Die Erfindung betrifft einen Drehzahlsensor für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Drehzahlsensoren dienen unter anderem als Raddrehzahlsensoren zur Ermittlung einer Raddrehzahl jeweils eines Rades. Weiterhin werden Drehzahlsensoren z. B. in Getrieben eingesetzt, um die Drehzahlen von Getriebewellen zu ermitteln. Hierzu weist der Drehzahlsensor einen Magnetsensor und einen Befestigungsflansch auf, mit dem er an einem Bauteil, z. B. am Radkasten, fest montiert wird. An dem sich drehenden Rad ist im Allgemeinen ein Signalrad, z. B. Inkrementenrad oder Polrad vorgesehen, das bei seiner Drehung ein sich änderndes Magnetfeld an dem nahe positionierten Magnetsensor erzeugt. Der Magnetsensor wirkt als Induktionsgeber, der die magnetischen Pulse misst und zählt.

Der Drehzahlsensor weist im Allgemeinen einen Befestigungsflansch zur Anlage an dem radkastenseitigen Bauteil auf, im Allgemeinen mit einer Befestigungsbuchse zur Aufnahme eines Befestigungsmittels, z. B. einer Schraube oder eines Bolzens. Weiterhin weist der Drehzahlsensor ein Sensorgehäuse auf, in dem der Magnetsensor, z. B. ein Hall-IC, auf einem Sensorträger aufgenommen ist.

Da der Drehzahlsensor direkt an dem Polrad bzw. Signalrad positioniert wird und somit erheblichen Umwelt-Belastungen wie Temperatur, Spritzwasser usw. ausgesetzt ist, ist das Sensorgehäuse dichtend auszubilden, so dass der Sensorträger mit aufgenommenem Magnetsensor in seinem Inneren gegenüber den Umwelteinflüssen abgedichtet und abgesichert ist. Je nach Einbaubedingungen, insbesondere der Position und Ausrichtung der radkastenseitigen Befestigung relativ zu dem Impulsrad sowie der vorgesehenen Kabelführung, ist der Drehzahlsensor mit unterschiedlicher Geometrie und Ausrichtung auszubilden. Hierbei sind unterschiedliche Gehäuselängen des Sensorgehäuses vorgesehen, um den Abstand von dem Befestigungsflansch zu dem Impulsrad zu überbrücken. Weiterhin ist je nach Einbaubedingungen auch die Winkelposition des Magnetsensors gegenüber dem Befestigungsflansch einzustellen. Auch werden die elektrischen Leitungen zur Kontaktierung und Stromversorgung des Magnetsensors im Allgemeinen durch den Drehzahlsensor nach hinten weg geführt und treten unter einem geeigneten Abgangs-Winkel weg aus.

Somit ist eine Vielzahl unterschiedlicher Drehzahlsensoren vorgesehen, die den jeweiligen Einbaubedingungen entsprechen. Die Drehzahlsensoren weisen hierzu im Allgemeinen einen komplexen Aufbau mit einer den Sensorhalter aufnehmenden Schutzkappe und weiteren Dichtkappen und Dichtringen, sowie insbesondere auch Federn zur axialen Verspannung dieser Anordnung auf, um einen sicheren, dichtenden Halt zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, die eine sichere, den Belastungen entsprechende Ausbildung mit relativ geringem Aufwand ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehzahlsensor nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Drehzahlsensors gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Somit werden das Sensorgehäuse und der Befestigungsflansch ganz oder weitgehend als einteiliger Spritzgusskörper aus einem Spritzgussmaterial ausgebildet. Der Spritzgusskörper umgibt somit auch einen Aufnahmebereich, insbesondere eine Wandung, die in einem hinteren Bereich des Sensorträgers ausgebildet ist; hierdurch wird der Sensorträger sicher aufgenommen.

Der Sensorträger kann insbesondere an seinem vorderen Endbereich geschlossen sein und hier den Magnetsensor aufnehmen, wobei der vordere Endbereich vorzugsweise nicht von dem Spritzgussmaterial umgeben ist. Der hintere Bereich mit der Wandung ist hingegen in den Spritzgusskörper eingespritzt und somit fest und dicht aufgenommen.

Der Sensorträger ist vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch; somit kann bereits bei der Herstellung der Winkel zwischen der Sensierungsrichtung und dem Abgang des Flansches bzw. der Leitungen eingestellt werden.

