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Die
Erfindung betrifft einen Drehzahlsensor mit einem in eine Fassung
einsetzbaren Gehäuse, mit
einem im Inneren des Gehäuses
angeordneten Sensor und mit Kontaktelementen, die mit dem Sensor
elektrisch verbunden sind.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Fassung für einen Drehzahlsensor mit
einer Ausnehmung, in die ein Gehäuse
des Drehzahlsensors einsetzbar ist.
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Die
Erfindung betrifft schließlich
ein Verfahren zur Montage des Drehzahlsensors in der Fassung.
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Ein
derartiger Drehzahlsensor, eine derartige Fassung und ein derartiges
Verfahren sind aus der
DE
101 16 509 A1 bekannt. Bei dem bekannten Drehzahlsensor
handelt es sich insbesondere um einen Getriebesensor, der ein Sensorgehäuse aus Kunststoff
umfasst, das eine proximales und ein distales Ende aufweist. Vom
proximalen Ende des Sensorgehäuses
erstreckt sich radial ein Flansch, der einstückig mit dem Sensorgehäuse ausgebildet
ist. In einem mittleren Bereich des Sensorgehäuses ist ein Haltering an das
Sensorgehäuse
angesetzt, der eine Vielzahl von äußeren Eingriffszähnen aufweist. Durch
den Haltering wird der Getriebesensor nach dem Einschieben in die
Fassung gehalten.
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Drehzahlsensoren
werden in der Automobilindustrie unter anderem dazu verwendet, die
Drehzahl eines Antriebs oder eines Abtriebs eines Getriebes zu erfassen.
Die erfassten Drehzah len werden beispielsweise zur Steuerung eines
automatischen Getriebes herangezogen.
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Bei
dieser Anwendung befinden sich die Drehzahlsensoren in einer schmutz-
und vibrationsbelasteten Umgebung. Trotz der ständigen Vibrationen soll sich
die Lage des Drehzahlsensors bezüglich
des Zahnrades, dessen Drehzahl erfasst werden soll, möglichst
nicht ändern.
Außerdem
soll der Drehzahlsensor vor einer Beeinträchtigung seiner elektrischen
Funktionsfähigkeit
geschützt
werden.
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Bislang
wurden Drehzahlsensoren in passgenaue Fassungen montiert, wobei
die Fassungen an die jeweilige Außenkontur der Drehzahlsensoren angepasst
worden sind, um einen passgenauen und vibrationssicheren Sitz zu
gewährleisten.
Dies hat jedoch dazu geführt,
dass für
unterschiedliche Getriebe unterschiedliche Drehzahlsensoren hergestellt werden
müssen.
Die große
Vielfalt bei den vorzuhaltenden Drehzahlsensoren führt zu hohen
Kosten. Es ist daher wünschenswert,
wenn die Zahl der für
verschiedene Getriebetypen verwendeten Drehzahlsensoren verringert
werden kann.
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Weiterhin
ist aus der
DE 102
07 777 A1 ein laserverschweißbares Sensorgehäuse für einen Drehzahlsensor
bekannt. Das Sensorgehäuse
besteht aus zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Teilgehäusen. Das
Sensorgehäuse
weist an einem Ende eine Gehäuseöffnung auf,
die durch einen Verschlusskappe aus einem für Laserlicht durchlässigen Kunststoff
verschlossen werden kann. Zur Montage der Verschlusskappe sind auf
der Außenseite
des Sensorgehäuses
Schweißringelement
aus einem für Laserlicht
nicht durchlässigen
Kunststoff aufgebracht. Zum Verschließen der Gehäuseöffnung wird die Verschlusskappe
auf die Schweißringelemente aufgeschoben
und die Schweißringele mente
mithilfe von Laserstrahlen zum Schmelzen gebracht. Dabei verteilt
sich der geschmolzene Kunststoff der Schweißringelemente gleichmäßig zwischen
Verschlusskappe und Sensorgehäuse.
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Die
DE 197 35 978 A1 beschreibt
ein Radlager, das mit einem Drehzahlsensor versehen ist, der mithilfe
elastischer Vorsprünge
in einer Ausnehmung gehalten ist.
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Aus
der
DE-OS 2 243 331 ist
ferner ein in eine Ausnehmung einbringbarer Stator eines Drehzahlsensors
bekannt, der durch eine Ausbuchtung am Gehäuse in der Ausnehmung gehalten
ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Drehzahlsensor zu schaffen, der sich in unterschiedlichen
Fassungen vibrationssicher und vor Verschmutzungen geschützt montieren
lässt.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine zugehörige Fassung
und ein Verfahren zur Montage des Drehzahlsensors in der Fassung
anzugeben.
