt nicht zuletzt auch davon ab, ob der axiale Abstand des Hall-Elements vom Magneten genau eingehalten wird, wobei diesbezüglich enge Toleranzen vorgegeben sind. Es handelt sich dabei aber nicht nur um ein Problem der maßhaltigen Herstellung der einzelnen Komponenten dieses Drehzahlsensors, sondern auch um ein Fertigungsproblem. So wird bspw. der Magnet an den Rotor angeklebt bzw. angespritzt und die Dicke der Klebe- bzw. Kunststoffschicht und die Werkzeugtoleranz gehen beim vorbekannten Drehzahlsensor in die Gesamttoleranzen ein. Auch die Leiterplatte wird mit einem gewissen Toleranzbereich gefertigt. Das Gehäuse und der Deckel können mittels Ultraschall-Schweißung miteinander verbunden sein, wobei auch über diese Ultraschall-Verschweißung Toleranzschwankungen auftreten können, die den Abstand des Magneten vom Hall-Element oder Hall-IC negativ beeinflussen können. Es kommt noch hinzu, daß das Axialspiel über eine in Achsrichtung wirkende Feder ausgeschaltet werden muß und sich auch in diesem Bereich Toleranzschwankungen ergeben können.

Ein anderes Problem liegt darin, dass bei einer der Patentan­ melderin intern bekannten Ausführung eines Sensors diese Feder als Tellerfeder ausgebildet ist, die in Verbindung mit einer Anlaufscheibe verwendet wird. Üblich ist auch die Verwendung einer Wellfeder. Auf jeden Fall ist diese Feder zwischen das gehäuseseitige Radiallager und den den Magneten tragenden Teil des Rotors geschaltet. Weil die Lagerbuchse still steht und sich der Rotor dreht, kommt es in diesem Bereich zu einer von der Drehzahl und der Axialkraft abhängigen Belastung mit entsprechender Erwärmung und Verschleiss. Letzterer rührt vor allen Dingen daher, dass die Anlagefläche der Feder bei Verwendung einer Tellerfeder relativ klein ist.

Demnach liegt die Aufgabe vor, einen Drehzahlsensor der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, dass die geschilderten Probleme vermieden werden. Insbesondere sollen die störende Reibung der axialen Belastungsfeder und der hieraus resultierende Verschleiss entfallen, ohne Nachteile hinsichtlich des genauen axialen Abstands des Magneten vom Hall-Element oder Hall-IC in Kauf nehmen zu müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Drehzahlsensor gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Weil nunmehr das gehäuseseitige Radiallager in axialer Richtung nicht mehr fixiert ist, sondern im Rahmen des Federwegs der axialen Belastungsfeder verschoben werden kann, läßt sich die axiale Belastungsfeder an günstigerer Stelle plazieren, d. h., sie muß nicht mehr unmittelbar zwischen das Radiallager und den Rotor geschaltet werden. Die Feder ist jetzt so angebracht, daß sie das Radiallager gegen den Rotor, oder genauer gesagt, gegen dessen den Magneten tragenden Bereich drückt, wobei allerdings die am Rotor wirkende Axialkraft an anderer Stelle, nämlich am deckelseitigen Axiallager aufgenommen und dadurch auf den Deckel übertragen wird. Wenn man für das Radiallager eine Gleitlagerbuchse vorsieht, so findet zwar auch eine Relativbewegung zwischen deren stirnseitigem Ende und dem Rotor statt, jedoch kann man die Flächenpressung durch entsprechende Dimensionierung der Flächen so wählen, daß sie sehr gering ist und zum anderen kann man eine geeignete Materialpaarung vorsehen, was bei einer Feder bzw. Tellerfeder nicht möglich ist, weil deren Material vorgegeben ist. Vorstehend wurde eine weitere Ausgestaltung der Erfindung unterstellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Radiallager eine Gleitlagerbuchse und der Rotor an der ihm zugewandten Stirnfläche der Gleitlagerbuchse axial abgestützt ist. Es ist aber ohne weiteres denkbar, daß gemäß einer anderen Variante der Erfindung das Radiallager zusätzlich axial belastbar und als Radial-Axial-Wälzlager ausgebildet ist. In diesem Falle sind dann die Reibungswerte vernachlässigbar.

