WO2015140096A1 - Stabförmiger magnetfeldsensor - Google Patents

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WO2015140096A1
WO2015140096A1 PCT/EP2015/055412 EP2015055412W WO2015140096A1 WO 2015140096 A1 WO2015140096 A1 WO 2015140096A1 EP 2015055412 W EP2015055412 W EP 2015055412W WO 2015140096 A1 WO2015140096 A1 WO 2015140096A1
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WO
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magnetic field
field sensor
positioning sleeve
circuit board
permanent magnet
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Application number
PCT/EP2015/055412
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English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Wahler
Klaus Hug
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
    • G01P1/026—Housings for speed measuring devices, e.g. pulse generator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/9505—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
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    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/9517—Proximity switches using a magnetic detector using galvanomagnetic devices

Definitions

  • Rod-shaped magnetic field sensor The invention relates to a rod-shaped magnetic field ⁇ sensor with an outer casing and a one having on a first end side of a arranged in parallel with a sensor longitudinal axis extending circuit board Hall sensor and a permanent magnet sensor head.
  • a magnetic field sensor of the aforementioned type is known, for example, as a so-called speed sensor for a driver in a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the magnetic field sensor is screwed into a transmission housing of a transmission of the motor vehicle and detected by means of its sensor head ⁇ movement of a transmission gear of the transmission.
  • exact positioning of the Hall probe and the permanent magnet of the sensor head is required.
  • a permanently reliable functioning of the magnetic field sensor requires protection, in particular of the electronic and electrical components of the magnetic field sensor, against aggressive environmental influences, such as high temperatures and lubricants, in the transmission housing. This protection is the outer housing.
  • the housing has a sleeve-shaped transmitter housing, which is closed off at a first encoder housing end by means of a cap and connected to a first encoder housing end opposite ⁇ second encoder housing end by means of a flange with a donor contacts for connecting the magnetic encoder having plug socket.
  • a sensor head is inserted into the encoder housing and secured by a potting compound.
  • the sensor head has an at least partially in front of an end face of a neck of a Printed circuit board arranged Hall generator and a sleeve-shaped permanent magnet on.
  • the object of the invention is to provide a magnetic field sensor of the type mentioned, which is easier to manufacture and has a high accuracy of measurement.
  • the sensor head has a basket-shaped positioning sleeve, wherein the positioning sleeve the first end face of the circuit board over ⁇ gripping on the circuit board in the axial direction of the magnetic ⁇ field sensor is arranged 29iebegeschreibt, wherein the positioning sleeve the Hall probe and the permanent magnet to ⁇ engages and sets in each case in the axial direction of the magnetic field sensor, and that the outer casing is a plastic injection-molding component embedding the sensor head with the positioning sleeve, the Hall probe and the permanent magnet.
  • the encompassing and axial fixing of Hall probe and permanent magnet through the positioning sleeve which due to the formation of the positioning ⁇ kidney sleeve as a basket at the same time an inflow of plastic ⁇ injection molding material in the manufacture of the outer housing not only to the positioning, but also to the Hall probe and the permanent magnet is made possible.
  • the Kunststoffsprit zguss ⁇ material is preferably a thermosetting plastic.
  • the Positionierhülse is the essential positioning element for components of the magnetic field sensor: Firstly, the required so-called working dimension between the front of the Hall probe and the front of the permanent magnet is met with the positioning sleeve, and on the other is with the Positioning sleeve determines the position of the Hall probe in the magnetic field sensor, ie the total sensor. It is particularly advantageous in the invention that a bonding of the Hall probe and / or the permanent magnet is not required for their fixation.
  • both the Hall probe and the permanent magnet are in direct contact with the outer housing and are thereby at least partially embedded directly in it.
  • the total sensor head is completely embedded in the au ⁇ .
  • not only a permanent exact positioning of Hall probe and permanent magnet he ⁇ reaches, but also significantly simplifies the production of the magnetic field sensor and a particularly good protection of the sensor head against environmental influences.
  • a subsequent displacement or even loosening, for instance due to regularly occur during operation of the magnetic field sensor having power ⁇ vehicle vibrations of components in the magnetic field sensor is a reliable ruled out the positioning sleeve, the Hall probe and the permanent magnet embedding plastic ⁇ injection molding of the outer casing.
  • the sensor head is ist ⁇ included in the invention by the skilled art as ⁇ material injection-molded component outer housing into which the sensor head is embedded completely to the outside. Outwardly to be sealed against environmental influences transition areas between different housing components, as they are known from the prior art, omitted with the invention advantageous.
  • the positioning sleeve takes the Hall probe and the permanent magnet is preferably completely in to, that is, the Hall probe and the permanent magnet are preferably located completely within the designed as a basket positioning ⁇ sleeve.
  • the permanent magnet is a ring magnet.
  • the positioning sleeve can in particular be cylindrical so that it forms a cylindrical basket.
  • the basket bottom of the basket, which forms the positioning sleeve, can in principle be closed; Preferably, however, the basket bottom is provided with openings, so that advantageous also flow through the basket bottom through plastic injection molding material in the manufacture of the outer housing and can also get in this way to the permanent magnet and the Hall probe.
  • the basket bottom may have a cross-shaped structure.
  • the Hall probe can be advantageously designed as a Hall IC.
  • a very simple and safe mountability of positioning nerier and circuit board is achieved when according to an advantageous embodiment of the invention, the positioning sleeve and the circuit board are connected to each other by means of a locking device.
  • the locking device prevents unin tentional ⁇ sliding apart from positioning sleeve and managerial terplatte after joining of these two components. As a result, the exact positioning of the positioning sleeve with respect to the circuit board is guaranteed. After a locking of posi ⁇ onierhülse and circuit board of the permanent magnet, the Hall probe and the positioning sleeve are captively connected to the circuit board.
  • the latching device has a sleeve recess in the positioning sleeve and a snap hook of the printed circuit board engaging in the sleeve recess.
  • the HommesenausEnglishung may preferably be through ⁇ refraction in the wall of the positioning socket.
  • the mountability of the magnetic field sensor is advantageously additionally simplified if, according to an embodiment of the invention, the snap hook in a direction parallel to the Sensor longitudinal axis is formed on the circuit board and at its one basket bottom of the positioning sleeve facing the end is fixedly arranged on the circuit board and at its end facing away from the basket bottom of the positioning sleeve engages in the sleeve senausnaturalung.
  • the snap hook engages resiliently and elastically in the sleeve recess, whereby not only the joining of positioning sleeve and circuit board is simplified, but also optionally during assembly of the magnetic field sensor optionally desired disassembly, for example, the Hall probe or the permanent magnet during the manufacturing process ⁇ of the magnetic field sensor exchange is possible.
  • the positioning sleeve the Hall probe between the basket bottom of the positioning and the circuit board in the axial direction of the magnetic field sensor fixed.
  • the positioning sleeve fixes the Hall probe between the basket bottom of the positioning sleeve and the front side of the printed circuit board in the axial direction of the magnetic field sensor.
  • the Hall probe thus suggests preferably on the back of the circuit board and front ⁇ side of the basket bottom of the positioning.
