DE10018269B4 - Abtasteinheit - Google Patents

Abtasteinheit Download PDF

Info

Publication number
DE10018269B4
DE10018269B4 DE10018269A DE10018269A DE10018269B4 DE 10018269 B4 DE10018269 B4 DE 10018269B4 DE 10018269 A DE10018269 A DE 10018269A DE 10018269 A DE10018269 A DE 10018269A DE 10018269 B4 DE10018269 B4 DE 10018269B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
recess
scanning unit
unit according
detector
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10018269A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10018269A1 (de
Inventor
Lutz Dr.-Ing. Rissing
Michael Dr.-Ing. Schwabe
Dieter Dipl.-Ing. Spark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority to DE10018269A priority Critical patent/DE10018269B4/de
Priority to JP2001110081A priority patent/JP4785264B2/ja
Priority to US09/834,479 priority patent/US6566866B2/en
Publication of DE10018269A1 publication Critical patent/DE10018269A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10018269B4 publication Critical patent/DE10018269B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Abtasteinheit, für eine magnetische Positionsmesseinrichtung, bestehend aus
– einem stabilen Trägerkörper (11; 111; 211), der mindestens eine Ausnehmung (12; 112; 212) sowie mindestens eine Bohrung (13; 113) im Bereich der Ausnehmung (12; 112; 212) aufweist,
– einer Detektoreinheit (14; 114; 214), die ein oder mehrere Detektorelemente (14.2) umfasst und im Bereich der Ausnehmung (12; 112; 212) angeordnet ist, wobei die Detektoreinheit (14; 114; 214) über elektrische Anschlussleitungen (15) kontaktierbar ist, die durch die mindestens eine Bohrung (13; 113; 213) geführt sind,
– einem Abdeckelement (16), das über der Ausnehmung (12; 112; 212) angeordnet ist und diese vollständig bedeckt, wobei das Abdeckelement (16) als dünne, widerstandsfähige, unmagnetische Metallfolie ausgebildet ist sowie
– Füllmaterial (19), welches mindestens die verbleibenden freien Bereiche der Ausnehmung (12; 112; 212) unter dem Abdeckelement (16) ausfüllt, wobei
– als Füllmaterial (19) eine niederviskose, beim Aushärten schwindende Vergussmasse vorgesehen ist, so dass nach...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtasteinheit für eine magnetische Positonsmesseinrichtung.
  • Magnetische Positionsmesseinrichtungen umfassen üblicherweise eine magnetische Messteilung, bestehend aus alternierend angeordneten Teilbereichen unterschiedlicher Magnetisierung sowie eine in Messrichtung relativ hierzu bewegliche Abtasteinheit. Auf Seiten der Abtasteinheit ist u. a. eine Detektoreinheit vorgesehen, die geeignete magnetfeldempfindliche Detektorelemente aufweist. Als Detektorelemente werden oftmals dünne Schichten aus magnetoresistivem Material eingesetzt, die jedoch äußerst empfindlich gegenüber mechanischen Einwirkungen sind. Wird daher eine magnetische Positionsmesseinrichtung mit einer derartigen Abtasteinheit in einer Werkzeugmaschine eingesetzt, so kann im Messbetrieb aufgrund von Kühlmitteln, Spänen etc. eine Beschädigung der Detektorelemente bzw. der Detektoreinheit resultieren. Dies wiederum hätte den Ausfall der Positionsmesseinrichtung zur Folge.
  • Um eine Beschädigung zu vermeiden, ist es in einer solchen Positionsmesseinrichtung bekannt, die in einer Ausnehmung eines Trägerelementes angeordnete Detektoreinheit mittels eines darüber angeordneten Abdeckelementes zu schützen. Ist als Abdeckelement eine dünne Metallfolie vorgesehen, so ist es jedoch relativ problematisch dieselbe exakt planar in diesem Bereich anzuordnen. Wird die Metallfolie jedoch nicht exakt planar angeordnet, so variiert bei einem vorgegebenem Abtastabstand zwischen Messteilung und Abdeckelement der Abstand zwischen den Detektorelementen und der Messteilung. Aufgrund der empfindlichen Abhängigkeit der Detektorsignale von diesem Abstand können daraus unerwünscht schwankende Signalamplituden resultieren, Ferner kann eine nicht exakt planare Anordnung der Metallfolie ein Verkeilen von Metallspänen oder anderen Verunreinigungen an dieser Stelle zwischen der Messteilung und der Abtasteinheit zur Folge haben.