Das Radiallager bzw. das Axial-Radial-Wälzlager ist in bevorzugter Weise mittels mindestens einer Tellerfeder oder einer Schraubendruckfeder in axialer Richtung federbelastet. An der "Rückseite" bzw. dem vom Magneten abgewandten Ende der Radiallagerbuchse ist es nicht von Nachteil, wenn man eine oder mehrere Tellerfedern verwendet, weil keine Relativdrehung zwischen dem Radiallager und der anliegenden Tellerfeder und somit auch keine Reibung stattfindet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 5. Selbstverständlich sind die dort erwähnte Lagerbuchse und der Buchsenhalter mit hoher Präzision gefertigt, um den Spaltabstand zwischen dem Magneten und dem Hall-Element an dieser Stelle des Drehzahlsensors nicht negativ zu beeinflussen. Der Buchsenhalter sollte aus nichtmagnetischem Werkstoff gefertigt werden, insbesondere aus Kunststoff. Dies gilt auch für das Federelement. Soweit notwendig, kann man aber Metallteile einbetten oder anspritzen, wo dies aus festigkeitsmäßigen Gründen notwendig oder zumindest zweckmäßig ist. Eventuell kann man über Metallteile auch eine größere Federwirkung erzielen. Wichtig ist vor allen Dingen auch, daß über den ausgenutzten Federweg die Federkraft möglichst konstant bleibt. Die federnde Eigenschaft muß auch innerhalb des auftretenden Temperaturbereichs möglichst konstant erhalten bleiben.

Durch die Verwendung eines quasi schwimmenden Radiallagers entfällt auch das maßgenaue Einpressen des Radiallagers, welches bei der vorbekannten Ausführung notwendig war. Andererseits muß aber das Radiallager gegenüber der Lagerbuchse eine genau vorgegebene Stellung einnehmen, damit die Federkraft voll zur Verfügung steht. Dies bedeutet auf der anderen Seite auch eine möglichst genaue Montage - in Axialrichtung gesehen - des Federelements im Gehäuse oder am Deckel. In radialer Richtung muß das Federteil so viel Bewegungsmöglichkeit haben, daß die axiale Bewegung der Lagerbüchse bzw. des Buchsenhalters nicht behindert wird.

Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federlement ein insbesondere radial vom Buchsenhalter abstehender Federarm ist, dessen Außenende an einem Befestigungsring oder einer Befestigungshülse gehalten ist. Letzterer bzw. letztere wird im Gehäuse an genau vorgegebener Stelle verankert, also dreh- und verschiebefest gehalten. Dies erreicht man zweckmäßigerweise dadurch, daß der Befestigungsring bzw. die Befestigungshülse rastend oder schnappend festgehalten ist. Vor allen Dingen bei Kunststoffertigung bildet es keine Probleme, entsprechende Verrast- oder Schnappelemente an die beiden Teile anzuformen.

Um die genaue gegenseitige Axiallage der Lagerbuchsen und des Buchsenhalters zu gewährleisten, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung einen inneren Anschlagbund des Buchsenhalters für die Lagerbuchse und einen Anschlag des Gehäuses für die Befestigungshülse vor, wobei die Befestigungshülse in einer Aufnahme des Gehäuses gehalten ist. Man schiebt also die Lagerbuchse soweit in den Buchsenhalter, bis sie an dessen Anschlagbund oder dgl. anliegt. In gleicher Weise schiebt man die Befestigungshülse des Buchsenhalters so weit in die Aufnahme des Gehäuses, bis sie dessen Anschlag erreicht hat, wobei dieser Anschlag bspw. durch das innere Ende der Aufnahme gebildet sein kann. In diesem Bereich befinden sich dann auch die Verrast- oder Schnappelemente des Gehäuses.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Befestigungshülse rastend oder schnappend in einer Aufnahme des Deckels gehalten, wobei sich der Magnet im Inneren der Befestigungshülse befindet oder, anders ausgedrückt, von dieser außen mit Abstand umfaßt wird. Diese Variante bietet insofern einen besonderen Vorteil, als man hier eine ganze Baugruppe vormontieren kann. Diese läßt sich dann auf einfache Weise hinsichtlich des Spaltabstands zwischen Magnet und Hall-Element überprüfen. So weit erforderlich, können vor dem Zusammenbau des Drehzahlsensors noch Korrekturen angebracht oder evtl. auch Elemente ausgetauscht werden. Was das Federelement als solches angeht, so gelten die vorstehenden Ausführungen hier sinngemäß, was der Genauigkeit beim Einhalten des geforderten Spalts zwischen Magnet und Hall-Element zugute kommt.