  • the positioning sleeve defines the permanent magnet between the basket bottom of the positioning and the circuit board in the axial direction of the magnetic field sensor, whereby the structure of the magnetic field sensor is further simplified. It is particularly advantageous if the positioning sleeve defines both the Hall probe between the basket bottom of the positioning sleeve and the printed circuit board in the axial direction of the magnetic field sensor and the permanent magnet, so that in a simple manner Hall probe and permanent magnet not only in the magnetic field sensor, but also to each other by means of the positioning without other components can be accurately positioned. A particularly stable construction of the sensor head with few
  • the positioning sleeve determines the permanent magnet between the basket bottom of the positioning sleeve and a transverse to the sensor longitudinal axis PCB sales in the axial direction of the magnetic field sensor.
  • the printed circuit board ⁇ paragraph of the circuit board jumps in the radial direction relative to the sensor longitudinal axis and serves as a stop for the permanent magnet ⁇ manent.
  • the permanent magnet thus strikes the back of the printed circuit board paragraph and the front side of the basket bottom of the positioning sleeve.
  • the printed circuit board ⁇ paragraph also serve as a stop for the positioning sleeve.
  • a very precise positioning of the permanent magnet can be advantageously achieved in that has a minimum adjacent to the permanent magnet approach according to a further training ⁇ the invention, the basket bottom of the positioning cylinder to ⁇ .
  • the at least one approach supports the permanent magnet in the radial and / or axial direction of the magnetic field sensor.
  • the basket bottom has at least three corresponding lugs, so that the permanent magnet can be supported by the lugs in a particularly stable and reliable manner.
  • the permanent magnet may be a ring magnet, and the neck is located or the lugs lie in the region of an end surface formed by an annular surface of the ring magnet to the inner ring of the ring magnet.
  • the Permanent magnet is a ring magnet and on a first end face of the printed circuit board having the first Porterplatendend Suite sits, wherein the first printed circuit board end region has knobs for supporting the permanent magnet.
  • the plastic injection molding material can then umfonned freely penetrate the studs into the space between the circuit board and the permanent magnet ⁇ .
  • a Posi ⁇ tioning of the permanent magnet in the radial direction, that is transverse to the sensor longitudinal axis take place.
  • the nubs support the permanent magnet punctiform each. In principle, it is not necessary for all of the nubs to rest directly on the permanent magnet.
  • at least one of the nubs may be arranged on a longitudinal edge of the first printed circuit board end region; In particular, in each case at least one of the nubs can be arranged at opposite longitudinal edges of the first
  • the PCB end region may be arranged.
  • the studs support the ring magnet on the inside of the ring.
  • the circuit board for example, has axial slots into which the ring magnet is inserted, and studs support the permanent magnet on the outside of the ring.
  • the first printed circuit board end region has at least two knobs for supporting the permanent magnet.
  • the first educanend Scheme four knobs for support ⁇ From the permanent magnet, wherein two studs are disposed on opposite longitudinal edges of the first circuit boards ⁇ end region.
  • the positioning sleeve has a tool engagement element on its outside.
  • the outside of the positioning sleeve is a side of the positioning ⁇ sleeve facing away from the Hall probe and the permanent magnet and the first end face of the circuit board.
  • the tool engaging element of the positioning sleeve provides in a simple way the possibility of engagement of an adjusting element of an injection mold, in which the
  • Outside housing of the magnetic field sensor is injection-molded, during injection molding of the outer housing, whereby the positioning sleeve and n
  • the entire sensor head of the magnetic field sensor can be positioned precisely in the injection mold.
  • the ⁇ A control element of the injection molding is engaged with the tool engagement member ⁇ the positioning sleeve and holds it exactly in the injection mold in an intended position. This can be achieved extremely precise an exact position of the sensor head relative to the outer housing.
  • the positioning sleeve on its inside two parallel to the sensor longitudinal axis extending, longitudinal edges of the circuit board receiving grooves.
  • the grooves thus extend in the axial direction of the magnetic field sensor, and the printed circuit board can be inserted with their corresponding longitudinal grooves in the grooves in the grooves and thus simultaneously in the positioning sleeve.
  • Each of the two grooves which here is in each case an elongate recess on the inside of the positioning sleeve, serving for fitting of a corresponding part in the form, here namely the Lei ⁇ terplatte, in each case one longitudinal edge of the circuit board.
  • the positioning sleeve by means of the grooves and the engaging in the grooves PCB in the radial direction, that is perpendicular to the sensor longitudinal axis, the magnetic field sensor can be set. Tilting of the positioning against the printed circuit board is reliably prevented with the grooves of the positioning and an engagement of the circuit board in the grooves. It is particularly advantageous for an accurate and simple mounting of positioning sleeve and circuit board, if, according to an embodiment of the invention, the grooves in the axial direction of the magnetic field sensor on a facing away from the basket bottom of Positionier ⁇ sleeve Positionierhülsenende are open and if at least one of the grooves in the direction the basket bottom has a closed groove end.
  • the closed groove end forms a stop for the printed circuit board, so that in an easy way in the assembly of printed circuit board and positioning sleeve an exact predeterminable position of these two components is achieved in the axial direction when the circuit board rests against the Nutende.
  • FIG. 1 shows a magnetic field sensor with a sensor head in a first longitudinal section along a sensor longitudinal axis
  • FIG. 2 shows the magnetic field sensor of Figure 1 in a second longitudinal section along the sensor ⁇ longitudinal axis
  • FIG. 3 shows the sensor head of the magnetic field sensor according to FIG.
  • FIG. 4 shows the sensor head of the magnetic field sensor according to FIG.
  • FIG. 6a shows a positioning sleeve of the magnetic field sensor according to FIG. 1 in a perspective view, 6b, 6c, the positioning sleeve of Figure 6a in ver ⁇ different perspective sectional views,
  • FIG. 7a shows the positioning sleeve according to FIG. 6a in one
  • FIG. 7b shows a longitudinal section of the positioning sleeve according to FIG.
  • FIG. 7a
  • FIG. 7d shows a front view of the positioning sleeve according to FIG.
  • FIG. 7a
  • FIG. 7e shows a cross section of the positioning sleeve according to FIG.
  • FIG. 7a
  • FIG. 8a shows a perspective sectional view of parts of the sensor head of the magnetic field sensor according to FIG. 1, FIG.
  • Figure 8b is another perspective sectional view of
  • FIG. 9 shows a portion of a circuit board of the Mag ⁇ netfeldsensors of Figure 1 in a plan view.
  • Figure 1 shows a rod-shaped magnetic sensor 1 with an outer casing 2 and with a means disposed on a first end face 4 a extending parallel to a sensor longitudinal axis 6 of circuit board 8 Hall probe 10 and a permanent ⁇ magnet 12 comprising sensor head 14 in a longitudinal section.
  • the sensor longitudinal axis 6 passes through the printed circuit board 8, the central axis of the printed circuit board 8 coincides with the sensor longitudinal axis 6.
  • the sensor head 14 of the magnetic field sensor 1 has a basket-shaped positioning sleeve 16, which the Hall probe 10 and the
  • Permanent magnet 12 which is designed here as a ring magnet (see Figure 5), surrounds.
  • the outer housing 2 of the magnetic field ⁇ sensor 1 is a sensor head 14 with the positioning sleeve 16, the Hall probe 10 and the permanent magnet 12 embedding Kunststoffsprit zgussbauteil. From FIG. 3, which shows the sensor head 14 in a longitudinal section rotated by 45 ° relative to the illustration in FIG. 1, relative to a line of sight symbolized by an arrow BR, it becomes clear that the sensor head 14 is completely embedded in the outer housing 2.