  • Aus der DE 38 00 824 A1 ist desweiteren eine Vorrichtung mit wenigstens einem in einem Gehäuse angeordneten magnetfeldabhängigen Widerstand bekannt. In Richtung des zu detektierenden ferromagnetischen Teils wird das Gehäuse durch eine stabile Frontplatte abgedichtet. Ferner wird vorgeschlagen, das Gehäuse-Innere mit isolierender Vergussmasse auszufüllen. Dadurch ist zwar ein Schutz des im Gehäuse angeordneten magnetfeldabhängigen Widerstands gewährleistet, die Dicke der Frontplatte beeinträchtigt jedoch die Abtastfunktionalität, da nur sehr schwache Signalintensitäten durch die Abtastplatte erfassbar sind.
  • Die DE 39 21 420 A1 offenbart einen Magnetsensor, der in einem Sensorgehäuse angeordnet ist, welches in Richtung des zu detektierenden Objekts mit einer Kopfabdeckung versehen wird. Die Kopfabdeckung besteht aus einem massiven Teil, das zwar wiederum einen mechanischen Schutz des Magnetsensors gewährleistet, sich jedoch negativ auf die erfassbare Signalintensität auswirkt.
  • Aus der US 5,508,611 ist eine magnetoresistive Sensoranordnung bekannt, bei der der Sensor in einer Ausnehmung eines Vergusskörpers angeordnet ist. in Richtung des zu detektierenden Objekts wird die Ausnehmung durch eine flexible Leiterplatte abgedichtet, die gleichzeitig zur Sensorkontaktierung dient.
  • Die DE 39 25 745 A1 offenbart eine Hall-Effekt-Sensoranordnung, bei der ein Sensorrahmen ein Sensorelement umgibt. In Richtung des abzutastenden Objekts schließt eine dünne Platte den inneren Hohlraum des Sensorrahmens ab; benachbart zum Sensorelement ist der innere Hohlraum mit einem weichen Füllmaterial versehen.
  • Aus der DE 77 11 655 U1 ist ein berührungslos steuerbarer Schalter bekannt, bei dem ein Kunststoff für ein Gehäuseteil mit einem Temperaturausdehnungskoeffizient gewählt wird, der an denjenigen eines Giessharzes angepasst ist, welches das Innere des Gehäuses ausfüllt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abtasteinheit für magnetische Positionsmesseinrichtungen anzugeben, deren Detektoreinheit zuverlässig gegenüber mechanischen Einflüssen abgesichert ist und worüber eine hinreichende Qualität der erzeugten Abtastsignale gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abtasteinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abtasteinheit ergeben sich aus den Maßnahmen, die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind.
  • Die erfindungsgemäße Abtasteinheit bietet im Vergleich zu bisherigen Lösungen eine Reihe von Vorteilen. So ergibt sich aufgrund des vorgesehenen Füllmaterials im Inneren der Ausnehmung insgesamt ein stabiler und kompakter Aufbau der kompletten Abtasteinheit. Desweiteren ermöglichen die erfindungsgemäßen Maßnahmen die äußerst planare Anordnung einer Metallfolie als Abdeckelement, das die Detektoreinheit vor mechanischen Ein flüssen schützt. Daraus wiederum ergibt sich die gewünschte Unempfindlichkeit gegenüber der Anlagerung von Verunreinigungen sowie. stabile, rauscharme Abtastsignale.
  • Ferner ist anzuführen, dass im Fall der Kontaktierung der Detektoreinheit mittels flexibler Leiterbahnen eine relativ einfache Kontaktierung realisierbar ist, die weitgehend automatisiert ablaufen kann.
  • Wird auch die Bohrung, durch die die Anschlussleitungen zugeführt werden, mit dem Füllmaterial ausgefülllt, so sind auch die elektrischen Anschlussleitungen in der Abtasteinheit zuverlässig vor mechanischer Beschädigung geschützt.