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Diese
Aufgaben werden durch einen Drehzahlsensor, eine Fassung und ein
Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon
abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
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Der
Drehzahlsensor weist ein Gehäuse
auf, dessen Außenseite
entlang einer Längsachse
ein gleichbleibendes Querschnittsprofil aufweist. Das gleichbleibende
Querschnittsprofil ist durch wenigstens zwei entlang der Längsachse
im Abstand zueinander angeordneten Erhöhungen unterbrochen, die beim
Einschieben des Gehäuses
in die Fassung überdruckbar
sind. Von diesen Erhöhungen
läuft wenigstens
eine geschlossen um die Längsachse
des Gehäuses
um.
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Durch
das entlang der Längsachse
gleichbleibende Querschnittsprofil kann der Drehzahlsensor leicht
unterschiedlich tief in verschiedene Arten von Fassungen eingesetzt
werden, da die Position des Drehzahlsensors in Richtung seiner Längsachse nicht
von der Form der Außenseite
des Drehzahlsensors abhängt.
Vielmehr kann der Drehzahlsensor in eine Ausnehmung, deren Querschnittsprofil
dem Querschnittsprofil des Drehzahlsensors entspricht, in jeder
Höhe eingebaut
werden.
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Die
auf der Außenseite
des Drehzahlsensors um die Längsachse
des Gehäuses
umlaufende Erhöhung
dient zum einen der Spansicherung und zum anderen der Fixierung
des Drehzahlsensors in der Fassung. Um weiterhin einen festen Sitz
des Drehzahlsensors in der Fassung zu gewährleisten, sind weitere entlang
der Längsachse
im Abstand angeordnete Erhöhungen
auf der Außenseite
des Gehäuses
vorgesehen, die verhindern, dass der Drehzahlsensor sich um eine
im rechten Winkel zur Längsachse
stehende Drehachse verkippt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die mit dem Sensor elektrisch verbundenen Kontaktelemente in
Längsrichtung
ausgerichtet und an demjenigen Ende des Gehäuses angebracht, das dem Sensor
abgewandt ist.
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Derartige
Kontaktelemente können
durch einen Boden der Fassung hindurch geführt werden und auf der gegenüber liegenden
Seite kontaktiert werden.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die Kontaktelemente in Längsrichtung
ein Sägezahnprofil
auf, mit dem die Kontaktelemente in einer Fassung fixiert werden
können.
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Weiterhin
ist es möglich,
auf der den Kontaktelementen zugewandten Seite ein sich in Längsrichtung
erstreckendes Schwert vorzusehen, das durch den Boden einer Fassung
hindurchgeführt
werden kann und das auf der dem Drehzahlsensor abgewandten Seite
der Fassung befestigbar ist. Durch diese Maßnahme wird die Festigkeit
des Sitzes des Drehzahlsensors in Richtung seiner Längsachse
verbessert.
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Entsprechend
der Gestaltung der Außenseite
des Drehzahlsensors weist eine Fassung für den Drehzahlsensor eine Ausnehmung
auf, die entlang einer Längsachse
ein gleichmäßiges Querschnittsprofil
aufweist. Die Ausnehmung verfügt
ferner über einen
Boden, durch den Kontaktstifte des Drehzahlsensors hindurchführbar sind.
Auf einer dem montierten Drehzahlsensor gegenüberliegenden Seite der Fassung
sind die Kontaktstifte des Drehzahlsensors an einen Leiterbahnträger anbringbar.
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Diese
Ausgestaltung des Drehzahlsensors gestattet die Einbautiefe des
Drehzahlsensors zu variieren, da es aufgrund des gleichmäßigen Querschnitts
entlang der Längsachse
bei einer entsprechenden Gestaltung der Außenseite des Drehzahlsensors
nicht auf die Höhenlage
des Drehzahlsensors in der Ausnehmung ankommt. Da ferner die Kontaktstifte
durch den Boden der Fassung hindurch zur gegenüberliegenden Seite der Fassung
hin geführt
und dort befestigt werden können,
kann die axiale Lage des Drehzahlsensors in der Fassung mit Hilfe
der Kontaktstifte fixiert werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist in den Boden der Ausnehmung ein Stanzgitter eingelassen, an
das ein durch den Boden der Fassung hindurchgeführtes Haltemittel des zu montierenden Drehzahlsensors
angebracht werden kann. Da ein derartiges Stanzgitter fest in der
Fassung verankert sein kann, wird auf diese Weise ein entsprechend fester
Sitz des Drehzahlsensors geschaffen.