  • both the Hall probe 10 and the permanent magnet 12 are in direct contact with the outer housing 2. Not only is the sensor head 14 as a whole embedded in the outer housing 2, but also the positioning sleeve 16 in direct contact with the outer housing 2 , Hall probe 10 and permanent magnet 12.
  • a plug base 13 is provided with a second end of the magnetic field sensor 1 opposite the sensor head 14 arranged at a first end of the magnetic field sensor 1
  • connection contacts 15 are contacted with the printed circuit board 8.
  • the plug socket 13 is injected into the outer housing 2. Between the plug base 13 and the sensor head 14 is located on the magnetic field sensor 1, a injected into the outer housing 2 threaded sleeve 17 for a ⁇ screws the magnetic field sensor 1 in, for example, a transmission housing of the motor vehicle.
  • FIG. 2 shows the magnetic field sensor 1 in a longitudinal section rotated by 90 ° relative to the illustration in FIG.
  • the positioning sleeve 16 is the first end face 4 of the printed circuit board 8 at the cross-section Printed circuit board 8 in the axial direction of the magnetic field sensor 1
  • 29iebegichert ⁇ assigns the positioning ⁇ kidney 16 and the circuit board 8 by means of a locking device 18 are interconnected.
  • the latching device 18 has two sleeve recesses 20, 22 in the positioning sleeve 16 and one in each case one of the sleeve recesses 20, 22 engaging snap hooks 24, 26.
  • the positioning sleeve 16 defines the Hall probe 10 encompassed by it and the permanent magnet 12 encompassed by it, in each case in the axial direction of the magnetic field sensor 1.
  • the positioning sleeve 16 fixes the Hall probe 10 between a basket base 28 of the positioning sleeve 16 and the end face 4 of the printed circuit board 8 in the axial direction of the magnetic field sensor 1.
  • the positioning sleeve 16 defines the permanent magnet 12 between the basket bottom 28 of the Posi ⁇ tionierhülse 16 and two arranged transversely to the sensor longitudinal axis 6 printed circuit board paragraphs 30, 32 in the axial direction of the magnetic ⁇ field sensor 1 fixed.
  • the permanent magnet 12 embodied here as a ring magnet is seated on a first printed circuit board end region 34 having the first end face 4 of the printed circuit board 8.
  • the first printed circuit board end region 34 has four nubs 36, 38, 40, 42 for supporting the permanent magnet 12.
  • the nubs 36, 38, 40, 42 support the permanent magnet 12 in the radial direction, that is transversely to the sensor longitudinal axis 6, from. Between the knobs 36, 38, 40, 42 can reach unhindered plastic fuel zgussmaterial the outer housing 2.
  • FIG. 4 shows the sensor head 14 of the magnetic field sensor 1 according to FIG 1 in a perspective view, wherein the outer housing has been omitted for clarity and only indicated by a double-dashed line.
  • FIG. 5 shows the printed circuit board 8, the positioning sleeve 16, the permanent magnet 12 and the Hall probe 10 in an exploded view.
  • the basket-shaped, numerous recesses for the flow of plastic injection molding material in the manufacture of the outer housing of the magnetic field sensor auf josde positioning sleeve 16 in Figures 6a, 6b, 6c shown in ver ⁇ different perspective views.
  • the positioning ⁇ sleeve 16 has sleeve recesses 20, 22, which are here each formed as an opening in the positioning sleeve 16, the locking device 18 (see Figure 2) and on the outside of the positioning sleeve 16 tool engagement elements 44, 46.
  • the positioning sleeve 16 on its inside two parallel to the sensor longitudinal axis 6 extending, longitudinal ⁇ edges of the circuit board receiving grooves, of which a groove 48 can be seen.
  • the groove 48 has a closed groove end 50 in the direction of the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16.
  • a first printed circuit board paragraph 30 of the two above printed circuit board ⁇ sales 30, 32 is in the magnetic field sensor 1, a first printed circuit board paragraph 30 of the two above printed circuit board ⁇ sales 30, 32 (see Figure 2).
  • the groove 48 open at one end facing away from the basket base 28 of the positioning sleeve 16 Po ⁇ sitionierhommesenende 52nd
  • the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16 has on the inside of the positioning sleeve 16 four lugs, of which in this view ( Figure 6c) three lugs 49, 51, 53 can be seen.
  • the lugs 49, 51, 53 abut against the permanent magnet 12 when it is joined to the positioning sleeve 16 (see FIG. 1).
  • the lugs 49 51 53 28 are located, of the basket floor of polyvinyl sitionierhülse 16 in the region of a ge by an annular surface formed ⁇ end face 55 of the ring magnet formed permanent magnet 12 on the inner ring of the ring magnet.
  • FIG. 7a A side view of the positioning sleeve 16 is shown in FIG. 7a.
  • a sectional view of the positioning sleeve 16 according to FIG. 7a along line C - C is shown in FIG. 7c
  • FIG. 7b shows a sectional view of the positioning sleeve 16 according to FIGS. 7a, 7c along line A - A.
  • a front view of the positioning sleeve 16 from FIG outside on the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16 is shown in Figure 7d. It can be seen that the basket bottom 28 has a cross-shaped structure.
  • a sectional view of the positioning sleeve 16 according to FIG. 7a along line E-E is shown in FIG. 7e with grooves 48, 54 for receiving longitudinal edges of the printed circuit board.
  • FIGS 8a, 8b show in perspective sectional views of the positioning sleeve 16, the Hall probe 10, the permanent magnet 12 in assembled and fixed to the first printed circuit board end portion 34 by means of the latching device 18 arrangement. It can be seen that the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16 has an axial recess 56 in its central region pierced by the sensor longitudinal axis 6 on the inner side of the positioning sleeve 16. In the axial recess 56, the Hall probe 10 is arranged on ⁇ .
  • the axial ⁇ recess 56 on a Hall probe 10 protective support wall 58 which is part of the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16.
  • the position of the Hall probe 10 between the basket bottom 28 of the positioning sleeve 16 and the end face 4 of the printed circuit board 8 in the axial direction of the magnetic field sensor exactly defined.
  • FIG. 9 which shows a section of the printed circuit board 8 with the first printed circuit board end region 34 in a plan view
  • the snap hooks 24, 26 of the latching device 18 are in a direction parallel to the sensor longitudinal axis 6 at the Printed circuit board 8 is formed.
  • the snap hooks 24, 26 each fixed to the printed circuit board 8 arranged.
  • FIG. 9 also shows the longitudinal edges 68, 70 of the printed circuit board 8, which longitudinal edges 68, 70 are received by the grooves 48, 54 (see FIG. 7e) of the positioning sleeve 16.
  • These longitudinal ⁇ edges 68, 70 are in this embodiment each Be ⁇ was part of the snap-action hooks 24, 26.
  • the longitudinal edges 68, 70 in each case two spaced guide members 72, 74, 76, 78.