Die Leiterplatte befindet sich zweckmäßigerweise zwischen einer entsprechenden Abstützfläche des Deckels und dem freien Rand der Befestigungshülse.

Um hinsichtlich der genauen Einhaltung des erwähnten Spalts zwischen Magnet und Hall-Elemente eine weitere Verbesserung zu erzielen, sieht eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung vor, daß das deckelseitige Axiallager an der Leiterplatte gehalten ist. Über eine sehr genaue Fertigung der verschiedenen Elemente erreicht man auf diese Weise eine minimale Schwankung des infrage stehenden Spaltabstands innerhalb einer Serie. Auch lassen sich die Toleranzen an der Leiterplattenoberseite reduzieren. Dies gilt sowohl für Ausführungen mit als auch ohne Durchtrieb. Ausführungen ohne Durchtrieb verwendet man in Verbindung bspw. mit elektronischen Anzeigeinstrumenten, wie Drehzahlmesser, Tachometer und dgl., während man bei mechanischen Tachometern einen Durchtrieb, d. h. eine Verlängerung des Rotors durch das deckelseitige Führungslager hindurch benötigt. Das deckelseitige Führungslager ist ein in diesem Bereich vorgesehenes zweites Radiallager für den Rotor, das meist mit dem deckelseitigen Axiallager kombiniert ist.

Das deckelseitige Axiallager wird in geeigneter Weise mit vorbekannten Mitteln an der Leiterplatte gehalten, wobei diesbezüglich die Toleranzen sehr genau vorgegeben bzw. eingehalten werden müssen. Das gilt auch hinsichtlich der Lagerfläche oder dgl. des Axiallagers, wobei das Axiallager bei einem Drehzahl- oder Wegsensor ohne Durchtrieb aus einer einfachen Anlaufscheibe und einem balligen Ende der Rotorwelle gebildet wird. Wenn diese Maße alle genau eingehalten werden, so ist die Lage des Rotors und damit auch des Magneten gegenüber der Leiterplatte sehr genau festgelegt.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das deckelseitige Axiallager durch das gegen den Magneten weisende stirnseitige Ende einer deckelseitigen Lagerbuchse gebildet ist. Hierbei geht es um einen Sensor mit Durchtrieb.

Das deckelseitige Axiallager läßt sich bspw. dadurch in sehr vorteilhafter Weise und recht genau an der Leiterplatte halten, daß die deckelseitige Lagerbuchse eine Bundbuchse ist, deren Bund auf der dem Magneten zugewandten Fläche der Leiterplatte aufliegt. Man presst diese Lagerbuchse einfach so weit auf die Leiterplatte auf, bis der Bund daran anschlägt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das deckelseitige Axiallager in einem mit der Leiterplatte verbundenen Buchsenhalter, insbesondere axial anliegend, gehalten ist. Hierbei wird also die Lagerbuchse nicht unmittelbar an der Leiterplatte gehalten, sondern indirekt über einen zwischengeschalteten Buchsenhalter. Vor allen Dingen letzterer muß sehr genau vermaßt und hergestellt werden, damit über ihn die genaue Lage der Lagerbuchse bezüglich der Leiterplatte erreicht wird. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenhalter mittels radial vorstehender Arme oder Ansätze mit der Leiterplatte verrastet ist. Letzteres erleichtert die Montage und ggf. auch die Demontage. Die Arme greifen in entsprechende Aufnahmen an der Leiterplatte. Sie können auch eine Innenkante einer Leiterplattenbohrung umfassen. Entsprechendes gilt, wenn man Ansätze unmittelbar an den Buchsenhalter anformt. In diesem Falle kann die Bohrung oder Aufnahme der Leiterplatte eventuell kleiner ausgeführt werden.

