DE4228888A1

DE4228888A1 - Inductive sensor

Info

Publication number: DE4228888A1
Application number: DE19924228888
Authority: DE
Inventors: Erich Ebenhoeh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-08-29
Filing date: 1992-08-29
Publication date: 1994-03-03
Also published as: WO1994006022A1

Abstract

An inductive sensor (11) with an electric coil (13) acts together with a rotating, magnetically conductive component to emit electric signals. In order to permit simple and economical handling and especially positioning during the injection process, the pole pin (14) has two drillings (25, 26). Two pins on the injection tool project into these two drillings (25, 26), with the extension (27) of the pole pin (14) bearing on the injection moulding tool between the two pins. It is thus possible for the pre-manufactured structural unit essentially comprising the coil body (12), the coil (13), the permanent magnet (16) and the pole pin (14) to be positioned and handled both before, during and after the injection process. After the injection moulding tool has been removed from the pole pin (14), a flush fit is obtained between the extension (27) and the outer wall of the casing of the rotation speed sensor (10).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem induktiven Sensor mit einer elek trischen Spule nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einem in der DE-OS 39 31 948, insbesondere in der Fig. 14 dargestellten Be schleunigungssensor ist das Gehäuse aus Kunststoff hergestellt und umgreift den Spulenkörper vollständig. Dabei ist auch die Spitze des Polstiftes mit in das Kunststoffgehäuse eingeschlossen. Dadurch er hält man zwar einen feuchtigkeitsdichten Drehzahlfühler, aber die gewonnenen Meßsignale sind sehr ungenau und weisen eine relativ nie drige Amplitude auf, da das Kunststoffgehäuse den Luftspalt zwischen dem Polstift und dem abzutastenden Zahnrad negativ beeinflußt.The invention relates to an inductive sensor with an elec trical coil according to the preamble of claim 1. In an acceleration sensor shown in DE-OS 39 31 948, in particular in FIG. 14, the housing is made of plastic and encompasses the coil body Completely. The tip of the pole pin is also included in the plastic housing. As a result, he holds a moisture-proof speed sensor, but the measurement signals obtained are very imprecise and have a relatively low amplitude, since the plastic housing has a negative influence on the air gap between the pole pin and the gear to be scanned.

Ferner werden in der Praxis Drehzahlsensoren verwendet, bei denen der Spulenkörper, der Permanentmagnet und der Polstift eine vormon tierte Baueinheit darstellen. Diese Baueinheit wird anschließend mit Hilfe eines Werkzeugs in eine Schale eingebracht und umspritzt. Da mit das vormontierte Bauteil mit Hilfe eines Werkzeugs erfaßt werden kann, weist der Polstift einen dünnen, länglichen Fortsatz auf. In practice, speed sensors are also used in which the bobbin, the permanent magnet and the pole pin a vormon Represented unit. This unit is then with Inserted into a shell using a tool and overmolded. There with the pre-assembled component can be detected with the help of a tool can, the pole pin has a thin, elongated extension.