  • the guide elements 72, 74, 76, 78 take over the actual guidance of the printed circuit board 8 in the grooves 48, 54 of the positioning sleeve 16. Between the two Füh ⁇ approximately elements 72, 74, 76, 78, the longitudinal edges 68, 70 respectively retracted and form so a clearance for the flow of plastic injection zgussmaterial during injection molding of the contemplatge ⁇ housing 2 of the magnetic field sensor first

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen stabförmigen Magnetfeldsensor 1 mit einem Außengehäuse 2 und mit einem eine an einer ersten Stirnseite 4 einer sich parallel zu einer Sensorlängsachse 6 erstreckenden Leiterplatte 8 angeordnete Hallsonde 10 und einen Permanentmagneten 12 aufweisenden Sensorkopf 14. Für eine hohe Messgenauigkeit des Magnetfeldsensors bei vereinfachter Magnetfeldsensorherstellbarkeit wird vorgeschlagen, dass der Sensorkopf 14 eine korbförmige Positionierhülse 16 aufweist, wobei die Positionierhülse 16 die erste Stirnseite 4 der Leiterplatte 8 übergreifend an der Leiterplatte 8 in axialer Richtung des Magnetfeldsensors 1 verschiebegesichert angeordnet ist, wobei die Positionierhülse 16 die Hallsonde 10 und den Permanentmagneten 12 umgreift und jeweils in axialer Richtung des Magnetfeldsensors 1 festlegt, und dass das Außengehäuse 2 ein den Sensorkopf 14 mit der Positionierhülse 16, der Hallsonde 10 und dem Permanentmagneten 12 einbettendes Kunststoffspritzgussbauteil ist.

Description

Beschreibung
Stabförmiger Magnetfeldsensor Die Erfindung bezieht sich auf einen stabförmigen Magnetfeld¬ sensor mit einem Außengehäuse und mit einem eine an einer ersten Stirnseite einer sich parallel zu einer Sensorlängsachse erstreckenden Leiterplatte angeordnete Hallsonde und einen Permanentmagneten aufweisenden Sensorkopf.
Ein Magnetfeldsensor der vorgenannten Art ist zum Beispiel als sogenannter Geschwindigkeitsgeber für einen FahrtSchreiber in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bekannt. Der Magnetfeldsensor wird in ein Getriebegehäuse eines Getriebes des Kraftfahrzeugs eingeschraubt und erfasst mittels seines Sensor¬ kopfs eine Bewegung eines Getriebezahnrades des Getriebes. Für eine präzise Funktionsweise des Magnetfeldsensors ist eine exakte Positionierung der Hallsonde und des Permanentmagneten des Sensorkopfs erforderlich. Ferner erfordert eine dauerhaft zuverlässige Funktionsweise des Magnetfeldsensors einen Schutz insbesondere der elektronischen und elektrischen Bauelemente des Magnetfeldsensors vor aggressiven Umgebungseinflüssen, wie hohen Temperaturen und Schmierstoffen, in dem Getriebegehäuse. Diesem Schutz dient das Außengehäuse.
Einen bekannten Magnetfeldsensor der beschriebenen Art offenbart DE 41 40 403 C2 als Magnetfeldgeber mit einem topfförmigen Gehäuse. Das Gehäuse weist dabei ein hülsenförmiges Gebergehäuse auf, welches an einem ersten Gebergehäuseende mittels einer Kappe abgeschlossen und an einem dem ersten Gebergehäuseende gegen¬ überliegenden zweiten Gebergehäuseende mittels einer Bördelung mit einem Geberkontakte zum Anschluss des Magnetfeldgebers aufweisenden Steckersockel verbunden ist. An dem ersten Ge¬ bergehäuseende ist ein Sensorkopf in das Gebergehäuse eingeführt und durch eine Vergussmasse befestigt . Der Sensorkopf weist einen wenigstens zum Teil vor einer Stirnfläche eines Ansatzes einer Leiterplatte angeordneten Hallgenerator und einen hülsenför- migen Permanentmagneten auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetfeldsensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der vereinfacht herstellbar ist und eine hohe Messgenauigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sensorkopf eine korbförmige Positionierhülse aufweist, wobei die Positionierhülse die erste Stirnseite der Leiterplatte über¬ greifend an der Leiterplatte in axialer Richtung des Magnet¬ feldsensors verschiebegesichert angeordnet ist, wobei die Positionierhülse die Hallsonde und den Permanentmagneten um¬ greift und jeweils in axialer Richtung des Magnetfeldsensors festlegt, und dass das Außengehäuse ein den Sensorkopf mit der Positionierhülse, der Hallsonde und dem Permanentmagneten einbettendes Kunststoffsprit zgussbauteil ist.
Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung das Umgreifen und axiale Festlegen von Hallsonde und Permanentmagnet durch die Positionierhülse, wobei aufgrund der Ausbildung der Positio¬ nierhülse als Korb gleichzeitig ein Zufluss von Kunststoff¬ spritzgussmaterial beim Herstellen des Außengehäuses nicht nur zu der Positionierhülse, sondern auch zu der Hallsonde und dem Permanentmagneten ermöglicht wird. Das Kunststoffsprit zguss¬ material ist vorzugsweise ein Duroplast. Das Umgreifen von Hallsonde und Permanentmagnet durch die Positionierhülse be¬ deutet, dass der Permanentmagnet und die Hallsonde innerhalb des Korbes, der die Positionierhülse bildet, angeordnet sind. Sowohl der Permanentmagnet als auch die Hallsonde werden durch die Positionierhülse vor Beschädigungen geschützt.
Die Positionierhülse ist das wesentliche Positionierungselement für Bauteile des Magnetfeldsensors : Zum einen wird mit der Positionierhülse das erforderliche sogenannte Arbeitsmaß zwischen der Vorderseite der Hallsonde und der Vorderseite des Permanentmagneten eingehalten, und zum anderen wird mit der Positionierhülse die Position der Hallsonde im Magnetfeldsensor, also dem Gesamtsensor, festgelegt. Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung, dass ein Verkleben der Hallsonde und/oder des Permanentmagneten zu deren Fixierung nicht erforderlich ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor stehen aufgrund der korbformigen Positionierhülse sowohl die Hallsonde als auch der Permanentmagnet in unmittelbarem Kontakt mit dem Außengehäuse und sind dadurch zumindest teilweise direkt in dieses einge- bettet. Der Sensorkopf insgesamt ist vollständig in das Au¬ ßengehäuse eingebettet. Dadurch wird nicht nur eine dauerhafte exakte Positionierung von Hallsonde und Permanentmagnet er¬ reicht, sondern zudem die Herstellung des Magnetfeldsensors wesentlich vereinfacht und ein besonders guter Schutz des Sensorkopfes gegenüber Umgebungseinflüssen erreicht. Ein nachträgliches Verschieben oder gar Lösen, zum Beispiel aufgrund von im Betrieb eines den Magnetfeldsensor aufweisenden Kraft¬ fahrzeugs regelmäßig auftretenden Vibrationen, von Bauteilen in dem Magnetfeldsensor ist mit dem die Positionierhülse, die Hallsonde und den Permanentmagneten einbettenden Kunststoff¬ spritzgießen des Außengehäuses zuverlässig ausgeschlossen.
Der Sensorkopf ist bei der Erfindung durch das als Kunst¬ stoffspritzgussbauteil ausgebildete Außengehäuse, in das der Sensorkopf eingebettet ist, vollständig nach außen hin abge¬ schlossen. Nach außen hin gegen Umgebungseinflüsse abzudichtende Übergangsbereiche zwischen verschiedenen Gehäusebauteilen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, entfallen mit der Erfindung vorteilhaft.