  • Aufgrund des Einsatzes eines Füllmateriales in der Ausnehmung der erfindungsgemäßen Abtasteinheit, das beim Aushärten schwindet bzw. schrumpft, resultiert im Fall der Verwendung einer Metallfolie als Abdeckelement ein Anschmiegen an die Detektorelemente sowie an die Stützelemente. Daraus ergibt sich eine steife Abstützung der Metallfolie, wodurch verhindert wird, dass eine eventuelle Klebeverbindung zwischen der Folie und dem Trägerelement versagt. Ferner wird durch die Schrumpfung des Füllmateriales sichergestellt, dass in den planaren Klebeflächen nur Schub- und Druckspannungen auftreten, wodurch ein Abschälen der Metallfolie zuverlässig verhindert wird.
  • Als weiterer Vorteil der Verwendung eines geeigneten Füllmaterials ist anzuführen, dass derart eine Vergrößerung von Kriechstrecken für Verunreinigungen resultiert, wenn beispielsweise die Metallfolie mechanisch beschädigt werden sollte.
  • Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemäß aufgebaute Abtasteinheit sowohl in linearen als auch in rotatorischen Positonsmesseinrichtungen einsetzen.
  • Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beiliegenden Figuren.
  • Dabei zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtasteinheit in Verbindung mit einer abgetasteten magnetischen Messteilung;
  • 2 eine Draufsicht auf die Abtasteinheit aus 1 in teilmontiertem Zustand;
  • 3 eine vergrößerte Teilansicht der Abtasteinheit aus 1;
  • 4a und 4b je eine Draufsicht auf alternative Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abtasteinheit in jeweils teilmontierten Zuständen.
  • In 1 ist eine Teil-Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 schematisch dargestellt; eine Draufsicht auf die teilmontierte Abtasteinheit ist in 2 gezeigt. Benachbart zur Abtasteinheit 10 ist eine magnetische Messteilung 20 erkennbar, die mithilfe der Abtasteinheit 10 zur Erzeugung positionsabhängiger Abtastsignale in der angegebenen Messrichtung x abgetastet wird. Die Größenverhältnisse sind in den 1 und 2 nicht maßstäblich korrekt wiedergegeben.
  • Eine derartige magnetische Positionsmesseinrichtung lässt sich etwa in Werkzeugmaschinen einsetzen, um die Relativposition von Werkstück und Werkzeug hochpräzise zu bestimmen. Die über die Abtastung der Messteilung 20 mittels der Abtasteinheit 10 generierten Abtastsignale werden einer – in 1 nicht dargestellten – Auswerteeinheit zugeführt, beispielsweise einer numerischen Werkzeugmaschinensteuerung, und dort weiterverarbeitet.
  • Die mithilfe der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 im Abtastabstand D abgetastete magnetische Messteilung 20 ist in bekannter Art und Weise ausgebildet und besteht aus einer periodischen Abfolge von Teilbereichen 21, 22 mit unterschiedlicher Magnetisierung. Grundsätzlich sind auf Seiten der Messteilung 20 die verschiedensten bekannten Magnetisierungsvarianten einsetzbar. Die Messteilung 20 kann ferner sowohl als lineare Messteilung als auch als rotatorische Messteilung ausgebildet werden; im letzteren Fall ist etwa die Anordnung der Messteilung 20 auf einer entsprechenden Zylindertrommel möglich usw..
  • Die erfindungsgemäße Abtasteinheit 10 umfasst einen stabilen Trägerkörper 11, auf dem die weiteren Komponenten der Abtasteinheit 10 angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trägerkörper aus Aluminium gefertigt. Auf derjenigen Seite, die der Messteilung 20 zugewandt ist, weist der Trägerkörper 11 eine Ausnehmung 12 auf, in der wiederum diverse funktionsrelevante Elemente angeordnet sind, die nachfolgend noch erläutert werden. Die Ausnehmung 12 im Trägerkörper 11 ist in diesem Beispiel rechteckförmig ausgebildet, wie aus der Draufsicht in 2 ersichtlich ist; die Rechtecks-Längsachse ist demnach in Messrichtung x orientiert. Die Tiefe h der Ausnehmung 12 beträgt h = 900 μm.