Dieser Fortsatz ragt nach dem Spritzvorgang weit über das Gehäuse hinaus, um einen möglichst großen Ansatzbereich für das Werkzeug zu haben. Andererseits kann aber bei der Drehzahlerfassung dieser Fort satz des Polstiftes leicht von dem am Drehzahlsensor vorbeibewegten Meßelement, dessen Drehzahl bestimmt werden soll, abgeschlagen werden.This extension extends far beyond the housing after the spraying process in addition to the largest possible attachment area for the tool to have. On the other hand, this speed can be used for speed measurement set of the pole pin slightly different from that moved past the speed sensor Measuring element, the speed of which is to be determined, knocked off become.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße induktive Sensor mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das vor montierte und mit einer Spritzgußmasse zu umspritzende Bauteil leicht positioniert werden kann. Das dadurch erreichte Gehäuse aus Spritzguß ist nahezu absolut dicht. Das Gehäuse umgreift aber nicht den Polstift vollständig, sondern der Polstift kann durch das Ge häuse hindurchdringen. Er kann dabei bündig mit der Gehäuseaußenwan dung abschließen, so daß er sicher und geschützt vor Beschädigungen angeordnet ist. Andererseits wird aber dadurch ein gutes und relativ hohes Meßsignal erzeugt, da der Luftspalt zwischen dem Polstift und dem sich am Drehzahlsensor vorbeibewegenden Drehteil sehr gering ge halten werden kann. Die Bohrungen im Polkern beeinflussen das Meß signal nicht negativ, was bedeutet, daß nahezu kein Signalverlust eintritt. Der Polkern erhält bei seiner Herstellung bereits seine endgültige Geometrie, was bedeutet, daß Material und zusätzliche Ar beitszeit eingespart werden können. Dies ist dadurch bedingt, daß der in der Praxis verwendete lange Fortsatz des Polstifts nicht mehr abgefräßt zu werden braucht. Andererseits wird das gewünschte Außen maß des Drehzahlsensors beim Spritzvorgang hergestellt. Die Boh rungen im Polkern selbst können ohne große Zusatzkosten auf automa tischen Drehmaschinen hergestellt werden. The inductive sensor according to the invention with the characteristic note Painting the main claim has the advantage that the front assembled component to be overmolded with an injection molding compound can be easily positioned. The housing achieved thereby Injection molding is almost absolutely tight. However, the housing does not encompass the pole pin completely, but the pole pin can by the Ge penetrate the house. It can be flush with the housing outer wall lock it so that it is safe and protected from damage is arranged. On the other hand, it makes it good and relative high measurement signal generated because the air gap between the pole pin and the rotating part moving past the speed sensor is very low can be held. The holes in the pole core influence the measurement signal not negative, which means almost no signal loss entry. The pole core already receives its during its manufacture final geometry, which means that material and additional ar time can be saved. This is due to the fact that the long extension of the pole pin used in practice no longer needs to be milled off. On the other hand, the desired exterior made the speed sensor during the spraying process. The Boh Stanchions in the pole core itself can be automa table lathes.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich.The measures listed in the subclaims provide for partial further training and improvements of the main claim specified sensor possible.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch einen Sensor.An embodiment of the invention is shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It the only figure shows a longitudinal section through a sensor.

Description of the embodiment

In der einzigen Figur ist mit 10 ein Drehzahlfühler bezeichnet, der ein im Spritzgußverfahren hergestelltes Gehäuse 11 aus Kunststoff aufweist. In das Gehäuse 11 ist ein langgestreckter Spulenkörper 12 mit einer mehrlagigen Spule 13 eingesetzt. Über die gesamte axiale Länge weist die Spule 13 eine nahezu gleichmäßige Wicklungsdichte auf. Im Bereich der Spule 13 ist im Spulenkörper 12 ein Polstift 14 angeordnet, der einmal abgesetzt ausgebildet ist. Im Bereich des Spulenschildes 15 des Spulenkörpers 12 liegt am Polstift 14 ein Per manentmagnet 16 an, der zum Beispiel aus AlNiCo bestehen kann. Als Spulenschild sind die beiden am Spulenkörper 12 ausgebildeten Be grenzungen für die Spule 13 zu verstehen. Die Enden der Wicklungen der Spule 13 sind in im Spulenkörper 12 ausgebildeten, in der Figur nicht sichtbaren Nuten zu in einem Fortsatz 17 am Spulenkörper 12 eingepreßten Flachsteckern 18 geführt. Diese Flachstecker 18 sind von einem im Gehäuse 11 integrierten Steckergehäuse 19 umgeben. Das Steckergehäuse 19 und das Gehäuse 11 ist in einem einzigen Spritz vorgang als einteiliges Gehäuse hergestellt. In the single figure, 10 denotes a speed sensor, which has a housing 11 made of plastic by injection molding. An elongated coil body 12 with a multi-layer coil 13 is inserted into the housing 11 . The coil 13 has an almost uniform winding density over the entire axial length. In the area of the coil 13 , a pole pin 14 is arranged in the coil body 12 , which is once stepped. In the area of the coil shield 15 of the coil body 12, there is a permanent magnet 16 on the pole pin 14 , which magnet can consist, for example, of AlNiCo. As a coil shield, the two formed on the bobbin 12 Be limits for the coil 13 are to be understood. The ends of the windings of the coil 13 are guided in grooves formed in the coil body 12 and not visible in the figure, to flat tabs 18 pressed into an extension 17 on the coil body 12 . These flat plugs 18 are surrounded by a plug housing 19 integrated in the housing 11 . The connector housing 19 and the housing 11 is made in a single spraying process as a one-piece housing.

