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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Magnetsensor-Aufnehmers. Bei dem aus der
EP 0 282 967 A2 bekannten Magnetsensor-Aufnehmer
wird ein Spulenkörper,
der eine Magnetspule haltert und einen Magneten und einen Eisenkern
aufnimmt, zuerst so in einem Außengehäuse angeordnet,
daß ein
Ende des Eisenkerns aus diesem nach außen vorsteht. Dann wird ein Kunstharzring
unter einem oberen Flansch des Außengehäuses angebracht, und die Anordnung
aus dem Kunstharzring und dem Außengehäuse in eine zentrale Öffnung einer
Halterung eingeführt.
Der Kunstharzring besteht vorzugsweise aus Polyurethanharz und weist
einen erhöhten
Abschnitt entlang einer Außenumfangsoberfläche auf.
Dieser Ring wird zwischen einem Flansch des Außengehäuses und der Halterung festgehalten.
In diesem Zustand wird ein zweites Kunstharzteil zylinderförmig zwischen dem
Flansch und der Halterung ausgebildet, und dieses zweite Kunstharzteil
besteht vorzugsweise aus Nylonharz. Das Nylonharz schmilzt teilweise
den Ring aus Polyurethanharz, so daß zwischen dem oberen Flansch
des Gehäuses
und der Halterung eine dichte Abdichtung erzielt wird. Daraufhin
wird ein erstes Kunstharzteil innerhalb des zweiten Kunstharzteils
ausgebildet, durch Eingießen
von Epoxiharz in die Innenseite des zweiten Kunstharzteils und das Innere
des Außengehäuses. Der
Spulenkörper
wird daher an seinem Außenumfang
von dem Epoxiharz eingeschlossen.
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In
der
DE 33 46 159 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetsensor-Aufnehmers beschrieben,
bei dem das vorspringende Ende eines Eisenkerns in eine Ausnehmung
einer Form eingesetzt wird. Ein federnder Kern sorgt für eine Beaufschlagung
in Axialrichtung und wird während
des Spritzgußvorgangs
durch den Kunststoff verdrängt.
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In
der
DE 40 04 770 C2 ist
ein Magnetsensor-Aufnehmer beschrieben, der ein Hall-Element, eine
Platte, einen Magneten sowie Magnetflußleiter aufweist. Ein Rahmenkörper ist
mit Haltern für
den Magneten und den einen Magnetflußleiter versehen, und weist
weiterhin einen Halter zum Positionieren und Haltern des Hall-Elements
sowie Halter zum Haltern der Platte auf. Der Rahmenkörper haltert
und positioniert die Bauteile des Magnetsensor-Aufnehmers.
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In
einem ersten Formgebungsschritt wird der Rahmenkörper hergestellt, und in einem
zweiten Formgebungsschritt wird ein Formkörper aus Kunstharz ausgebildet
welcher die Bauteile und den Rahmenkörper umschließt. Zu diesem
Zweck wird der Rahmenkörper
mit den darauf angeordneten Bauteilen in eine Form eingeführt, die
ein Oberteil und ein Unterteil aufweist. Im Oberteil der Form ist
ein vorspringender Abschnitt vorgesehen, der dazu dient, daß bei der
Ausbildung des Formkörpers
ein Spalt in dem Magnetsensor-Aufnehmer ausgebildet wird. Hierzu
berührt
der vorspringende Abschnitt die Platte nur an einer von deren Oberflächen. Eine
derartige Anordnung ist instabil, da der Rahmenkörper einfach abkippen kann,
so daß die
Berührung
zwischen dem vorspringenden Abschnitt der oberen Formhälfte und der
Oberfläche
der Platte gelöst
werden kann. Der gesamte Bodenabschnitt des Rahmenkörpers wird mit
Kunstharz des Formkörpers
abgedeckt.
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Zum
besseren Verständnis
des Gegenstands der vorliegenden Erfindung wird nunmehr auf die 4 und 5 Bezug genommen.