Für ein besonders sicheres Halten und Festlegen der Hallsonde und des Permanentmagneten nimmt die Positionierhülse die Hallsonde und den Permanentmagneten vorzugsweise vollständig in sich auf, das heißt Hallsonde und Permanentmagnet befinden sich bevorzugt vollständig innerhalb der als Korb ausgebildeten Positionier¬ hülse. Vorzugsweise ist der Permanentmagnet ein Ringmagnet. Die Positionierhülse kann insbesondere zylinderförmig ausgebildet sein, so dass sie einen zylindrischen Korb bildet. Der Korbboden des Korbes, der die Positionierhülse bildet, kann grundsätzlich geschlossen sein; vorzugsweise ist der Korbboden jedoch mit Durchbrechungen versehen, so dass vorteilhaft auch durch den Korbboden hindurch Kunststoffspritzgussmaterial beim Herstellen des Außengehäuses fließen und auch auf diesem Wege zu dem Permanentmagneten und der Hallsonde gelangen kann. Insbesondere kann der Korbboden eine kreuzförmige Struktur aufweisen. Die Hallsonde kann vorteilhaft als Hall-IC ausgebildet sein.
Zusätzliche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine sehr einfache und sichere Montierbarkeit von Positio- nierhülse und Leiterplatte wird erreicht, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Positionierhülse und die Leiterplatte mittels einer Rasteinrichtung miteinander verbunden sind. Die Rasteinrichtung verhindert ein unbeab¬ sichtigtes Auseinandergleiten von Positionierhülse und Lei- terplatte nach dem Fügen dieser beiden Bauteile. Dadurch bleibt die exakte Positionierung der Positionierhülse gegenüber der Leiterplatte gewährleistet. Nach einem Verrasten von Positi¬ onierhülse und Leiterplatte sind der Permanentmagnet, die Hallsonde und die Positionierhülse verliersicher mit der Leiterplatte verbunden.
Für eine einfache Herstellbarkeit bei sehr zuverlässiger Ver- rastung von Positionierhülse und Leiterplatte ist es von Vorteil, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Rasteinrichtung eine Hülsenausnehmung in der Positionierhülse und einen in die Hülsenausnehmung eingreifenden Schnapphaken der Leiterplatte aufweist. Die Hülsenausnehmung kann vorzugsweise eine Durch¬ brechung in der Wandung der Positionierhülse sein. Die Montierbarkeit des Magnetfeldsensors wird vorteilhaft zusätzlich vereinfacht, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Schnapphaken in einer Richtung parallel zu der Sensorlängsachse an der Leiterplatte ausgebildet ist und an seinem einem Korbboden der Positionierhülse zugewandten Ende fest an der Leiterplatte angeordnet ist und an seinem dem Korbboden der Positionierhülse abgewandten Ende in die Hül- senausnehmung eingreift. Vorzugsweise greift der Schnapphaken nachgiebig und elastisch in die Hülsenausnehmung ein, wodurch nicht nur das Fügen von Positionierhülse und Leiterplatte vereinfacht wird, sondern auch eine gegebenenfalls während des Zusammenbaus des Magnetfeldsensors gegebenenfalls erwünschte Demontage, zum Beispiel um die Hallsonde oder den Permanent¬ magneten während des Fertigungsprozesses des Magnet feldsensors auszutauschen, ermöglicht wird.
Den Aufbau des Magnetfeldsensors vereinfachend und die Anzahl der Einzelbauteile des Magnetfeldsensors verringernd legt gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Positionierhülse die Hallsonde zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und der Leiterplatte in axialer Richtung des Magnetfeldsensors fest.
Für eine äußerst exakte Justierung der Hallsonde ist es von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Positionierhülse die Hallsonde zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und der Stirnseite der Leiterplatte in axialer Richtung des Magnetfeldsensors festlegt. Die Hallsonde schlägt somit vorzugsweise rückseitig an der Leiterplatte und vorder¬ seitig an dem Korbboden der Positionierhülse an.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung legt die Positionierhülse den Permanentmagneten zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und der Leiterplatte in axialer Richtung des Magnetfeldsensors fest, wodurch der Aufbau des Magnetfeldsensors zusätzlich vereinfacht wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Positionierhülse sowohl die Hallsonde zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und der Leiterplatte in axialer Richtung des Magnetfeldsensors festlegt als auch den Permanentmagneten, so dass in einfacher Weise Hallsonde und Permanentmagnet nicht nur im Magnetfeldsensor, sondern auch zueinander mittels der Positionierhülse ohne weitere Bauteile exakt positioniert werden können. Ein besonders stabiler Aufbau des Sensorkopfes mit wenigen
Bauteilen wird vorteilhaft erreicht, wenn gemäß einer Weiter¬ bildung der Erfindung die Positionierhülse den Permanentmagneten zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und einem quer zur Sensorlängsachse angeordneten Leiterplattenabsatz in axialer Richtung des Magnetfeldsensors festlegt. Der Leiterplatten¬ absatz der Leiterplatte springt in radialer Richtung bezogen auf die Sensorlängsachse vor und dient als Anschlag für den Per¬ manentmagneten. Der Permanentmagnet schlägt somit rückseitig an dem Leiterplattenabsatz und vorderseitig an dem Korbboden der Positionierhülse an. Gegebenenfalls kann der Leiterplatten¬ absatz zusätzlich auch als Anschlag für die Positionierhülse dienen .
Eine sehr präzise Positionierung des Permanentmagneten kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass gemäß einer Weiter¬ bildung der Erfindung der Korbboden der Positionierhülse zu¬ mindest einen an dem Permanentmagneten anliegenden Ansatz aufweist. Der zumindest eine Ansatz stützt den Permanentmagneten in radialer und/oder axialer Richtung des Magnetfeldsensors ab. Vorzugsweise weist der Korbboden mindestens drei entsprechende Ansätze auf, so dass der Permanentmagnet besonders stabil und zuverlässig von den Ansätzen abgestützt werden kann. Insbe¬ sondere kann der Permanentmagnet ein Ringmagnet sein, und der Ansatz liegt beziehungsweise die Ansätze liegen im Bereich einer von einer Ringfläche gebildeten Stirnfläche des Ringmagneten am Innenring des Ringmagneten an.