  • Im Bereich der Ausnehmung 12 ist im Trägerkörper 11 desweiteren ein Kanal bzw. eine Bohrung 13 vorgesehen, die wiederum in 1 erkennbar ist. Im vorliegenden Beispiel besitzt die Bohrung 13 einen rechteckförmigen Querschnitt; die Rechtecks-Längsachse ist senkrecht zur Messrichtung x orientiert und senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtet. Die Bohrung weist in einem Beispiel Abmessungen von 3 mm × 10 mm auf.
  • Im zentralen Bereich der Ausnehmung 12 ist die zur Messteilungs-Abtastung erforderliche Detektoreinheit 14 angeordnet. Zur Abtastung der magnetischen Messteilung 20 umfasst die Detektoreinheit 14 mehrere magnetfeld empfindliche Detektorelemente 14.2. Im vorliegenden Beispiel sind die Detektorelemente 14.2 in bekannter Art und Weise als auf einem Trägersubstrat 14.1 aus Glas angeordnete magnetoresistive, dünne Schichtstreifen ausgebildet. Die Detektoreinheit 14 wird in der Ausnehmung 12 vorzugsweise durch eine Klebeverbindung befestigt.
  • Die elektrische Kontaktierung der Detektoreinheit 14 erfolgt über ein oder mehrere elektrische Anschlussleitungen, die in diesem Beispiel als flexible Leiterbahnen bzw. flexible gedruckte Schaltung ausgebildet sind. Die flexible Leiterbahn wird hierbei flächig auf der Detektoreinheit 14, respektive den Detektorelementen 14.2 angeordnet und vorzugsweise über eine Klebeverbindung auf der Detektoreinheit 14 befestigt. Zwischen der flexiblen Leiterbahn und der Detektoreinheit 14 sind zwei in Messrichtung x beabstandete Gruppen elektrischer Kontaktierungspunkte vorgesehen; in Bezug auf die Kontaktierung sei im übrigen auf die nachfolgende Beschreibung der 3 verwiesen.
  • Die Anschlussleitung 15 bzw. die flexible Leiterbahn wird zur Verbindung der Detektoreinheit mit einer nachgeordneten Auswerteeinheit durch die Bohrung 13 im Trägerkörper 11 der Abtasteinheit 10 nach aussen geführt.
  • Zum Schutz der in der Ausnehmung 12 angeordneten Elemente der Abtasteinheit 10 ist über der Ausnehmung 12 ein Abdeckelement 16 angeordnet, das die Ausnehmung 12 vollständig bedeckt. Das Abdeckelement 16 ist als dünne, widerstandsfähige Metallfolie ausgebildet, die eine Dicke von ca. 20–30 μm aufweist. Als Material für die Metallfolie erweist sich eine amorphe Eisen-Nickel-Legierung als besonders vorteilhaft, da diese zum einen mechanisch äußerst belastungsfähig ist. Zum anderen ist dieses Material unmagnetisch und beeinflusst deshalb auch nicht die Erfassung der Abtastsignale aus der Abtastung der magnetischen Messteilung 20.
  • Im Bereich der Ausnehmung 12 sind ferner Stützelemente 17a, 17b angeordnet, auf denen das Abdeckelement 16 bzw. die Metallfolie aufliegt. Das Abdeckelement 16 ist hierbei mit den Stützelementen 17a, 17b über eine Klebeverbindung verbunden; die hierzu erforderlichen Klebstoffschichten sind in 1 mit den Bezugszeichen 18a, 18b bezeichnet.
  • Alternativ wären an dieser Stelle auch andere Verbindungstechniken ein setzbar, beispielsweise Löten, Hartlöten, Schweissen etc..
  • Im Beispiel der 1 und 2 weisen die Stützelemente 17a, 17b eine Höhe auf, die der Tiefe h der Ausnehmung 12 entspricht, d. h. die jeweiligen Oberseiten der Stützelemente 17a, 17b fluchten mit der Oberseite des Trägerelementes 11.
  • Alternativ hierzu wäre es aber auch möglich, dass die Stützelemente eine Höhe aufweisen, die größer als die Tiefe der Ausnehmung ist, so dass diese aus der Ausnehmung herausragen. Vorteilhaft wäre in dieser Variante, wenn auch die Detektoreinheit in der Ausnehmung so angeordnet wird, dass deren Oberseite ebenfalls aus der Ausnehmung herausragt. Eine derartige Anordnung würde ebenfalls dazu beitragen, dass sich eine darüber angeordnete Metallfolie eng anschmiegt und sich nicht ablöst.