In der Figur ist über das dem Polkern 14 abgewandte Ende des Perma nentmagneten 16 eine Magnetschutzkappe 30 gestülpt. Der Drehzahl sensor kann aber auch ohne Magnetschutzkappe hergestellt und ver wendet werden. Ferner konnte statt dem integrierten Steckergehäuse 19 ein etwa zylindrisch ausgebildetes Anschlußteil verwendet werden. Dieses Anschlußteil wurde dann das Ende eines Ableitkabels und den Kontaktbereich der Adern dieses Kabels und der Enden der Wicklungen der Spule 13 umgreifen. Am anderen Ende des Kabels wurde sich in be kannter Weise ein Stecker befinden. Diese unterschiedlichen An schlußmöglichkeiten sind bei Drehzahlsensoren notwendig, um den Drehzahlsensor in verschiedenen Autotypen und bei verschiedenen An wendungsfällen anbauen zu können.In the figure, a magnetic protective cap 30 is placed over the end of the permanent magnet 16 facing away from the pole core 14 . The speed sensor can also be manufactured and used without a magnetic protective cap. Furthermore, an approximately cylindrical connecting part could be used instead of the integrated connector housing 19 . This connecting part then encompassed the end of a discharge cable and the contact area of the wires of this cable and the ends of the windings of the coil 13 . At the other end of the cable there was a connector in a known manner. These different connection options are necessary for speed sensors in order to be able to install the speed sensor in different types of cars and in different applications.

Um den Drehzahlsensor 10 an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs be festigen zu können, ist am Gehäuse 11 ein Befestigungsflansch 33 ausgebildet, in den eine Befestigungsbuchse 34 eingesetzt ist.In order to be able to fasten the speed sensor 10 to the body of a motor vehicle, a mounting flange 33 is formed on the housing 11 , into which a mounting bush 34 is inserted.

Auf der dem Permanentmagneten 16 abgewandten Stirnseite des Polkerns 14 sind in axialer Richtung des Polkerns zwei Bohrungen 25, 26 aus gebildet. Diese Bohrungen 25, 26 sind in der Praxis z. B. 5,5 mm tief und haben einen Durchmesser von 2 mm. Sie sind diametral gegenüber zu beiden Seiten des Fortsatzes 27 des Polkerns 14 ausgebildet. Diese beiden Bohrungen 25, 26 fluchten mit zwei Öffnungen 35, 36 in der Wand des Gehäuses 11. Die beiden Öffnungen 35, 36 entstehen, wie weiter unter noch erläutert wird, während des Spritzvorgangs des Ge häuses 11. Der Fortsatz 27 des Polkerns 14 ragt durch eine sich zwischen den beiden Öffnungen 35 und 36 befindliche Öffnung 32, so daß der Fortsatz 27 bündig mit der Außenwand des Gehäuses 11 ab schließt. On the end face of the pole core 14 facing away from the permanent magnet 16, two bores 25 , 26 are formed in the axial direction of the pole core. These holes 25 , 26 are in practice z. B. 5.5 mm deep and have a diameter of 2 mm. They are formed diametrically opposite on both sides of the extension 27 of the pole core 14 . These two bores 25 , 26 are aligned with two openings 35 , 36 in the wall of the housing 11 . The two openings 35 , 36 arise, as will be explained below, during the spraying process of the housing 11 . The extension 27 of the pole core 14 protrudes through an opening 32 located between the two openings 35 and 36 , so that the extension 27 is flush with the outer wall of the housing 11 .