Unerwünschte Lufteinschlüsse im Bereich von Leiterplatte und Permanentmagnet beim Herstellen des Außengehäuses, das heißt Lufteinschlüsse des Kunststoffsprit zgussmaterials beim
Spritzgießen des Außengehäuses, können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch vermieden werden, dass der Permanentmagnet ein Ringmagnet ist und auf einem die erste Stirnseite der Leiterplatte aufweisenden ersten Leiterplat- tenendbereich sitzt, wobei der erste Leiterplattenendbereich Noppen zum Abstützen des Permanentmagneten aufweist. Das Kunststoffspritzgussmaterial kann dann die Noppen umfließend ungehindert in den Raum zwischen Leiterplatte und Permanent¬ magnet eindringen. Ferner kann mittels der Noppen eine Posi¬ tionierung des Permanentmagneten in radialer Richtung, das heißt quer zu der Sensorlängsachse, erfolgen. Die Noppen stützen den Permanentmagneten jeweils punktförmig ab. Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, dass alle der Noppen an dem Permanentmagneten unmittelbar anliegen. Vorzugsweise kann zumindest eine der Noppen an einer Längskante des ersten Leiterplattenendbereichs angeordnet sein; insbesondere kann jeweils zumindest eine der Noppen an sich gegenüberliegenden Längskanten des ersten
Leiterplattenendbereichs angeordnet sein. Vorzugsweise stützen die Noppen den Ringmagneten an der Ringinnenseite ab. Es ist aber auch denkbar, dass die Leiterplatte zum Beispiel Axialschlitze aufweist, in welche der Ringmagnet eingeführt ist, und Noppen den Permanentmagneten an der Ringaußenseite abstützen. Vorzugsweise weist der erste Leiterplattenendbereich mindestens zwei Noppen zum Abstützen des Permanentmagneten auf. Weiter vorzugsweise weist der erste Leiterplattenendbereich vier Noppen zum Ab¬ stützen des Permanentmagneten auf, wobei jeweils zwei Noppen an sich gegenüberliegenden Längskanten des ersten Leiterplatten¬ endbereichs angeordnet sind.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Positionierhülse an ihrer Außenseite ein Werkzeug- eingriffselement auf. Die Außenseite der Positionierhülse ist eine der Hallsonde und dem Permanentmagneten sowie der ersten Stirnseite der Leiterplatte abgewandte Seite der Positionier¬ hülse. Das Werkzeugeingriffselement der Positionierhülse bietet in einfacher Weise die Möglichkeit eines Eingriffs eines Einstellelements eines Spritzgießwerkzeugs, in welchem das
Außengehäuse des Magnetfeldsensors spritzgegossen wird, beim Spritzgießen des Außengehäuses, wodurch die Positionierhülse und n
mit dieser der gesamte Sensorkopf des Magnetfeldsensors präzise in dem Spritzgießwerkzeug positioniert werden kann. Das Ein¬ stellelement des Spritzgießwerkzeugs greift in das Werkzeug¬ eingriffselement der Positionierhülse ein und hält es in dem Spritzgießwerkzeug genau in einer vorgesehenen Position. Damit kann äußerst präzise eine exakte Lage des Sensorkopfes gegenüber dem Außengehäuse erreicht werden.
Für einen besonders einfachen und exakten Zusammenbau von Positionierhülse und Leiterplatte ist es vorteilhaft, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Positionierhülse an ihrer Innenseite zwei sich parallel zu der Sensorlängsachse erstreckende, Längskanten der Leiterplatte aufnehmende Nuten aufweist. Die Nuten erstrecken sich somit in axialer Richtung des Magnetfeldsensors , und die Leiterplatte kann mit ihren mit den Nuten korrespondierenden Längskanten in die Nuten und damit gleichzeitig in die Positionierhülse eingeschoben werden. Jede der zwei Nuten, die hier jeweils eine längliche Vertiefung an der Innenseite der Positionierhülse ist, dient zur Einpassung eines in der Form korrespondierenden Teils, hier nämlich der Lei¬ terplatte, und zwar jeweils einer Längskante der Leiterplatte. Vorteilhaft kann die Positionierhülse mittels der Nuten und der in die Nuten eingreifenden Leiterplatte in radialer Richtung, das heißt senkrecht zu der Sensorlängsachse, des Magnet feldsensors festgelegt werden. Ein Verkippen der Positionierhülse gegenüber der Leiterplatte wird mit den Nuten der Positionierhülse sowie einem Eingreifen der Leiterplatte in die Nuten zuverlässig verhindert . Besonders vorteilhaft für eine exakte und einfache Montage von Positionierhülse und Leiterplatte ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Nuten in axialer Richtung des Magnetfeldsensors an einem von dem Korbboden der Positionier¬ hülse abgewandten Positionierhülsenende jeweils offen sind und wenn zumindest eine der Nuten in Richtung des Korbbodens ein geschlossenes Nutende aufweist. So kann die Leiterplatte un¬ gehindert, aber geführt, in Richtung des Korbbodens in die Positionierhülse eingeschoben werden. Das geschlossene Nutende bildet einen Anschlag für die Leiterplatte, so dass auf einfache Weise beim Zusammenbau von Leiterplatte und Positionierhülse eine exakte, vorbestimmbare Position dieser beiden Bauteile in axialer Richtung erreicht wird, wenn die Leiterplatte an dem Nutende anliegt. Vorzugsweise liegt ein quer zur Sensorlängs¬ achse angeordneter Leiterplattenabsatz der Leiterplatte, welcher Leiterplattenabsatz auch zum Festlegen des Permanent¬ magneten zwischen dem Korbboden der Positionierhülse und dem Leiterplattenabsatz mittels der Positionierhülse dient, an dem Nutende an.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisiert und skizzenhaft dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 einen Magnetfeldsensor mit einem Sensorkopf in einem ersten Längsschnitt entlang einer Sen sorlängsachse,
Figur 2 den Magnetfeldsensor nach Figur 1 in einem zweiten Längsschnitt entlang der Sensor¬ längsachse,
Figur 3 den Sensorkopf des Magnetfeldsensors nach Figur
1 in einem weiteren Längsschnitt,
Figur 4 den Sensorkopf des Magnetfeldsensors nach Figur
1 in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 5 Bauteile des Sensorkopfes nach Figur 4 in einer
Explosionsdarstellung,
Figur 6a eine Positionierhülse des Magnetfeldsensors nach Figur 1 in perspektivischer Ansicht, Figuren 6b, 6c die Positionierhülse nach Figur 6a in ver¬ schiedenen perspektivischen Schnittansichten,
Figur 7a die Positionierhülse nach Figur 6a in einer
Seitenansicht ,
Figur 7b einen Längsschnitt der Positionierhülse nach
Figur 7a,
Figur 7c einen weiteren Längsschnitt der Positionier¬ hülse nach Figur 7a,
Figur 7d eine Vorderansicht der Positionierhülse nach
Figur 7a,
Figur 7e einen Querschnitt der Positionierhülse nach
Figur 7a,
Figur 8a eine perspektivische Schnittansicht von Teilen des Sensorkopfes des Magnetfeldsensors nach Figur 1,
Figur 8b eine andere perspektivische Schnittansicht der
Teile des Sensorkopfes nach Figur 8a und
Figur 9 einen Abschnitt einer Leiterplatte des Mag¬ netfeldsensors nach Figur 1 in einer Draufsicht.
Sich jeweils entsprechende Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen stabförmigen Magnetfeldsensor 1 mit einem Außengehäuse 2 und mit einem eine an einer ersten Stirnseite 4 einer sich parallel zu einer Sensorlängsachse 6 erstreckenden Leiterplatte 8 angeordnete Hallsonde 10 und einen Permanent¬ magneten 12 aufweisenden Sensorkopf 14 in einem Längsschnitt. In diesem Ausführungsbeispiel verläuft die Sensorlängsachse 6 durch die Leiterplatte 8, die Mittelachse der Leiterplatte 8 fällt mit der Sensorlängsachse 6 zusammen.
Der Sensorkopf 14 des Magnetfeldsensors 1 weist eine korbförmige Positionierhülse 16 auf, welche die Hallsonde 10 und den
Permanentmagneten 12, der hier als Ringmagnet ausgebildet ist (siehe Figur 5), umgreift. Das Außengehäuse 2 des Magnetfeld¬ sensors 1 ist ein den Sensorkopf 14 mit der Positionierhülse 16, der Hallsonde 10 und dem Permanentmagneten 12 einbettendes Kunststoffsprit zgussbauteil . Aus Figur 3, die den Sensorkopf 14 in einem gegenüber der Darstellung in Figur 1 um 45° bezogen auf eine durch einen Pfeil BR symbolisierte Blickrichtung gedrehten Längsschnitt zeigt, wird deutlich, dass der Sensorkopf 14 insgesamt vollständig in das Außengehäuse 2 eingebettet ist.