  • Das Abdeckelement 16 ist im dargestellten Beispiel desweiteren auch an seinen Randbereichen mit dem Trägerkörper 11 verbunden. Hierzu wird die Metallfolie nach unten umgebogen und Klebstoff 18c, 18d zwischen die Metallfolie und den Rand der Ausnehmung 12 des Trägerkörpers 11 eingebracht. Auf diese Art und Weise ist eine äußerst dichte Klebeverbindung zwischen dem Abdeckelement 16 und dem Trägerkörper 11 sichergestellt.
  • Auch an dieser Stelle könnten prinzipiell alternative Verbindungstechniken zum Verkleben eingesetzt werden.
  • Das Abdeckelement 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel ferner auch noch im Bereich der Detektoreinheit 14 mit der flexiblen Leiterbahn verbunden, wobei die Verbindung wiederum als flächige Klebeverbindung ausgebildet ist; mit dem Bezugszeichen 18e wird in 1 die an dieser Stelle erforderliche Klebstoffschicht bezeichnet.
  • Auch hier wären grundsätzlich auch andere Verbindungstechniken einsetzbar.
  • Für die vorab erläuterten verschiedenen Klebeverbindungen wird vorzugsweise ein Klebstoffmaterial auf Epoxidbasis verwendet. Wichtig für die Wahl eines geeigneten Klebstoffmateriales ist hierbei insbesondere dessen Beständigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen.
  • Als weitere wesentliche Maßnahme ist in der erfindungsgemäßen Abtasteinheit 10 vorgesehen, die in der Ausnehmung 12 verbleibenden freien Bereiche unter dem Abdeckelement 16 mit einem Füllmaterial 19 auszufüllen. Als Füllmaterial 19 wird eine Vergussmasse gewählt, die den Raum zwischen dem Abdeckelement 16 und dem Trägerkörper 11 ausfüllt und nach dem Einfüllen aushärtet. Das Einfüllen des Füllmaterials 19 erfolgt hierbei über die Bohrung 13 im Trägerkörper 11, durch die auch die Anschlussleitung 15 geführt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Füllmaterial 19 auch den Bereich der Bohrung 13 bzw. des Kanals ausfüllt. Auf diese Art und Weise ist auch die Anschlussleitung 15 in der Abtasteinheit 10 vor mechanischen Belastungen geschützt.
  • Als Füllmaterial 19 wird eine niederviskose Vergussmasse mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gewählt, der zumindest ähnlich zu den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerkörpers 11 und der Detektoreinheit 14 ist. Dadurch lassen sich thermisch bedingte Spannungen innnerhalb der Abtasteinheit 10 vermeiden, die durch eventuelle Temperaturänderungen verursacht werden. Desweiteren erweist sich bei der Auswahl einer geeigneten Vergussmasse vorteilhaft, wenn ein Material gewählt wird, das beim Aushärten schwindet bzw. schrumpft. Auf diese Art und Weise wird ein besonders inniger Kontakt zwischen dem Abdeckelement 16 bzw. der Metallfolie und der Detektoreinheit 14 sichergestellt. Außerdem gewährleistet diese Materialwahl, dass ein eventuelles Abheben der Metallfolie von den Detektorelementen 14.2 vermieden werden kann.
  • In 3 ist eine vergrößerte Teilansicht aus 1 dargestellt, die insbesondere den Bereich der Abtasteinheit 10 mit der Detektoreinheit 14 zeigt. Auf dem Trägerelement 11 ist hierbei über eine Klebeschicht 18f das Trä gersubstrat 14.1 der Detektoreinheit 14 angeordnet, auf dem sich die Detektorelemente 142 in Form einer dünnen magnetoresistiven Schicht befinden. Die Detektorelemente 14.2 werden mit der Anschlussleitung 15, ausgebildet als flexible Leiterbahn, in diesem Ausführungsbeispiel über zwei Gruppen von in Messrichtung x beabstandeten Kontaktierungspunkten 15.1, 15.2 leitend verbunden; es erstrecken sich demzufolge weitere, nicht erkennbare, Kontaktierungspunkte senkrecht zur Zeichenebene. Ferner ist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Anschlussleitung 15 bzw. der flexiblen Leiterbahn und der Detektoreinheit 14 bzw. der dünnen Schicht mit den Detektorelementen 14.2 eine weitere Klebeschicht 18g zur flächigen Fixierung der flexiblen Leiterbahn vorgesehen. Über der Anschlussleitung 15 bzw. der flexiblen Leiterbahn ist schließlich eine weitere Klebeschicht 18h angeordnet, durch die eine Verbindung mit dem darüber angeordneten Abdeckelement 16, d. h. mit der dünnen Metallfolie hergestellt wird.