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Weiterhin
kann der Bereich, in dem die Kontaktierung zwischen den Kontaktstiften
und dem Leiterbahnträger
bewerkstelligt ist, durch eine Abdeckung gekapselt sein. Diese Kapselung
wird vorzugsweise durch eine Feder-Nut-Verbindung bewerkstelligt,
wobei ein mit den Kontaktstiften verbundener flexibler Leiterbahnträger durch
die Feder-Nut-Verbindung hindurchgeführt ist.
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Damit
ist auch der Bereich der Kontaktierung zwischen den Kontaktstiften
und dem Leiterbahnträger
vor so genannten Spänen
geschützt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der
nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Drehzahlsensors im montierten Zustand;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Drehzahlsensors aus 1 im
Anlieferungszustand;
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3 einen
Querschnitt durch den in eine Fassung eingebauten Drehzahlsensor
aus 1 und 2; und
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4 einen
weiteren Querschnitt durch den in die Fassung eingebauten Drehzahlsensor
aus 1 und 2.
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1 zeigt
einen Drehzahlsensor 1, der ein Gehäuse 2 aufweist. Das
Gehäuse 2 weist
auf einer Außenseite 3 ein
entlang Einer Längsachse
gleichmäßiges Querschnittsprofil
auf, das von einer umlaufenden Spanschutzlippe 5 und von
Hakennoppen 6 unterbrochen ist.
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Ferner
verfügt
der Drehzahlsensor 1 über Kontaktstifte 7 und
ein zwischen den Kontaktstiften 7 angeordnetes Schwert 8.
Die Kontaktstifte 7 weisen entlang der Längsachse 4 ein
Sägezahnprofil 9 auf. Ferner
sind die Kontaktstifte 7 im montierten Zustand abgewinkelt,
um ein Anbringen der Kontaktstifte 7 an eine Leiterbahn
zu erleichtern.
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Der
in 1 dargestellte Drehzahlsensor 1 ist so
ausgebildet, dass er mit einer Kontaktseite 10 voran in
eine Ausnehmung eingeschoben werden kann. Der Drehzahlsensor 1 wird
dabei so weit eingeschoben, dass eine Sensorseite 11 den
erforderlichen Abstand zu demjenigen Zahnrad einnimmt, dessen Drehzahl
gemessen werden soll. Beim Einschieben werden die Spanschutzlippe 5 und
die Hakennoppen 6 überdruckt.
Um das Einschieben des Drehzahlsensors 1 zu erleichtern,
steigt die Spanschutzlippe 5 von der Kontaktseite 10 her
flach an. Zur Sensorseite 11 hin dagegen fällt die
Spanschutzlippe 5 steil ab, um auf diese Weise eine wirksame Dichtung
gegen Späne,
die die Funktion des Drehzahlsensors 1 beeinträchtigen,
können
zu bewirken. Unter Spänen
sind in diesem Zusammenhang Abriebteilchen zu verstehen, die sich
im Lauf der Zeit im Getriebeöl
anreichern.
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Ebenso
wie die Spanschutzlippen 5 steigen die Hakennoppen 6 von
der Kontaktseite 10 her flach an und fallen zur Sensorseite 11 hin
steil ab.
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Der
steile Abfall der Spanschutzlippe 5 und der Hakennoppen 6 zur
Sensorseite 11 hin ist in 2 deutlich
erkennbar.
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Ferner
geht aus 2 der Zustand des Drehzahlsensors 1 im
Anlieferungszustand hervor. In diesem Zustand sind die Kontaktstifte
noch nicht abgelängt,
sondern weisen die volle Länge
auf, mit der die Drehzahlsensoren 1 gefertigt werden. Die
Kontaktstifte 7 können
dann zur Vorbereitung der Montage wie in 1 dargestellt
auf die erforderliche Länge
verkürzt
werden.
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3 zeigt
einen Querschnitt durch den Drehzahlsensor 1 im eingebauten
Zustand. In 3 ist insbesondere der eigentliche
Sensor 12 erkennbar, der im Bereich der Sensorseite 11 des
Drehzahlsensors 1 angeordnet ist. Der Sensor 12 ist
in einem Träger 13 angeordnet,
der von dem Gehäuse 2 umgeben
ist. An dem Träger 13 sind
auch die Kontaktstifte 7 und das Schwert 8 angebracht.
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Das
Gehäuse 2 des
Drehzahlsensors 1 ist in eine Fassung 14 eingebracht.
Vorzugsweise sitzt das Gehäuse 2 im
Presssitz in der Fassung 14. Zur Aufnahme des Gehäuses 2 weist
die Fassung 14 in einen Trägerkörper 15 eine Ausnehmung 16 auf,
deren Querschnittsprofil einen passgenauen Sitz des Gehäuses 2 zulässt. Die
Ausnehmung 16 weist einen Boden 17 auf, in dem Öffnungen 18 für die Durchführung der
Kontaktstifte 7 ausgebildet sein können. Falls erforderlich können die
Kontaktstifte 7 auch durch den Boden 17 des Trägerkörpers 15 hindurchgepresst
werden.