Somit wird bereits der Vorteil erreicht, dass der Magnetsensor beim Einspritzen nicht von dem Spritzguss-Material thermisch belastet wird und nur von dem vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildeten, die magnetische Messung nicht beeinflussenden Sensorträger umgeben ist, so dass der Magnetsensor nahe an der Position der Impulsscheibe angeordnet werden kann. Die Wandung kann nach hinten offen sein, so dass von dort der Magnetsensor eingesetzt wird und dieses offene hintere Ende nachfolgend von dem Spritzgussmaterial geschlossen und abgedichtet wird.

Weiterhin werden die Vorteile erreicht, dass durch den einteiligen Spritzgusskörper eine hohe Dichtigkeit und feste Aufnahme, sowie insbesondere auch eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. So ist insbesondere nicht mehr ein separates Sensorgehäuse gegenüber dem Befestigungsflansch aufwändig abzudichten. Die Position der Bauteile ist durch den einteiligen Spritzgusskörper sicher festgelegt. Indem der Sensorträger als Träger- Klammer oder Träger-Rohr mit geschlossenem vorderen Ende und sich nach hinten erstreckender Wandung, insbesondere Rohrwandung, ausgebildet ist, wird eine hohe Dichtigkeit sichergestellt.

Vorteilhafterweise ist das Sensorgehäuse auch in seinem Innenraum mit dem Spritzguss-Material aufgefüllt, wodurch der Magnetsensor ergänzend abgedichtet ist. Die mit dem Magnetsensor kontaktierten Leitungen werden vorzugsweise durch den Sensorträger, insbesondere innerhalb der Wandung, nach hinten weggeführt. Sie können somit durch den Spritzgusskörper verlaufen, so dass auch eine Dichtigkeit der Kabelführung sichergestellt ist.

Unterschiedliche Gehäuselängen lassen sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels eines einheitlichen Sensorträgers ausbilden, indem der Sensorträger in unterschiedlichen Längenpositionen in das Spritzgusswerkzeug eingelegt wird.

Alternativ hierzu kann der Sensorträger auch aus einem Ausgangs- Sensorträger durch geeignetes Ablängen des hinteren Endes seiner Wandung mit einstellbarer Längserstreckung bzw. Gehäuselänge ausgebildet werden und nach dem geeigneten Ablängen in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden.

Bei beiden Varianten wird der Vorteil einer flexiblen, kostengünstigen Herstellung verschiedener Längen mit einheitlichen Ausgangsmaterialien ermöglicht.

Eine sichere Befestigung des Sensorträgers kann durch einen Aufschmelzbereich an seiner Außenseite, z. B. Aufschmelzrippen, gewährleistet werden, die beim Spritzvorgang teilweise aufgeschmolzen werden und somit nachfolgend eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Spritzgusskörper eingehen können. Eine Befestigungseinrichtung des Befestigungsflansches, z. B. eine Befestigungsbuchse, ist vorteilhafterweise aus einem festeren Material als dem Spritzgussmaterial, insbesondere aus Metall ausgebildet, z. B. als Messingbuchse, und wird mit eingespritzt. Hierzu kann die Befestigungsbuchse in das Spritzguss-Werkzeug eingelegt und nachfolgend mit umspritzt werden und bildet somit einen Teil des Befestigungsflansches.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der freien Einstellbarkeit eines Sensorwinkels:

Hierzu können erste und zweite Werkzeug-Teile eingesetzt werden, die vor dem Spritzguss-Prozess relativ zu einander verdreht werden. So kann der Befestigungsflansch durch erste Werkzeug-Hälften ausgebildet werden, in die vorzugsweise die Befestigungsbuchse eingelegt wird, und das Sensorgehäuse durch zweite Werkzeug-Hälften, in die der Sensorträger mit Magnetsensor eingelegt wird, wobei die ersten Werkzeug-Hälften gegenüber den zweiten Werkzeug-Hälften vor dem Spritzgussvorgang in ihrer Winkelposition eingestellt, d. h. relativ zueinander verdreht werden können, um einen Sensorwinkel bzw. Winkel der Sensors relativ zum Befestigungsflansch festzulegen. Die Längserstreckung des Sensorgehäuses kann durch einen in Längsrichtung (Axialrichtung) eingeführten Schieber eingestellt werden. In den Zwischenraum bzw. Freiraum zwischen den ersten und zweiten Werkzeug- Hälften und dem Schieber wird dann das Spritzguss-Material eingespritzt.