Aufgrund der korbformigen Positionierhülse 16 steht sowohl die Hallsonde 10 als auch der Permanentmagnet 12 in unmittelbarem Kontakt mit dem Außengehäuse 2. Nicht nur der Sensorkopf 14 insgesamt ist in das Außengehäuse 2 eingebettet, sondern auch die in direktem Kontakt mit dem Außengehäuse 2 stehenden Bauteile Positionierhülse 16, Hallsonde 10 und Permanentmagnet 12.
An einem dem an einem ersten Ende des Magnetfeldsensors 1 angeordneten Sensorkopf 14 gegenüberliegenden zweiten Ende des Magnetfeldsensors 1 befindet sich ein Steckersockel 13 mit
Anschlusskontakten 15 zur Verbindung des Magnetfeldsensors 1 mit zum Beispiel einem Fahrtenschreiber eines Kraftfahrzeugs.
Im Inneren des Magnetfeldsensor 1 sind die Anschlusskontakte 15 mit der Leiterplatte 8 kontaktiert. Der Steckersockel 13 ist in das Außengehäuse 2 eingespritzt. Zwischen dem Steckersockel 13 und dem Sensorkopf 14 befindet sich an dem Magnetfeldsensor 1 eine in das Außengehäuse 2 eingespritzte Gewindehülse 17 zum Ein¬ schrauben des Magnetfeldsensors 1 in zum Beispiel ein Getriebe- gehäuse des Kraftfahrzeugs. Wie aus Figur 2, die den Magnetfeldsensor 1 in einem gegenüber der Darstellung in Figur 1 um 90° bezogen auf die durch einen Pfeil BR symbolisierte Blickrichtung gedrehten Längsschnitt zeigt, ersichtlich ist, ist die Positionierhülse 16 die erste Stirnseite 4 der Leiterplatte 8 übergreifend an der Leiterplatte 8 in axialer Richtung des Magnetfeldsensors 1 verschiebegesichert ange¬ ordnet. Dazu sind in diesem Ausführungsbeispiel die Positio¬ nierhülse 16 und die Leiterplatte 8 mittels einer Rasteinrichtung 18 miteinander verbunden. Die Rasteinrichtung 18 weist zwei Hülsenausnehmungen 20, 22 in der Positionierhülse 16 und jeweils einen in jeweils eine der Hülsenausnehmungen 20, 22 eingreifenden Schnapphaken 24, 26 auf.
Die Positionierhülse 16 legt die von ihr umgriffene Hallsonde 10 und den von ihr umgriffenen Permanentmagneten 12 jeweils in axialer Richtung des Magnetfeldsensors 1 fest. Dabei legt in diesem Ausführungsbeispiel die Positionierhülse 16 die Hallsonde 10 zwischen einem Korbboden 28 der Positionierhülse 16 und der Stirnseite 4 der Leiterplatte 8 in axialer Richtung des Mag- netfeldsensors 1 fest. Ferner legt die Positionierhülse 16 hier den Permanentmagneten 12 zwischen dem Korbboden 28 der Posi¬ tionierhülse 16 und zwei quer zur Sensorlängsachse 6 angeordneten Leiterplattenabsätzen 30, 32 in axialer Richtung des Magnet¬ feldsensors 1 fest.
Der hier als Ringmagnet ausgebildete Permanentmagnet 12 sitzt auf einem die erste Stirnseite 4 der Leiterplatte 8 aufweisenden ersten Leiterplattenendbereich 34. Der erste Leiterplatten- endbereich 34 weist vier Noppen 36, 38, 40, 42 zum Abstützen des Permanentmagneten 12 auf. Die Noppen 36, 38, 40, 42 stützen den Permanentmagneten 12 in radialer Richtung, das heißt quer zur Sensorlängsachse 6, ab. Zwischen die Noppen 36, 38, 40, 42 kann ungehindert Kunststoffsprit zgussmaterial des Außengehäuses 2 gelangen .
Zur weiteren Verdeutlichung des Aufbaus des Magnetfeldsensors zeigt Figur 4 den Sensorkopf 14 des Magnetfeldsensors 1 nach Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei das Außengehäuse der Übersichtlichkeit halber weggelassen und lediglich durch eine Strichdoppelpunktierte Linie angedeutet ist. Figur 5 zeigt die Leiterplatte 8, die Positionierhülse 16, den Permanentmagneten 12 und die Hallsonde 10 in einer Explosionsdarstellung.
In vergrößerten Darstellungen ist die korbförmige, zahlreiche Ausnehmungen zum Durchfließen von Kunststoffspritzgussmaterial beim Herstellen des Außengehäuses des Magnetfeldsensors auf- weisende Positionierhülse 16 in Figuren 6a, 6b, 6c in ver¬ schiedenen perspektivischen Ansichten gezeigt. Die Positionier¬ hülse 16 weist Hülsenausnehmungen 20, 22, die hier jeweils als Durchbrechung in der Positionierhülse 16 ausgebildet sind, der Rasteinrichtung 18 (siehe Figur 2) und an der Außenseite der Positionierhülse 16 Werkzeugeingriffselemente 44, 46 auf.
Außerdem weist die Positionierhülse 16 an ihrer Innenseite zwei sich parallel zu der Sensorlängsachse 6 erstreckende, Längs¬ kanten der Leiterplatte aufnehmende Nuten auf, von welchen eine Nut 48 erkennbar ist. Die Nut 48 weist in Richtung des Korbbodens 28 der Positionierhülse 16 ein geschlossenes Nutende 50 auf. An dem Nutende 50 liegt in dem Magnetfeldsensor 1 ein erster Leiterplattenabsatz 30 der beiden oben genannten Leiterplatten¬ absätze 30, 32 an (siehe Figur 2) . In axialer Richtung des Magnetfeldsensors 1 (siehe Figuren 1, 2) ist die Nut 48 an einem von dem Korbboden 28 der Positionierhülse 16 abgewandten Po¬ sitionierhülsenende 52 offen.
Der Korbboden 28 der Positionierhülse 16 weist an der Innenseite der Positionierhülse 16 vier Ansätze auf, von denen in dieser Ansicht (Figur 6c) drei Ansätze 49, 51, 53 zu sehen sind. Die Ansätze 49, 51, 53 liegen an dem Permanentmagneten 12 an, wenn dieser mit der Positionierhülse 16 gefügt ist (siehe Figur 1) . Dabei liegen die Ansätze 49, 51, 53 des Korbbodens 28 der Po- sitionierhülse 16 im Bereich einer von einer Ringfläche ge¬ bildeten Stirnfläche 55 (siehe Figur 5) des als Ringmagnet ausgebildeten Permanentmagneten 12 am Innenring des Ringmagneten an .
Eine Seitenansicht der Positionierhülse 16 zeigt Figur 7a. Eine Schnittansicht der Positionierhülse 16 nach Figur 7a entlang Linie C - C ist in Figur 7c dargestellt, und Figur 7b zeigt eine Schnittansicht der Positionierhülse 16 nach Figuren 7a, 7c entlang Linie A - A. Eine Vorderansicht der Positionierhülse 16 aus Figur 7a mit Blick von außen auf den Korbboden 28 der Positionierhülse 16 ist in Figur 7d dargestellt. Es ist zu erkennen, dass der Korbboden 28 eine kreuzförmige Struktur aufweist. Eine Schnittansicht der Positionierhülse 16 nach Figur 7a entlang Linie E - E zeigt Figur 7e mit Nuten 48, 54 zur Aufnahme von Längskanten der Leiterplatte.