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Die 4 und 5 stellen einen bekannten Magnetsensor-Aufnehmer
dar, der besonders dazu nützlich
ist, ein Zündtaktsignal
in Brennkraftmaschinen zu erzeugen. Der dargestellte Magnetsensor-Aufnehmer
weist eine Sensoranordnung 1 und ein Kunststoffspritzgußgehäuse 2 auf,
bei welchem ein Montageflansch 2a um die Sensoranordnung 1 herum
angeordnet ist und ein Außengehäuse für die Sensoranordnung 1 ausbildet.
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Die
Sensoranordnung 1 weist einen im wesentlichen scheibenförmigen Permanentmagneten 3 auf,
wie in 5 gezeigt ist,
einen magnetischen Eisenkern 4, der koaxial zum Permanentmagneten 3 ausgerichtet
ist, um einen Magnetweg auszubilden, der den Durchgang des von dem
Magneten 3 erzeugten Magnetflusses erlaubt, sowie eine
Aufnehmerspule 5, die um den Eisenkern 4 herumgewickelt
ist, um eine Änderung
des durch den Eisenkern 4 gelangenden Magnetflusses zu
ermitteln. Weiterhin weist die Sensoranordnung 1 eine Halterungseinheit 6 zum Haltern
des Permanentmagneten 3, des Eisenkerns 4 und
der Aufnehmerspule 5 in einem zusammengebauten Zustand
auf. Mit der Sensoranordnung 1 ist eine Ausgangsleitung 7 verbunden.
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Die
Halterungseinheit 6 umfaßt einen Spulenkörper 8,
der um den Eisenkern 4 herum angeordnet ist, und um welchen
die Sensorspule 5 herumgewickelt ist, eine an dem Spulenkörper 8 angebrachte Buchse 9 zum
Haltern des Magneten 3 so, daß dieser in bezug auf den Eisenkern 4 magnetisch
gekoppelt ist, und ein in die Buchse 9 eingeführtes Abstandsstück 10 zum
Haltern des Magneten 3 innerhalb der Buchse 9.
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Bei
der Herstellung des Magnetsensor-Aufnehmers muß, um das Kunststoffspritzgußgehäuse 2 um
die Sensoranordnung 1 herum auszubilden, die Sensoranordnung 1 innerhalb
eines Spritzgußformhohlraums
angeordnet werden, der durch eine Spritzgußform gebildet wird, wie deutlich
aus 4 hervorgeht. Beim
Anordnen der Sensoranordnung 1 innerhalb des Spritzgußformhohlraums
wird ein Ende 4a des magnetischen Eisenkerns 4,
welches von der Anordnung 1 und von dem Kunststoffspritzgußgehäuse 2 vorsteht,
innerhalb einer Ausnehmung angeordnet, die in einer Formhohlraum-Wandoberfläche ausgebildet
ist, so daß das
vorstehende Ende 4a des Eisenkerns 4 exakt in
dem Kunststoffspritzgußgehäuse 2 angeordnet
ist.
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Da
die Sensoranordnung 1 innerhalb des Formhohlraums nur an
einem Ende der Anordnung 1 oder dem vorstehenden Ende 4a des
Eisenkerns 4 positioniert und gehaltert wird, ist die Position
der Sensoranordnung 1 innerhalb des Formhohlraums nicht
vollständig
stabil, wie deutlich aus 4 hervorgeht,
und die Sensoranordnung 1 kann gegenüber ihrer korrekten Position
recht leicht in bezug auf das Kunststoffspritzgußgehäuse 2 verkippt sein.
Die an die Sensoranordnung 1 angeschlossene Ausgangsleitung 7 kann
eine gewisse Halterung für
die Anordnung 1 zur Verfügung stellen, jedoch ist diese
Halterung während
des Spritzgußvorgangs
infolge der Flexibilität
der Ausgangsleitung 7 und der Position, in welcher die
Leitung 7 an die Anordnung 1 angeschlossen ist,
nicht ausreichend. Wenn die Sensoranordnung 1 verkippt
und aus ihrer korrekten Position innerhalb des Kunststoffspritzgußgehäuses 2 wegbewegt
wird, kann die exakte Positionierung des Eisenkerns 4 nicht
aufrecht erhalten werden, und dies kann zu einer Meßungenauigkeit
der Sensoranordnung 1 führen.