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Im
Boden 17 der Ausnehmung 16 befindet sich ferner
eine Durchführung 19 für das Schwert 8, in
die auch ein Stanzgitter 20 eingelassen ist. Das Stanzgitter 20 kann
an einem Kontaktende 21 des Schwertes 8 beispielsweise
durch Laserschweißen mit
dem Schwert 8 verbunden werden. Dadurch wird die axiale
Lage des Drehzahlsensors 1 in der Ausnehmung 16 fixiert.
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Ein
Sensorende 22 des Schwerts 8 erstreckt sich bis
in die der Sensorseite 11 zugewandte Hälfte des Gehäuses 2.
Dadurch hat das Schwert 8 die Wirkung einer Verstrebung,
die die Bewegung des Drehzahlsensors 1 einschränkt.
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Wie
in 1 dargestellt ist, sind die Enden der Kontaktstifte 7 des
Drehzahlsensors 1 im eingebauten Zustand abgewinkelt. Die
Enden der Kontaktstifte 7 sind daher in einem Kontaktbereich 23 mit
einer flexiblen Leiterbahnfolie 27, einer so genannten Flexfolie,
elektrisch leitend verbunden. Der Aufbau einer so genannten Flexfolie
ist dem Fachmann bekannt und als solcher nicht Gegenstand der Erfindung.
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Um
die Kontaktbereiche 23 der Kontaktstifte 7 und
das Kontaktende 21 des Schwertes 8 vor Spänen zu schützen, ist
eine Abdeckung 24 vorgesehen, die mit Hilfe von in Nuten 25 eingreifenden
Federn 26 die Kontaktbereiche 23 und das Kontaktende 21 des Schwerts 8 abdichtet.
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In 4 ist
ein weiterer Querschnitt durch die Fassung 14 dargestellt.
Anhand 4 wird die Art der Durchführung der flexiblen Leiterbahnfolie 27 deutlich.
Die Leiterbahnfolie 27 wird im Bereich einer Erweiterung
der Nut 25 von einer Verdickung der Feder 26 gegen
eine Wand der Nut 25 gedrückt. Dadurch wird die Durchführung der
Leiterbahnfolie 27 gegen das Eindringen von Spänen in den
Kontaktbereich 23 abgedichtet.
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Der
Drehzahlsensor 1 wird wie folgt montiert:
Zunächst wird
der Drehzahlsensor 1 mit seinem Gehäuse in die Ausnehmung 16 der
Fassung 14 hineingepresst. Dabei werden die Spanschutzlippe 5 und die
Hakennoppen 6 überdruckt.
Ferner werden die Kontaktstifte 7 und das Schwert 8 durch
den Boden 17 der Ausnehmung 16 hindurchgeführt. Die
durch den Boden 17 des Trägerkörpers 15 hinausragenden Enden
der Kontaktstifte 7, die auf die passende Länge verkürzt worden
sind, werden umgebogen. Anschließend wird das Schwert 8 mit
dem Stanzgitter 20 mit Hilfe eines Lasers verschweißt. Der
zum Verschweißen
des Schwerts 8 mit dem Stanzgitter 20 verwendete
Laser kann auch dazu verwendet werden, die Enden der Kontaktstifte 7 mit
den Leiterbahnen zu verschweißen,
die auf der Leiterbbahnfolie 27 ausgebildet sind. Abschließend wird
die Abdeckung 24 auf die Kontaktbereiche 23 aufgebracht
und das Kontaktende 21 sowie die Kontaktbereiche 23 gegen Späne abgedichtet.
Zur Sensorseite 11 hin ist der Drehzahlsensor 1 durch
die umlaufende Spanschutzlippe 5 gegen Späne abgedichtet.
Daneben sorgt die Spanschutzlippe 5 zusammen mit den Hakennoppen 6 dafür, dass
der Drehzahlsensor 1 in der Fassung 14 keine Schwenkbewegungen
um eine im rechten Winkel zur Längsachse 4 stehende
Drehachse ausführen
kann. Der Drehzahlsensor 1 ist somit gegen die im Getriebe
auftretenden Verschmutzungen geschützt und vibrationssicher in
der Fassung 14 gehalten.
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Ein
besonderer Vorteil des hier beschriebenen Drehzahlsensors 1 ist,
dass dieser an Fassungen mit unterschiedlicher Einbautiefe angepasst
werden kann. Denn die Kontaktstifte 7 können jeweils auf die passende
Länge zugeschnitten
werden.