Wenn der Buchsenhalter an einem Ende verschlossen ist, so kann man gemäß einer weiteren Variante der Erfindung durch das verschlossene Hülsenende das Axiallager bilden oder es dort anbringen. Am einfachsten ist es, wenn man den Buchsenhalter mit einer Sackbohrung versieht, an deren innerem Ende man eine Anlaufscheibe bekannter Art anbringt und dann diese mit Hilfe der eingepreßten Lagerbuchse niederhält.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 17. Dabei lassen sich eine ganze Reihe von Toleranzen ausschalten und somit der Spalt zwischen Magnet und Hall-Element bzw. Hall-IC mit extremer Genauigkeit einhalten. Weil sich nunmehr die Bezugsebene des Lagerzapfens auf der Oberfläche der Leiterplatte befindet, wirken sich lediglich noch die Toleranzen des Hall-Elements und der Magnet-Kleberdicke bzw. die Kunststoffparameter aus. Im ersteren Falle liegt die Toleranz in der Größenordnung von plus/minus 0,1 mm, während sie im zweiten Falle bei etwa 0,05 mm angesiedelt ist. Die Toleranz der Leiterplattendicke, der Auflage der Leiterplatte, der Rotorlänge und dgl. können sich hier nicht negativ auswirken.

Der Lagerzapfen sollte im Lagerbereich eine glatte Oberfläche aufweisen oder aus Sintermaterial hergestellt sein. Man kann ihn in vorteilhafter Weise in eine Bohrung der Leiterplatte einnieten. Die zugehörige Lagerbüchse am Rotor kann an diesen unmittelbar angeformt werden. Es reicht eine vergleichsweise kurze Länge aus, so daß insgesamt keine Verlängerung des Drehzahlsensors zu verzeichnen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Variante;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Element der Fig. 2;

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform im Vertikalschnitt;

Fig. 5 eine ausschnittsweise Darstellung einer vierten Variante der Erfindung in schematisierter Darstellung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Ausschnitt der Fig. 5;

Fig. 7-9 weitere Ausführungsformen der Erfindung in ausschnittweiser Schnittdarstellung.

Der Drehzahl- oder Wegsensor besitzt ein Gehäuse 1 und einen Deckel 2. Beide sind gemäß den verschiedenen Darstellungen steckbar miteinander verbunden und vorzugsweise im Bereich der Verbindungsstelle 3 mittels Ultraschall verschweißt. Im Inneren des Sensors ist ein Rotor 4 drehbar gelagert. Dieser besitzt einen scheibenförmigen Bereich 5, welcher einen Magneten 6 aufnimmt. Der Magnet hat vorzugsweise eine ringförmige Gestalt, und er besitzt zumindest einen Nord- und einen Südpol. Das freie nach außen weisende Ende 7 des Rotors 4 wird direkt oder indirekt mit derjenigen Welle verbunden, deren Drehzahl erfaßt werden soll. Zweckmäßigerweise ist dieses freie Ende 7 gemäß den Darstellungen als Mehrkant ausgebildet.

Gegenüberliegend vom Magneten 6 ist im Deckel 2 eine Leiterplatte 8 befestigt. Sie trägt zumindest ein Hall-Element 9 oder einen sog. Hall-IC. Außerdem ist sie mit der für den Betrieb dieses Sensors notwendigen elektronischen Schaltung ausgestattet, wozu auch eine sog. Schutzbeschaltung gehören kann. Um das Signal herausführen und elektrische Energie zuführen zu können, sind elektrische Anschlußelemente 10 nach außen geführt. Sie können gemäß Fig. 1 mit einem Ansatz 11 des Deckels 2 zusammen eine Art Steckdose bilden. In den Fig. 2 und 4 ist statt dessen ein Kabel 12 nach außen geführt. Ein einwandfreies Funktionieren des Sensors ist nur dann gewährleistet, wenn der Magnet 6 vom Hall-Element 9 einen genau vorgegebenen Abstand 13 aufweist. Die zulässigen Toleranzen liegen hier im Zehntel- oder Hundertstel- Millimeter-Bereich. Das bedeutet, daß nicht nur sämtliche Teile dieses Sensors genau gefertigt werden müssen, sondern auch die Montage mit hoher Präzision erfolgen muß.