Ist die Sensoranordnung 1 verkippt und befindet sich nicht
in ihrer korrekten Position innerhalb des Kunststoffspritzgußgehäuses 2 in
dem fertiggestellten Magnetsensoraufnehmer, so verschlechtert sich
die Meßgenauigkeit
der Sensoranordnung 1, wenn das Kunststoffspritzgußgehäuse 2 mit
Hilfe eines Montageflansches 2a in bezug auf ein zu messendes
Objekt installiert wird.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der
Bereitstellung eines Magnetsensoraufnehmers der eingangs genannten Art,
der exakt mißt
und der einfach hergestellt werden kann, durch ein entsprechendes
Herstellungsverfahrens für
den Magnetsensor-Aufnehmer.
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Die
Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Besondere
Ausführungsarten
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Halterungseinrichtung kann einen Spulenkörper aufweisen, er um den Eisenkern
herum angeordnet ist, und um den die Aufnehmerspule herumgewickelt
ist, eine an dem Spulenkörper
angebrachte Buchse zum Haltern des Magneten, so daß dieser magnetisch
an dem Eisenkern angekoppelt ist, und ein der Buchse zugeordnetes
Abstandsstück
zum Haltern des Magneten innerhalb der Buchse. Das Abstandsstück weist
vorzugsweise eine im wesentlichen scheiben- oder trommelartige Form
auf mit einem Paar aus zwei gegenüberliegenden ebenen Hauptoberflächen, und
ist mit einer Positionierausnehmung in jeder der gegenüberliegenden
ebenen Hauptoberflächen
versehen.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines Magnetsensoraufnehmers gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Halterungseinheit vorbereitet, die eine Positionierausnehmung
aufweist, und zusammen mit der Halterungseinheit werden ein Magnet, ein
Eisenkern und eine Aufnehmerspule zu einer Sensoranordnung zusammengebaut,
um eine Änderung
des Magnetflusses zu ermitteln, der von dem Magneten erzeugt wird
und durch den Eisenkern reicht. Dann wird die Sensoranordnung innerhalb
eines Formhohlraums angeordnet, der durch eine Spritzgußform festgelegt
ist, wobei ein Ende des Eisenkerns der Sensoranordnung in eine Ausnehmung der
Form eingepaßt
wird, und ein Positionierstift der Form in die Positionierausdehnung
der Halterungseinheit eingesetzt wird, um die Sensoranordnung zu positionieren
und während
des Spritzgusses eines Formharzes an ihrem Ort zu halten. Der Formhohlraum
um die Sensoranordnung herum wird mit einem Formharz gefüllt, um
für die
Sensoranordnung ein Außengehäuse aus
Kunststoffspritzguß auszubilden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
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Es
zeigt
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1 eine seitliche Schnittansicht
des Magnetsensor-Aufnehmers,
der gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde;
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2 eine Perspektivansicht
des Permanentmagneten des Magnetsensoraufnehmers;
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3 eine schematische Schnittansicht
mit einer Darstellung der Art und Weise, auf welche die Sensoranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung stabil innerhalb eines Formhohlraums gehaltert wird;
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4 eine seitliche Schnittansicht
eines bekannten Magnetsensor-Aufnehmers; und
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5 eine Perspektivansicht
des in 4 dargestellten
Permanentmagneten.
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Die 1 und 2 stellen einen Magnetsensor-Aufnehmer,
der besonders zur Erzeugung eines Zündtaktsignals in einer Brennkraftmaschine
geeignet ist. Aus den Figuren geht hervor, daß der dargestellte Magnetsensor-Aufnehmer
eine Sensoranordnung 11 sowie ein um die Sensoranordnung 11 herum
angeordnetes Kunststoffspritzgußgehäuse aufweist,
welches ein Außengehäuse 12 für die Sensoranordnung 11 bildet.