  • Alternativ zum dargestellten Beispiel könnte grundsätzlich auch auf die Fixierung mittels der beiden Klebeschichten 18g, 18h verzichtet werden.
  • Selbstverständlich sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Überlegungen auch alternative Ausführungsformen der Abtasteinheit realisierbar.
  • In 4a und 4b sind Draufsichten auf weitere Ausführungsmöglichkeiten erfindungsgemäßer Abtasteinheiten in teilmontiertem Zustand dargestellt.
  • Die in 4a erkennbare Abtasteinheit 110 weist ebenfalls eine rechteckförmige Ausnehmung 112 in einem stabilen Trägerkörper 111 auf, in der u. a. die Detektoreinheit 114 angeordnet ist. Benachbart zur Detektoreinheit ist die rechteckförmige Bohrung 113 erkennbar, durch die im kontaktierten Zustand die elektrische Anschlussleitung geführt wird. Im Unterschied zum vorhergehenden Beispiel sind in der Ausnehmung 112 nicht mehr nur zwei in Messrichtung beabstandete Stützelemente mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen; demgegenüber dient als Stützelement 117 nunmehr eine in der Ausnehmung 112 umlaufende Erhebung, die die Detektoreinheit 114 voll ständig umschließt. Auf dem Stützelement 117 liegt wiederum das in 4a nicht erkennbare Abdeckelement in Form einer Metallfolie auf. Ansonsten entspricht der weitere grundsätzliche Aufbau dem des vorherigen Ausführungsbeispieles.
  • Eine wiederum dem ersten Beispiel ähnelnde Variante einer erfindungsgemäßen Abtasteinheit 210 ist in 4b in teilmontiertem Zustand gezeigt. In der Ausnehmung 212 des Trägerelementes 211 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel die beiden Stützelemente 217a, 217b angeordnet. Zwischen den Stützelementen 217a, 217b wird die Detektoreinheit 214 plaziert, wobei zur präzisen Positionierung derselben drei Montier-Anschläge 230a, 230b und 230c in der Ausnehmung 212 angeordnet sind. Mit Hilfe der in diesem Beispiel rechtwinklig zueinander angeordneten Montier-Anschläge 230a230c lässt sich die Detektoreinheit automatisiert an der richtigen Stelle positionieren und anschließend befestigen sowie kontaktieren. Im vorliegenden Beispiel sind die Montier-Anschläge 230a230c als halbrunde Erhebungen in einer weiteren Ausnehmung ausgebildet. Indem die Detektoreinheit etwa bei der Montage von rechts oben her in Richtung links unten geschoben wird, lässt sich eine korrekte Positionierung derselben an der gewünschten Position gewährleisten.
  • In weiteren – nicht im einzelnen dargestellten – Ausführungsvarianten können etwa im Trägerkörper noch mehr Bohrungen bzw. Kanäle vorgesehen sein, durch die das Füllmaterial in den Innenraum der Abtasteinheit eingefüllt wird.
  • Desweiteren sind auch alternative Kontaktierungsvarianten für die Detektoreinheit möglich. Anstelle der Verwendung der flexiblen Leiterbahn zur Kontaktierung der Detektoreinheit kann beispielsweise auch ein übliches Drahtbonden vorgesehen werden. Wird eine alternative Kontaktierung zum Beispiel in den 1 und 2 vorgesehen, so erweist es sich als vorteilhaft, wenn zwischen den Detektorelementen der Detektoreinheit und dem Abdeckelement eine zusätzliche Schutzschicht vorgesehen wird, die die empfindlichen Detektorelemente gegenüber mechanischen Einflüssen ebenso schützt wie gegenüber eventuellen elektrischen Überspannungen in diesem Bereich. Während eine derartige Schutzschicht im obigen Beispiel durch die flexible Leiterbahn gebildet wird, könnte im Fall einer anderen Kontaktierung auch ein geeigneter Schutzlack bzw. eine geeignete Schutzfolie vorgesehen werden.