Der Rotor ist mittels eines Radiallagers 14 im Gehäuse 1 drehbar gelagert. Auf geeignete, nachstehend im einzelnen noch beschriebene Art und Weise muß er im Sinne des Pfeils 15 in ein deckelseitiges Axiallager 16 gedrückt werden. Zweckmäßigerweise wird der mit seinem balligen Ende 18 axial abgestützte Lagerzapfen 17 im Bereich des Axiallagers radial noch geführt, wobei dieses radiale Führungslager mit 19 bezeichnet ist. Das ballige Ende des Lagerzapfens 17 stützt sich gemäß bspw. Fig. 1 und 2 an einer entsprechend belastbaren Druckscheibe 20 ab. Diese und das radiale Führungslager 19 sind bei den Ausführungsbeispielen von einem nach innen ragenden, rohrförmigen Ansatz 21 des Deckels 2 aufgenommen. Gemäß bspw. Fig. 2 und 4 kann sich auf der freien Stirnkante 22 des rohrförmigen Ansatzes 21 der innere Bereich der Leiterplatte 8 abstützen. Der Außenrand liegt auf einem Absatz 23 des Deckels 2 auf. Damit ist die Lage der Leiterplatte im Deckel exakt festgelegt. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß auch die Länge des über die Fläche 24 des scheibenförmigen Bereichs 5 des Rotors 4 vorstehenden Rotorendes bis zum balligen Ende 18, die Höhe des Magneten in Achsrichtung des Rotors gemessen, und die Dicke der Klebeschicht, mit welcher der Magnet im scheibenförmigen Bereich 5 gehalten ist, wichtige, genau einzuhaltende Maße sind. Dies gilt auch für den Abstand der Lagerfläche der Druckscheibe 20 von der Oberseite 25 der Leiterplatte 8, und natürlich auch die Leiterplattendicke selbst. Auch die Lage des Absatzes 23 muß in axialer Richtung genau eingehalten werden. Nicht zuletzt kommt es auch darauf an, daß das Hall-Element um ein genau vorgegebenes Maß über die Oberseite 25 der Leiterplatte 8 vorsteht.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich desweiteren, daß für ein sattes Anliegen des balligen Endes 18 des Rotors 4 am deckelseitigen Axiallager 16 gesorgt werden muß. Man erreicht dies beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bspw. dadurch, daß zwischen das vom Magneten 6 abgewandte Ende des Radiallagers 14 und einen radialen Innenbund 26 des Gehäuses 1 wenigstens eine Druckfeder 27 geschaltet ist. Es kann sich dabei um eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket handeln, aber auch um eine Schraubdruckfeder, wenn genügend Platz vorhanden ist. Damit sich die Kraft dieser Feder auswirken kann, ist das Radiallager 14 im Sinne des Pfeils 15 axial verschiebbar, aber undrehbar im Gehäuse 1 gelagert. Somit wird durch die Federkraft der Belastungsfeder oder -federn des Radiallagers 14 dessen gegen den Magneten 6 weisende vordere Kante oder Stirnfläche 29 an die zugeordnete Stirnfläche des Rotors 4 angedrückt, was einem weiteren, jedoch nicht gehäusefesten Axiallager 28 entspricht. Die Materialpaarung ist dementsprechend zu wählen. Bei allen Ausführungsbeispielen liegt diese Stirnfläche 29 des Radiallagers 14 unmittelbar am Rotor an, und in allen Fällen wird das Radiallager 14 als Gleitlager ausgebildet. Der Rotor 4 kann aber durchaus an den erwähnten Lagerstellen in Wälzlagern gelagert werden, die, je nach Ausführung auch axiale Kräfte aufnehmen können.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 wird hinsichtlich der Federbelastung das Radiallager 14 jeweils ein anderer Weg beschritten.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 wird das Radiallager 14 durch die Federkraft indirekt in Pfeilrichtung 15 belastet. Dort befindet sich nämlich das als Lagerbuchse ausgebildete Radiallager 14 im Inneren eines Buchsenhalters 30, in welchem sie dreh- und schiebefest gehalten ist. Die Federkraft kann durch Reibung auf das Radiallager 14 übertragen werden. Ergänzend ist noch ein Innenbund 31 des Buchsenhalters 30 vorhanden. Diesem kommt aber auch noch die Aufgabe eines Anschlags zu, bis an welchen die Lagerbuchse in den Buchsenhalter 30 eingepreßt wird.