Das Außengehäuse 12 ist
mit einem Montageflansch 12a versehen, der ein Durchgangsloch 12b aufweist,
durch welches sich eine (nicht gezeigte) Montageschraube erstrecken
kann, um den Magnetsensor-Aufnehmer zu montieren. Weiterhin ist
das Außengehäuse 12 in
seiner oberen Oberfläche
mir einer kleinen Bohrung 12c versehen, deren Zweck nachstehend
erläutert
wird.
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Die
Sensoranordnung 11 weist einen im wesentlichen trommelförmigen Permanentmagneten 13 und
einen koaxial hierzu angeordneten Magneteisenkern 14 auf,
der mit einem vorspringenden Ende 14a versehen ist, das
von dem Außengehäuse 12 aus vorspringt,
und der mit einem Flanschende 14b versehen ist, welches
magnetisch an den Permanentmagneten 13 angekoppelt ist,
um so einen Magnetpfad festzulegen, der den Durchgang des von dem Magnetes 13 erzeugten
Magnetflusses zuläßt Eine Aufnehmerspule 15 ist
um den Eisenkern 14 herumgewickelt, um eine Änderung
des Magnetflusses zu ermitteln, der durch den Eisenkern 14 gelangt
Weiterhin weist die Sensoranordnung 11 eine Halterungseinheit 16 auf,
um den Permanentmagneten 13, den Eisenkern, und die Aufnehmerspule 15 in
einer axial ausgerichteten Anordnung zu haltern. Mit der Sensoranordnung 11 ist
eine Ausgangsleitung 17 verbunden, die sich durch das Außengehäuse 2 erstreckt, zur
Verbindung mit einer (nicht gezeigten) externen Schaltung.
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Die
Halterungseinheit 16 der Sensoranordnung 11 weist
einen elektrisch isolierten Spulenkörper 18 auf, der um
den Eisenkern 14 herum angeordnet ist, und um welchen die
Sensorspule 15 gewickelt ist, sowie eine Buchse 19,
die einstückig
an dem Spulenkörper 18 angebracht
ist, um den Magneten 13 magnetisch gekoppelt an dem Eisenkern 14 zu haltern.
Weiterhin weist die Halterungseinheit 16 ein Abstandstück 20 auf,
das in die Buchse 19 eingefügt ist, um den Magneten 13 innerhalb
der Buchse 19 zu halten. Das Abstandsstück 20 weist eine im
wesentlichen trommelartige Form auf, mit einem Paar einander gegenüberliegender
ebener Hauptoberflächen 21 und 22,
von denen jede mit einer im wesentlichen konischen Positionierausnehmung 23 beziehungsweise 24 versehen
ist, wie am deutlichsten aus 2 hervorgeht
Die Positionierausnehmungen 23 und 24 dienen zum
Positionieren und Haltern der Sensoranordnung 11 an ihrem
Ort während
des Spritzgußvorgangs
für das
Außengehäuse 12 um
die Sensoranordnung 11 herum. Da die gegenüberliegenden Hauptoberflächen 21 und 22 des
Abstandsstücks 20 mit
einer Positionierausnehmung 23 beziehungsweise 24 versehen
sind, die eine identische Form und Anordnung aufweisen, kann jede
der Positionierausnehmungen 23 und 24 als die
Eingriffsoberfläche zum
Positionieren und Haltern der Sensoranordnung 11 verwendet
werden, so daß es
nicht erforderlich ist, zu berücksichtigen,
ob während
des Zusammenbaus das Abstandsstück 20 richtig
oder umgedreht angeordnet ist. Weiterhin ist es nicht erforderlich,
daß sich die
Positionierausnehmungen 23 und 24 im Zentrum der
Hauptoberfächen 21 und 22 des
Abstandsstücks 20 befinden.
Tatsächlich
kann die Positionierausnehmung 23 beziehungsweise 24 an
irgendeinem anderen Ort auf der Halterungseinheit 16 vorgesehen sein,
solange die Sensoranordnung 11 in zwei getrennten Positionen
gehaltert werden kann.