Der gesamte Drehzahlsensor kann somit aus wenigen Teilen und kostengünstig, schnell und sicher hergestellt werden, insbesondere mit einer hohen Vielzahl unterschiedlicher Längen und Winkeleinstellungen. Durch Einstellung der Winkelposition der Werkzeug-Hälften des Spritzguss-Werkzeugs können beliebige Einstellwinkel mit gleichem Spritzguss-Werkzeug ausgebildet werden, weiterhin können durch Einstellen der Schieberposition und Einstellen einer geeigneten Längenposition des Sensorträgers, oder auch durch geeignetes Ablängen aus dem Ausgangs-Sensorträger, beliebige Gehäuselängen eingestellt werden. Unterschiedliche Befestigungen können vorzugsweise durch Wahl einer geeigneten Befestigungsbuchse erreicht werden.

Die Leitungen verlaufen nach hinten durch den Spritzguss-Körper und treten am hinteren Ende aus. Hier kann eine Kabelabgangskappe mit geeigneter Kabelführung bzw. Abgangswinkel hinten auf den Spritzguss-Körper aufgesetzt, z. B. eingerastet oder aufgesteckt werden, die eine Kabelabgangs- Führung in eine geeignete Richtung festlegt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Drehzahlsensors zur Anbringung in einem Nutzfahrzeug;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht des Drehzahlsensors aus

Fig. 1 ;

Fig. 3 eine teilweise Durchsicht des Drehzahlsensors in dem Spritzgusswerkzeug;

Fig. 4 ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 Schnittdarstellungen von Drehzahlsensoren mit unterschiedlichen Längen.

Ein Drehzahlsensor 1 ist zur Anbringung in einem Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, vorgesehen, wobei er z. B. als Raddrehzahlsensor mit einem Signalrad, das radseitig bzw. radfest und somit drehbar vorgesehen ist, zusammenwirkt.

Der Drehzahlsensor 1 weist hinten (in Fig. 1 rechts) einen Befestigungsflansch 2 und vorne (in Fig. 1 links) ein im Wesentlichen zylindrisches, sich nach vorne z. B. etwas konisch verjüngendes Sensorgehäuse 3 auf. Weiterhin ist ein Sensorträger 4 aus Kunststoff vorgesehen, in dem ein Magnet- Sensor 5, insbesondere Hall-IC 5, aufgenommen, z. B. eingeklebt oder eingerastet ist.

Am hinteren Ende des Befestigungsflansches 2 ist eine Kabelabgangskappe (Kabelführungskappe) 6 mit einer Austrittsöffnung 7 vorgesehen, aus der zwei (oder mehr) hier angedeutete Leitungen 8a, 8b, austreten, mit denen der Hall-IC 5 kontaktiert ist. Weiterhin ist ein Dichtring (O-Ring) 9 an einer Gehäuseschulter 10 zwischen dem Befestigungsflansch 2 und dem Sensorgehäuse 3 vorgesehen.

Der Befestigungsflansch 2 dient zur Befestigung am Fahrzeug, z. B. einer Radaufhängung. Hierzu kann der Befestigungsflansch 2 bzw. die Gehäuseschulter 10 an die Radaufhängung angelegt werden, wobei dann eine Befestigung über eine in dem Befestigungsflansch 2 vorgesehene Befestigungsbuchse 12 erfolgt, die z. B. aus Messing gefertigt ist und zum Einsetzen eines Bolzens oder einer Schraube dient.

Wie insbesondere der Schnittdarstellung der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist ein Spritzgusskörper 14 ausgebildet, der einteilig das Sensorgehäuse 3 und den Befestigungsflansch 2 ausbildet, wobei die metallische Befestigungsbuchse 12 im Bereich des Befestigungsflansches 2 mit eingespritzt und somit von dem Spritzgussmaterial 14a des Spritzgusskörpers 14 umgeben ist. Der Sensorträger 4 weist einen vorderen Endbereich 4a auf, in dem der Magnetsensor 5 angeordnet ist, und nach hinten als Aufnahmebereich eine zylindrische Wandung 1 6, die in dem Sensorgehäuse 3 aufgenommen, d.h. auf ihrer Außenseite 16a von dem Spritzgussmaterial 14a des Spritzgusskörpers 14 umgeben ist; vorzugsweise ist auch der Innenraum 4b des Sensorträgers 4 von dem Spritzgussmaterial 14a ausgefüllt.