Der Buchsenhalter 30 ist mit wenigstens einem Federelement 32 verbunden, bzw. bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 jeweils einstückig damit gefertigt. Es handelt sich dabei gemäß bspw. Fig. 2 und 3 um radiale Arme, deren buchsenferne Enden mit einem Befestigungsring oder einer Befestigungshülse 33 verbunden, insbesondere einstückig hergestellt sind. Zahl, Form und Abmessung der einzelnen Arme richtet sich nach dem vorhandenen Platz und der erforderlichen Federkraft. Die etwa S-förmige Gestalt der Federelemente 32 ist nur beispielsweise zu verstehen. Sie müssen so geformt, dimensioniert und hinsichtlich ihres Werkstoffs gewählt werden, daß sie die erforderliche Kraft aufbringen können und daß bei einer axialen Verlagerung des Radiallagers über den gesamten Verschiebebereich ihre Federkraft möglichst gleichbleibend erhalten wird. Auftretende Temperaturschwankungen sollten sich auch nicht negativ auswirken können.

Der Befestigungsring bzw. die Befestigungshülse 33 ist jeweils schnappend oder rastend mit dem Gehäuse 1 (Fig. 2) bzw. dem Deckel 2 verbunden. Es können hier herkömmliche und bekannte Schnapp- oder Verrastelemente Verwendung finden. Dies ist insofern kein Problem, als das Gehäuse 1 und der Deckel 2, vorzugsweise aber auch die Befestigungshülse 33 jeweils aus Kunststoff hergestellt sind. Ein Unterschied zwischen den Varianten der Fig. 2 und 4 besteht gemäß den vorstehenden Darlegungen jedoch darin, daß die Befestigungshülse 33 in Fig. 2 am Gehäuse 1 gehalten bzw. damit verrastet ist, während sie gemäß Fig. 4 gewissermaßen außen am scheibenförmigen Bereich 5 des Rotors 4 und am Magneten 6 vorbeigeführt ist, um mit dem Deckel 2 verrastet werden zu können. Gleichzeitig hält die freie Stirnkante 34 der Befestigungshülse 33 den Außenrand der Leiterplatte 8 nieder (Fig. 4). Ein innerer Absatz des Gehäuses 1 bildet zugleich einen Anschlag 35, bis zu welchem die Befestigungshülse 33 eingeschoben bzw. eingepreßt werden kann, wobei am Ende dieser Montagebewegung gleichzeitig auch die Verrastung mit dem Gehäuse 1 erfolgt (Fig. 2).

Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 befindet sich das deckelseitige Axiallager 16 unmittelbar am Deckel 2 selbst, oder, genauer gesagt, in dessen rohrförmigem Ansatz 21. Gemäß Fig. 5, 7, 8 und 9 wird diesbezüglich eine andere Lösung vorgeschlagen. Das deckelseitige Axiallager 16 befindet sich dort nämlich an der im Deckel 2 gehaltenen Leiterplatte 8. Die Lagerhülse des radialen Führungslagers 19 ist gemäß Fig. 5 und 7 in einen Buchsenhalter 36 eingeschoben bzw. eingepreßt. In Anlehnung an die Konstruktionen der Fig. 1, 2 und 4 befindet sich am inneren Ende der Lagerhülse des radialen Führungslagers 19 bei der Variante nach Fig. 5 eine Druckscheibe 20, an deren freier Fläche innerhalb der Hülse 19 das ballige Ende 18 des Rotors 4 angedrückt ist. Diese Ausbildung im Lagerbereich wählt man bei einer Ausführung ohne Durchtrieb. Wenn aber der Lagerzapfen 17 nach außen durchgeführt werden soll, um dessen Drehbewegung, bspw. mittels einer Tachometerwelle oder dgl. abgreifen zu können, also wenn eine Ausbildung mit sog. Durchtrieb verlangt wird, so kann die Druckscheibe 20 nicht verwendet werden, und der Buchsenhalter 36 muß auch nach unten hin offen sein, d. h., eine axiale Öffnung 37 aufweisen, welche dann vom verlängerten Rotor durchsetzt wird. In diesem Falle stützt sich dann ein entsprechender Absatz des absatzartig im Durchmesser reduzierten Zapfens 17 auf der nach oben weisenden Stirnfläche 38 der Lagerhülse 19 ab, d. h., das deckelseitige Axiallager 16 befindet sich dabei oben an der Lagerhülse 19.