Figuren 8a, 8b zeigen in perspektivischen Schnittansichten die Positionierhülse 16, die Hallsonde 10, den Permanentmagneten 12 in zusammengebauter und an dem ersten Leiterplattenendbereich 34 mit Hilfe der Rasteinrichtung 18 fixierter Anordnung. Es ist zu erkennen, dass der Korbboden 28 der Positionierhülse 16 in seinem zentrischen, von der Sensorlängsachse 6 durchstoßenen Bereich an der Innenseite der Positionierhülse 16 eine Axialausnehmung 56 aufweist. In der Axialausnehmung 56 ist die Hallsonde 10 an¬ geordnet .
An der Außenseite der Positionierhülse 16 weist die Axial¬ ausnehmung 56 eine die Hallsonde 10 schützende Stützwandung 58 auf, die Bestandteil des Korbbodens 28 der Positionierhülse 16 ist. Außerdem wird mittels der Stützwandung 58 die Lage der Hallsonde 10 zwischen dem Korbboden 28 der Positionierhülse 16 und der Stirnseite 4 der Leiterplatte 8 in axialer Richtung des Magnetfeldsensors exakt festgelegt.
Wie auch in Figur 9, die einen Abschnitt der Leiterplatte 8 mit dem ersten Leiterplattenendbereich 34 in einer Draufsicht zeigt, zu erkennen ist, sind die Schnapphaken 24, 26 der Rasteinrichtung 18 in einer Richtung parallel zu der Sensorlängsachse 6 an der Leiterplatte 8 ausgebildet. An den Enden 60, 62 der Schnapphaken 24, 26, welche Enden 60, 62 jeweils dem Korbboden 28 der Po¬ sitionierhülse 16 (siehe Figur 2) zugewandt sind, sind die Schnapphaken 24, 26 jeweils fest an der Leiterplatte 8 ange- ordnet. An den Enden 64, 66 der Schnapphaken 24, 26, welche Enden 64, 66 jeweils dem Korbboden 28 der Positionierhülse 16 abgewandt sind, greifen die Schnapphaken 24, 26 in die korrespondierenden Hülsenausnehmungen 20, 22 der Positionierhülse 16 ein. Figur 9 zeigt außerdem die Längskanten 68, 70 der Leiterplatte 8, welche Längskanten 68, 70 von den Nuten 48, 54 (siehe Figur 7e) der Positionierhülse 16 aufgenommen werden. Diese Längs¬ kanten 68, 70 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils Be¬ standteil der Schnapphaken 24, 26. Dabei weisen die Längskanten 68, 70 jeweils zwei voneinander beabstandete Führungselemente 72, 74, 76, 78 auf. Die Führungselemente 72, 74, 76, 78 übernehmen die eigentliche Führung der Leiterplatte 8 in den Nuten 48, 54 der Positionierhülse 16. Zwischen den jeweils beiden Füh¬ rungselementen 72, 74, 76, 78 sind die Längskanten 68, 70 jeweils eingezogen und bilden so einen Freiraum zum Durchfließen von Kunststoffsprit zgussmaterial beim Spritzgießen des Außenge¬ häuses 2 des Magnetfeldsensors 1.

Claims

Stabformiger Magnetfeldsensor mit einem Außengehäuse und mit einem eine an einer ersten Stirnseite einer sich parallel zu einer Sensorlängsachse erstreckenden Leiter¬ platte angeordnete Hallsonde und einen Permanentmagneten aufweisenden Sensorkopf,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Sensorkopf (14) eine korbformige Positionierhülse (16) aufweist,
wobei die Positionierhülse (16) die erste Stirnseite (4) der Leiterplatte (8) übergreifend an der Leiterplatte (8) in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) verschiebe¬ gesichert angeordnet ist, wobei die Positionierhülse (16) die Hallsonde (10) und den Permanentmagneten (12) umgreift und jeweils in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) festlegt ,
und dass das Außengehäuse (2) ein den Sensorkopf (14) mit der Positionierhülse (16), der Hallsonde (10) und dem Permanentmagneten (12) einbettendes Kunststoffspritz- gussbauteil ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Positionierhülse (16) und die Leiterplatte (8) mittels einer Rasteinrichtung (18) miteinander verbunden sind.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Rasteinrichtung (18) eine Hülsenausnehmung (20) in der Positionierhülse (16) und einen in die Hülsenausnehmung (20) eingreifenden
Schnapphaken (24) der Leiterplatte (8) aufweist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 3, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass der Schnapphaken (24) in einer Richtung parallel zu der Sensorlängsachse (6) an der Leiterplatte (8) ausgebildet ist und an seinem einem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) zugewandten Ende (60) fest an der Leiterplatte (8) angeordnet ist und an seinem dem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) ab¬ gewandten Ende (64) in die Hülsenausnehmung (20) eingreift.
Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Po¬ sitionierhülse (16) die Hallsonde (10) zwischen dem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) und der Lei¬ terplatte (8) in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) festlegt .
Magnetfeldsensor nach Anspruch 5, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Positionierhülse (16) die Hallsonde (10) zwischen dem Korbboden (28) der Positio¬ nierhülse (16) und der Stirnseite (4) der Leiterplatte (8) in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) festlegt.
Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Po¬ sitionierhülse (16) den Permanentmagneten (12) zwischen dem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) und der Leiter¬ platte (8) in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) festlegt .
Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Positionierhülse (16) den Permanentmagneten (12) zwischen dem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) und einem quer zur Sensorlängsachse (6) angeordneten Leiterplattenabsatz (30) in axialer Rich¬ tung des Magnetfeldsensors (1) festlegt.
Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der
Korbboden (28) der Positionierhülse (16) zumindest einen an dem Permanentmagneten (12) anliegenden Ansatz (53) auf¬ weist.
10. Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Per¬ manentmagnet (12) ein Ringmagnet ist und auf einem die erste Stirnseite (4) der Leiterplatte (8) aufweisenden ersten
Leiterplattenendbereich (34) sitzt, wobei der erste Leiterplattenendbereich (34) Noppen (36, 38, 40, 42) zum Abstützen des Permanentmagneten (12) aufweist. 11. Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Po¬ sitionierhülse (16) an ihrer Außenseite ein Werkzeug¬ eingriffselement (44) aufweist. 12. Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Po¬ sitionierhülse (16) an ihrer Innenseite zwei sich parallel zu der Sensorlängsachse (6) erstreckende, Längskanten (68, 70) der Leiterplatte (8) aufnehmende Nuten (48, 54) aufweist .
13. Magnetfeldsensor nach Anspruch 12, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nuten (48, 54) in axialer Richtung des Magnetfeldsensors (1) an einem von dem Korbboden (28) der Positionierhülse (16) abgewandten
Positionierhülsenende (52) jeweils offen sind und dass zumindest eine der Nuten (48) in Richtung des Korbbodens (28) ein geschlossenes Nutende (50) aufweist.
PCT/EP2015/055412 2014-03-21 2015-03-16 Stabförmiger magnetfeldsensor WO2015140096A1 (de)

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