Somit ist der Sensorträger 4 z. B. als Trägerrohr mit der zylindrischen Wandung 1 6 und dem die zylindrische Wandung 16 nach vorne abschließenden, geschlossenen Endbereich 4a ausgebildet und ist somit nach vorne hin dicht und nach hinten offen zur Aufnahme des Hall-IC 5 und der den Hall-IC 5 kontaktierenden Leitungen 8a, 8b, wobei die Dichtigkeit nach hinten durch den Spritzgusskörper 14 sichergestellt ist.

Die beiden Leitungen 8a und 8b verlaufen von dem Hall-IC 5 nach hinten durch das Spritzgussmaterial 14a des Sensorgehäuses 3 und des Befestigungsflansches 2 und treten in die Kabelabgangskappe 6 aus, deren Austrittsöffnung 7 eine Austrittsrichtung festlegt.

Wie insbesondere in der perspektivischen Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der Hall-IC 5 in dem nicht rotationssymmetrischen vorderen Endbereich 4a in eine Sensierungs-Richtung ausgerichtet. Auch der Befestigungsflansch 2 ist aufgrund der Position der Befestigungsbuchse 12 nicht rotationssymmetrisch. Somit wird ein Sensor-Winkel α zwischen dem Hall-IC 5 und dem Befestigungsflansch 2 festgelegt.

Auch die Kabelabgangskappe 6 ist im Allgemeinen nicht rotationssymmetrisch; gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 kann die Austrittsöffnung 7 senkrecht zur Längsachse A, d. h. zu einer Seite hin, verlaufen; allerdings kann die Austrittsöffnung 7 auch bei entsprechender Kabelführung im Fahr- zeug nach hinten aus der Kabelabgangskappe 6 und somit in der Längsachse A verlaufen.

An der Außenseite 16a der Wandung 16 sind Verbindungsmittel, hier Aufschmelzrippen 20, ausgebildet, zur Ausbildung einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung der Wandung 1 6 und somit des gesamten Sensorträgers 4 mit dem Spritzgusskörper 14 beim Spritzvorgang.

Eine Länge L des Drehzahlsensors in seiner Sensierrichtung kann insbesondere gemäß Fig. 5 eingestellt werden, indem der Sensorträger 4 in einer geeigneten Längsposition in das Spritzgusswerkzeug eingelegt wird, dass den Spritzgusskörper 14 ausbildet; Fig. 5 zeigt drei Drehzahlsensoren, die durch derartige verschiedene Längenpositionen ausgebildet werden können.

Die Herstellung ist detaillierter mit Bezug zu Fig. 3 gezeigt: ein Spritzguss- Werkzeug 22 weist

- zur Ausbildung des Befestigungsflansches 2 erste, hintere Werkzeug- Hälften 23a und 23b auf, in die die aus Messing gebildete Befestigungsbuchse 12 eingelegt wird, sowie

- zur Ausbildung des Sensorgehäuses 3 zweite, vordere Werkzeug-Hälften 24a und 24b und einen in Axialrichtung von vorne eingeführten Stempel 25.

Der Stempel 25 kann mit variabler Einführ-Länge eingeschoben werden und legt hierdurch die Länge L des Drehzahlsensors 1 in seiner Sensierrichtung fest. Der Sensorträger 4 mit aufgenommenem Sensor 5 kann direkt auf den Stempel 25 aufgelegt werden. Die ersten und zweiten Werkzeug-Teile 23a, b und 24a, b können gegeneinander verdreht werden, wodurch der Sensorwinkel α bereits im Spritzguss-Werkzeug 22 festgelegt wird. Zwischen den ersten und zweiten Werkzeug-Teilen 23a, b und 24a, b und dem Stern- pel 25 wird somit ein Freiraum gebildet, in den dann das Spritzguss-Material eingegeben wird.

Die Herstellung des Drehzahlsensors 1 kann somit insbesondere gemäß der Ausführungsform des Flussdiagramms der Fig. 4 erfolgen, mit folgenden Schritten:

Nach dem Start in Schritt StO werden nachfolgend in Schritt St1 die Ausgangs-Materialien bereitgestellt, hier somit der Sensorträger 4 als standardisiertes, am vorderen Ende geschlossenes Zylinderrohr aus einem teilweise aufschmelzbaren Kunststoff mit seinen Aufschmelzrippen 20,

weiterhin die Befestigungsbuchse 12 aus Messing, die Kabelabgangskappe 6, der Dichtring 9 und der als Magnetsensor dienende Hall-IC 5, der mit den Leitungen 8a, 8b kontaktiert und in dem Sensorträger 4 positioniert wird.

In Schritt St2 wird das Spritzgusswerkzeug 22 bereitgestellt.