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3 erläutert einen Herstellungsschritt
für den
Magnetsensoraufnehmer gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei welchem die Sensoranordnung 11 innerhalb
eines Formhohlraums 25 angebracht ist, der durch Formhälften 26 und 27 ausgebildet
wird, bei der Vorbereitung der Ausbildung des Kunststoffspritzguß-Außengehäuses 12 um
die Sensoranordnung 11 herum. Man sieht, daß der Permanentmagnet 13,
der Eisenkern 14 und eine Aufnehmer- oder Sensorspule 15 koaxial
mir der Halterungseinheit 16 zusammengebaut sind, welche
den Spulenkörper 18, die
Buchse 19 und das Abstandsstück 20 aufweist, um
so die Sensoranordnung 11 auszubilden. Die Sensoranordnung 11 wird
innerhalb des Formhohlraums 25 angeordnet, der durch die
Spritzgußformhälften 26 und 27 gebildet
wird, und zwar so, daß das vorspringende
Ende 14a des Eisenkerns 14 der Sensoranordnung 11 in
eine Ausnehmung 28 eingeführt ist, die in einer Hohlraumbodenwand 29 des
Formhohlraums 25 vorgesehen ist. Es wird daraufhingewiesen,
daß die
Positionierausnehmung 23 des Abstandsstücks 20 der Halterungseinheit 16 in
Eingriff mit einem Positionierstift 30 tritt, der sich
von einer oberen Hohlraumwand 31 der Spritzgußform 26 aus nach
unten erstreckt. Auf diese Weise wird die Sensoranordnung 11 auf
zwei gegenüberliegenden
Enden oder zwei axial voneinander beabstandeten Punkten innerhalb
des Formhohlraums gehaltert, so daß die Sensoranordnung 11 äußerst fest
und stabil innerhalb des Formhohlraums 25 gehaltert werden kann,
wodurch sichergestellt wird, daß die
Sensoranordnung 11 in ihrer ordnungsgemäßen Position innerhalb des
Formhohlraums 25 gehalten werden kann, selbst wenn das
Spritzgußharz
in den Formhohlraum 25 eingebracht wird. Während die
Sensoranordnung 11 in der dargestellten Position gehalten wird,
wird der Formhohlraum 25, der zwischen der Sensoranordnung 11 und
den Formhälften 26 und 27 gebildet
ist, mit einem Spritzgußharz
gefüllt,
um ein Außengehäuse 12 herzustellen.
Nachdem das Harz ausgehärtet
ist, werden die Formhälften 26 und 27 geöffnet, und
der Magnetsensor-Aufnehmer
aus dem Formhohlraum 25 herausgenommen.
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Wie
voranstehend erläutert,
weist der Magnetsensor-Aufnehmer
eine Sensoranordnung und ein Kunststoffspritzgußgehäuse auf, welches um die Sensoranordnung
herum angeordnet ist und für
diese ein Außengehäuse bildet.
Der Eisenkern der Sensoranordnung weist ein Ende auf, welches von
dem Spritzgußharz
nach außen
vorspringt, und die Halterungseinheit ist mit einer Positionierausnehmung
versehen, die mit einem Abschnitt einer Spritzgußform in Eingriff tritt um
die Sensoranordnung (11) zu positionieren und während des
Spritzgußvorgangs
des Kunststoffspritzgußgehäuses zu
haltern.
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Daher
wird die Sensoranordnung innerhalb des Formhohlraums an zwei gegenüberliegenden Enden
der Sensoranordnung positioniert und gehaltert, so daß die Position
der Sensoranordnung innerhalb des Formhohlraums stabil aufrecht
erhalten wird, und die Sensoranordnung 11 nicht gegenüber ihrer
korrekten Position in bezug auf das Kunststoffspritzgußgehäuse verkippt
werden kann, selbst wenn das Spritzgußharz in den Formhohlraum eingefüllt wird.
Daher läßt sich
die Lagegenauigkeit des Eisenkerns innerhalb des Kunststoffspritzgußgehäuses verläßlich aufrecht
erhalten, wodurch die Meßgenauigkeit
der Sensoranordnung sichergestellt wird. Darüberhinaus ist die Herstellung
des Magnetsensor-Aufnehmers einfach.