Unabhängig von diesen Unterschieden ist der Buchsenhalter 36 in geeigneter Weise an der Leiterplatte 8 gehalten.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 befinden sich außen am Buchsenhalter 36 mehrere, bspw. drei radial vorstehende Ansätze 39. Jeder wird am Durchbruch 41 der Leiterplatte 8 verrastet und spielfrei gehalten. Bezugspunkt für die axiale Abstützung eines Rotors ist hier die Oberseite der Leiterplatte 8. Auf dieser Oberseite sitzt auch das Hall-Element. Die Ausbildung der Verrastung kann auch hier in bekannter Weise erfolgen und bedarf daher keine näheren Erläuterung.

Statt dessen sieht das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 radial vorstehende Arme 40 am Buchsenhalter 36 vor. Die freien Enden 42 der Arme 40 werden gemäß Fig. 7 mit jeweils einer Verrastaufnahme 43 der Leiterplatte 8 verrastet. Zahl und Form der Ansätze 39 bzw. Arme 40 ist jeweils nur beispielsweise zu verstehen.

Fig. 9 sieht die Verwendung einer Bundbuchse als radiales Führungslager 19 vor. Deren Bund 44 liegt oben auf der Leiterplatte 8 auf. Die Stirnfläche 45 bildet eine Lagerfläche für den etwas verdickten, bspw. konisch verlaufenden Bereich 46 der Rotorwelle 47. Demnach befindet sich das deckelseitige Axiallager 16 hier am oberen Ende der Bundbuchse.

Eine Ausführungsform, bei welcher sich der Abstand 13 zwischen dem Hall-Element 9 oder Hall-IC und dem Magneten 6 auf besonders einfache Weise sehr genau verwirklichen und einhalten läßt, wobei eine ganze Reihe von Toleranzen in das Ergebnis nicht eingehen, die bei den anderen Ausführungsbeispielen durchaus berücksichtigt werden müssen, ergibt sich aus Fig. 8. Auch dort befindet sich das deckelseitige Axiallager 16 im Bereich der Leiterplatte 8. Letztere trägt einen Lagerzapfen 48, der gegen die Ebene des Magneten 6 bzw. gegen den scheibenförmigen Bereich 5 des Rotors 4 weist. Sein freies Ende 49 ist ballig. Er sitzt auf der Oberseite der Leiterplatte 8 mit einer Schulter 55 auf und ist in die Leiterplatte 8 bspw. eingenietet, wobei man an dem betreffenden Durchbruch auf der gegenüberliegenden Leiterplattenseite mit einer Scheibe 50 eine hülsenartige Verstärkung vornehmen kann.

Am Rotor 4, oder genauer gesagt, an dessen scheibenförmigem Bereich 5 befindet sich, insbesondere innerhalb des ringförmigen Magneten 6 gelegen, eine Lagerbuchse 51. Bevorzugterweise ist sie einstückig mit dem Rotor bzw. dem scheibenförmigen Bereich 5 hergestellt. Die Bohrung der Lagerhülse 51 ist als Sackbohrung ausgebildet, d. h. innen verschlossen, so daß eine Abstützfläche für das ballige Ende 49 des Lagerzapfens 48 entsteht. Es ist leicht einzusehen, daß man die Spaltweite oder den Abstand 13 allein durch sehr exakte Ausbildung dieses deckelseitigen Axial-Radiallagers erreichen kann, wobei natürlich auch die anderen Größen in diesem Bereich die Genauigkeit mitbestimmen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die verschiedenen Lagerausbildungen der einzelnen Ausführungsbeispiele ohne weiteres ausgetauscht werden können, und dasselbe gilt auch für die anderen Komponenten dieses Sensors, bspw. die Federbelastung des gehäuseseitigen Radiallagers, die Ausbildung des gehäuseseitigen Axiallagers oder die elektrische Verbindung der Leiterplatte 8 nach außen hin. Auch hinsichtlich der Gestaltung des Gehäuses und des Deckels sind die verschiedenen Konstruktionen nur beispielsweise zu verstehen.