In Schritt St3 wird der Sensorträger 4 mit dem Magnetsensor 5 und den Leitungen 8a, 8b zwischen die zweiten Werkzeug-Hälften 24a, 24b des Spritzgusswerkzeuges 22 gelegt. Hierzu kann der Sensorträger 4 mit dem aufgenommenen Hall-IC 5, kann vorteilhafterweise an dem Stempel 25 aufgenommen sein, der einen thermischen Schutz des Hall-IC 5 beim späteren Einspritzvorgang sicherstellt. Weiterhin wird die Befestigungsbuchse 12 zwischen den ersten Werkzeughälften 23a, 23b aufgenommen. Die an dem Hall-IC 5 kontaktierten Kabel 8a, 8b erstrecken sich durch den Zwischenraum zwischen den zweiten Werkzeughälften 24a, 24b und den ersten Werkzeughälften 23a, 23b nach hinten.

In Schritt St4 wird der Sensorwinkel a, bzw. die relative Winkelstellung des Befestigungsflansches 2 gegenüber dem Hall-IC 5 bzw. dem Sensorträger 4 eingestellt, indem die ersten Werkzeughälften 23a, 23b relativ zu den zweiten Werkzeughälften 24a, 24b in einer geeigneten Winkelposition, d. h. dem Sensorwinkel a, eingestellt werden. Auch wird die Länge L durch die Position des Schiebers 25 eingestellt.

In Schritt St5 erfolgt der eigentliche Spritz-Prozess, d. h. es wird das Spritz- guss-Material 14a des Spritzgusskörpers 14 in den durchgängigen Freiraum zwischen den Werkzeug-Hälften 23a, 23b, 24a, 24b und dem Schieber 25 eingespritzt, so dass der hierdurch ausgebildete Spritzgusskörper 14 die eingelegte Befestigungsbuchse 12 umgibt, und das Zylinderrohr 1 6 des Sensorträgers 4 innen und außen mit dem Spritzguss-Material 14a umgibt, wobei die Aufschmelzrippen 20 aufgeschmolzen werden, um hierdurch eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise bzw. ggf. auch ergänzend mit einem Formschluss, auszubilden. Die vom Hall-IC 5 ausgehenden Kabel 8a, 8b werden entsprechend mit von dem Spritzgusskörper 14 erfasst und erstrecken sich nach hinten aus dem so gebildeten Spritzgusskörper 14 heraus.

Nachfolgend wird in Schritt St6 die Kabelabgangskappe 6 auf den hinteren Bereich des Spritzgusskörpers 14 in der gewünschten Position und Orientierung aufgesetzt, um die gewünschte Kabelführung der Kabel 8a, 8b, d. h. z. B. nach hinten oder seitlich abgewinkelt, sicherzustellen. Alternativ zu einem Aufsetzvorgang kann auch eine Befestigung mittels Ultraschallschweißen erfolgen.

Somit kann ein Drehzahlsensor 1 in wenigen Schritten, mit hoher Variantenvielfalt durch die einzustellenden Parameter der Länge L, des Sensorwinkels α und der Position und Orientierung der Kabelabgangskappe 6, festgelegt werden. Weiterhin können auch unterschiedliche Hall-IC 5 eingesetzt werden, falls dies gewünscht ist. Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)

1 Drehzahlsensor

2 Befestigungsflansch

3 Sensorgehäuse

4 Sensorträger

4a vorderer Endbereich des Sensorträgers 4

4b Innenraum des Sensorträgers 4

5 Magnetsensor, insbesondere Hall-IC

6 Kabelabgangskappe

7 Austrittsöffnung in der Kabelabgangskappe 6

8a,8b Leitungen

9 Dichtring

10 Gehäuseschulter des Sensorgehäuses 3

12 Befestigungsbuchse aus Metall

14 Spritzgusskörper

14a Spritzguss-Material des Spritzgusskörpers 14

16 Aufnahmebereich, vorzugsweise Wandung des Sensorträgers 4

16a Außenseite der Wandung 1 6

20 Aufschmelzrippen

22 Spritzguss-Werkzeug

23a, 23b erste Werkzeug-Hälften zur Ausbildung des Befestigungsflansches 2

24a, 24b zweite Werkzeug-Hälften zur Ausbildung des Sensorgehäuses 3 25 Stempel α Sensorwinkel

L Länge (Längserstreckung) des Sensorgehäuses 3, Gehäuselänge A Längsachse, Symmetrieachse

StO bis St6 Schritte des Herstellungsverfahrens