Die Wirkungsweise des Drehzahlfühlers 10 ist hinreichend bekannt und braucht deshalb hier nicht ausführlich erläutert werden. Das vom Permanentmagneten 16 erzeugte Magnetfeld wird vom gleichgerichteten Magnetfeld der stromdurchflossenen Spule 13 überlagert. Wird nun ein Meßelement, z. B. ein Zahnrad (28), dessen Drehbewegung erfaßt werden soll, an dem Fortsatz 27 des Polstifts 14 vorbeibewegt, so ändert sich während der Bewegung des Zahnrads aufgrund der Zähne und der Zahnlücken der Abstand, d. h. der Luftspalt zwischen dem Polstift und dem Zahnrad wird geändert. Für ein möglichst genaues Meßsignal mit einer möglichst großen Amplitude ist dabei der Luftspalt gegenüber den Zähnen des Zahnrads möglichst gering auszubilden.The mode of operation of the speed sensor 10 is sufficiently known and therefore does not need to be explained in detail here. The magnetic field generated by the permanent magnet 16 is superimposed by the rectified magnetic field of the current-carrying coil 13 . If a measuring element, for. B. a gear ( 28 ), the rotational movement of which is to be detected, moves past the extension 27 of the pole pin 14 , the distance, ie the air gap between the pole pin and the gear, changes during the movement of the gear due to the teeth and the tooth spaces changed. For a measurement signal that is as accurate as possible and with an amplitude that is as large as possible, the air gap with respect to the teeth of the gear wheel should be as small as possible.

Die Herstellung des Drehzahlfühlers 10 läßt sich in besonders ein facher Weise in folgenden Fertigungsschritten durchführen: in den aus Kunststoff hergestellten Spulenkörper 12 werden in den Fortsatz 17 zwei Metallflachstecker 18 eingepreßt. Anschließend wird zwischen den beiden Spulenschildern 15 die Spule 13 möglichst mit gleicher Wicklungsdichte über die gesamte Wicklungslänge aufgewickelt. Die Enden der Wicklungen der Spule 13 werden in den nicht dargestellten Führungsnuten zu den Steckern 18 geführt und dort mit Hilfe eines Laserstrahls angelötet.The production of the speed sensor 10 can be carried out in a particularly simple manner in the following manufacturing steps: two metal tabs 18 are pressed into the bobbin 12 made of plastic in the extension 17 . The coil 13 is then wound between the two coil shields 15, if possible, with the same winding density over the entire winding length. The ends of the windings of the coil 13 are guided in the guide grooves (not shown) to the plugs 18 and soldered there with the aid of a laser beam.

Der Polstift 14 und der Permanentmagnet 13 werden zusammengesetzt und in den Spulenkörper 12 eingeführt, bis der Permanentmagnet 16 an der Schulter des Spulenschilds 15 anliegt. Der Polstift 14 ragt da bei mit seinem Fortsatz über den Spulenkörper 12 hinaus. Der Pol stift 14 weist bereits die beiden Bohrungen 25, 26 auf. Diese werden zum Beispiel mit Hilfe einer automatischen Drehmaschine vorher in die Stirnseite des Polstifts 14 eingebracht. Der Polstift 14 schließt mit dem dem Meßelement angewandten Spulenschild 15 des Spulenkörpers 12 bis auf den Fortsatz 27 nahezu bündig ab. The pole pin 14 and the permanent magnet 13 are assembled and inserted into the coil body 12 until the permanent magnet 16 abuts the shoulder of the coil shield 15 . The pole pin 14 projects with its extension beyond the coil body 12 . The pole pin 14 already has the two bores 25 , 26 . For example, these are introduced beforehand into the end face of the pole pin 14 using an automatic lathe. The pole pin 14 is almost flush with the coil shield 15 of the coil body 12 applied to the measuring element except for the extension 27 .