Claims (18)

1. Drehzahlsensor mit einem in einem Gehäuse (1) drehbar gelagerten, einen Magneten (6) tragenden Rotor (4), sowie einer wenigstens ein mit dem Magneten zusammenwirkendes Element, insbesondere ein Hall-Element (9) tragenden, in einem Deckel (2) befestigten Leiterplatte (8), wobei der Rotor (4) mittels eines Radiallagers (14) im Gehäuse (1) gelagert und federbelastet an ein deckelseitiges Axiallager (16) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (14) des Gehäuses (1) gegen den Deckel (2) bzw. die Leiterplatte (8) hin federbelastet (27, 32) und in Achsrichtung (15) verschiebbar aber undrehbar im Gehäuse (1) gelagert ist, und dass das Radiallager (14) des Gehäuses (1) in axialer Richtung (15) an den Rotor (4) angedrückt ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (14) eine Gleitlagerbuchse ist und der Rotor (4) an der ihm zugewandten Stirnfläche (29) der Gleitlagerbuchse axial abgestützt ist.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (14) zusätzlich axial belastbar und als Radial-Axial-Wälzlager ausgebildet ist.

4. Sensor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (14) bzw. das Axial-Radial-Wälzlager mittels mindestens einer Tellerfeder (27) oder Schraubendruckfeder federbelastet ist.

5. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als Gleitlagerbuchse ausgebildete Radiallager (14) indirekt über einen zwischengeschalteten Buchsenhalter (30) im Gehäuse (1) axial und federbelastet verschiebbar ist, wobei die Gleitlagerbuchse (14) im Buchsenhalter (30) dreh- und schiebefest gehalten und der Buchsenhalter (30) mit wenigstens einem Federelement (32) verbunden ist, dessen buchsenferner Endbereich unverschieb- und undrehbar im Gehäuse (1) oder am Deckel (2) gehalten ist.

6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federelement (32) ein insbesondere radial vom Buchsenhalter (30) abstehender Federarm ist, dessen Aussenende an einem Befestigungsring oder einer Befestigungshülse (33) gehalten ist.

7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring bzw. die Befestigungshülse (33) rastend oder schnappend festgehalten ist.

8. Sensor nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen inneren Anschlagbund (31) des Buchsenhalters (30) für die Gleitlagerbuchse (14) und einen Anschlag (35) des Gehäuses (1) für die Befestigungshülse (33), wobei die Befestigungshülse in einer Aufnahme des Gehäuses (1) gehalten ist.

9. Sensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungshülse (33) rastend oder schnappend in einer Aufnahme des Deckels (2) gehalten ist, wobei sich der Magnet (6) im Inneren der Befestigungshülse (33) befindet.

10. Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (8) auf einem inneren Absatz (23) des Deckels (2) aufliegt und sich ihr Aussenrand zwischen dem Absatz und der freien Stirnkante (34) der Befestigungshülse (33) befindet.

11. Sensor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelseitige Axiallager (16) an der Leiterplatte (8) gehalten wird.

12. Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelseitige Axiallager (16) durch das gegen den Magneten (6) weisende stirnseitige Ende (38) einer deckelseitigen Lagerbuchse (19) gebildet ist.

13. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die deckelseitige Lagerbuchse (19) eine Bundbuchse ist, deren Bund (44) auf der dem Magneten (6) zugewandten Fläche der Leiterplatte (8) aufliegt.

14. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelseitige Axiallager (16) in einem mit der Leiterplatte (8) verbundenen Buchsenhalter (36) insbesondere axial anliegend gehalten ist.

15. Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenhalter (36) mittels radial vorstehender Arme (40) oder Ansätze (39) mit der Leiterplatte (8) verrastet ist.

16. Sensor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenhalter (36) als axial an einem Ende verschlossene Hülse (19) ausgebildet ist, wobei das verschlossene Hülsenende (20) das deckelseitige Axiallager (16) bildet oder aufnimmt.

17. Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (8) einen gegen den Magneten (6) weisenden Lagerzapfen (48) mit vorzugsweise balligem Ende (49) trägt, und sich eine zugehörige, innen axial verschlossene Lagerbuchse (51) am Rotor (4), insbesondere innerhalb des ringförmigen Magneten (6) befindet.

18. Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (48) in eine Bohrung der Leiterplatte (8) eingenietet ist.