Diese so vorbereitete Montageeinheit des Spulenkörpers 12 wird zu sammen mit der Befestigungsbuchse 34 in ein Kunststoffspritzgußwerk zeug eingelegt. Um diesen Spulenkörper 12 im Spritzgußwerkzeug posi tionieren zu können, greifen die Stifte eines Hebe- bzw. Haltewerk zeugs in die Bohrungen 25, 26 des Polstiftes 14 ein. Hierbei können es auch drei oder mehr Stifte sein. Dieses Werkzeug und somit die Stifte befinden sich während des Spritzvorgangs in den Bohrungen 25, 26. Dadurch wird der Polstift 14 während des Spritzvorgangs direkt von einem Werkzeug gehalten, so daß die in den Spulenkörper 12 ein gesetzten Bauteile und der Spulenkörper 12 nicht verrutschen können. Die Stifte des Werkzeugs sind dabei nicht länger als die Bohrungen 25, 26 tief sind. Dadurch kommt das Werkzeug im Bereich zwischen den Stiften an der Stirnseite des Fortsatzes 27 des Polstiftes 14 zur Anlage. Während des Spritzvorgangs erhält man dadurch einen bündigen Abschluß des Fortsatzes 27 und der Gehäuseaußenwand und des Gehäuses 11 und des Polstiftes 14 im Bereich der Bohrungen 25, 26. Nach Ab schluß des Spritzvorgangs und nach dem Aushärten des Kunststoffs wird der Drehzahlfühler 10 aus dem Spritzgußwerkzeug genommen und der Permanentmagnet 16 in einer Magnetisierungseinrichtung auf magnetisiert.This assembly unit of the bobbin 12 thus prepared is inserted together with the mounting bush 34 into a plastic injection molding tool. In order to be able to position this coil former 12 in the injection molding tool, the pins of a lifting or holding tool engage in the bores 25 , 26 of the pole pin 14 . It can also be three or more pens. This tool and thus the pins are located in the bores 25 , 26 during the spraying process. As a result, the pole pin 14 is held directly by a tool during the spraying process, so that the components placed in the bobbin 12 and the bobbin 12 cannot slip. The pins of the tool are no longer than the bores 25 , 26 are deep. As a result, the tool comes to rest in the area between the pins on the end face of the extension 27 of the pole pin 14 . As a result, during the spraying process, the extension 27 and the housing outer wall and the housing 11 and the pole pin 14 are flush-sealed in the region of the bores 25 , 26 . After the end of the injection molding process and after the plastic has hardened, the speed sensor 10 is removed from the injection molding tool and the permanent magnet 16 is magnetized in a magnetizing device.

Claims

1. Inductive sensor ( 10 ), in particular speed sensor, with an at least partially plastic housing ( 11 ) in which there is a coil body ( 12 ) with at least one coil ( 13 ) and one in the coil body ( 12 ) through the housing ( 11 ) with an extension ( 17 ) projecting pole pin ( 14 ), characterized in that the housing ( 11 ) is an injection molded plastic housing, that the pole pin ( 14 ) on its front side facing the component ( 28 ) to be monitored faces at least one axially extending Bore ( 25 , 26 ) and that these bore (s) ( 25 , 26 ) are aligned with an opening (s) ( 35 , 26 ) in the housing ( 11 ).

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the pole pin ( 14 ) has two axially extending bores ( 25 , 26 ).

3. Sensor according to claim 1 and / or 2, characterized in that the extension ( 27 ) of the pole pin ( 14 ) is flush with the outer wall of the housing ( 11 ).

4. Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that there is a permanent magnet ( 16 ) in the coil body ( 12 ), and that the coil body ( 12 ) has a shoulder for contacting the permanent magnet ( 16 ).