  • Ebenso ist es ferner möglich, die Detektoreinheit ggf. von deren Rückseite her zu kontaktieren und die Anschlussleitung durch eine entsprechende Bohrung im Trägerkörper nach aussen zuführen.
  • Je nach Anwendungsfall lassen sich die erläuterten Ausführungsbeispiele somit im Rahmen der erfindungsgemäßen Überlegungen geeignet modifizieren.

Claims (15)

  1. Abtasteinheit, für eine magnetische Positionsmesseinrichtung, bestehend aus – einem stabilen Trägerkörper (11; 111; 211), der mindestens eine Ausnehmung (12; 112; 212) sowie mindestens eine Bohrung (13; 113) im Bereich der Ausnehmung (12; 112; 212) aufweist, – einer Detektoreinheit (14; 114; 214), die ein oder mehrere Detektorelemente (14.2) umfasst und im Bereich der Ausnehmung (12; 112; 212) angeordnet ist, wobei die Detektoreinheit (14; 114; 214) über elektrische Anschlussleitungen (15) kontaktierbar ist, die durch die mindestens eine Bohrung (13; 113; 213) geführt sind, – einem Abdeckelement (16), das über der Ausnehmung (12; 112; 212) angeordnet ist und diese vollständig bedeckt, wobei das Abdeckelement (16) als dünne, widerstandsfähige, unmagnetische Metallfolie ausgebildet ist sowie – Füllmaterial (19), welches mindestens die verbleibenden freien Bereiche der Ausnehmung (12; 112; 212) unter dem Abdeckelement (16) ausfüllt, wobei – als Füllmaterial (19) eine niederviskose, beim Aushärten schwindende Vergussmasse vorgesehen ist, so dass nach dem Aushärten eine planare, sich an die Detektorelemente (14.2) anschmiegende Anordnung der Metallfolie resultiert und – der thermische Ausdehnungskoeeffizient des Füllmaterials (19) an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerkörpers (11; 111; 211) und der Detektoreinheit (14; 114; 214) angepasst ist.
  2. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei im Bereich der Ausnehmung (12; 112; 212) ein oder mehrere Stützelemente (17a, 17b; 117; 217a, 217b) angeordnet sind, auf denen das Abdeckelement (16) aufliegt.
  3. Abtasteinheit nach Anspruch 2, wobei das Abdeckelement (16) mit den Stützelementen (17a, 17b; 117, 217a, 217b) verbunden ist.
  4. Abtasteinheit nach Anspruch 3, wobei das Abdeckelement (16) mit den Stützelementen (17a, 17b) verklebt ist.
  5. Abtasteinheit nach Anspruch 2, wobei die Stützelemente eine Höhe aufweisen, die größer als die Höhe der Ausnehmung ist und auch die Detektoreinheit derart in der Ausnehmung angeordnet ist, dass dessen Oberseite aus der Ausnehmung herausragt.
  6. Abtasteinheit nach Anspruch 4, wobei das Abdeckelement (16) in seinen Randbereichen mit dem Trägerkörper (11) verklebt ist.
  7. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei die elektrische Anschlussleitung (15) als flexible Leiterbahn ausgebildet ist und die flexible Leiterbahn flächig auf der Seite der Detektoreinheit (14) aufliegt, die dem Abdeckelement (16) zugewandt ist.
  8. Abtasteinheit nach Anspruch 7, wobei zwischen der flexiblen Leiterbahn und der Detektoreinheit (14) zwei beabstandete Gruppen von Kontaktierungspunkten (15.1, 15.2) vorgesehen sind.
  9. Abtasteinheit nach Anspruch 8, wobei die flexible Leiterbahn mit der Detektoreinheit (14) flächig verklebt ist.
  10. Abtasteinheit nach Anspruch 7, wobei das Abdeckelement (16) im Bereich der Detektoreinheit (14) mit der flexiblen Leiterbahn verklebt ist.
  11. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei zwischen den Detektorelementen und dem Abdeckelement eine Schutzschicht angeordnet ist.
  12. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei als Material für die Metallfolie eine amorphe Nickel-Eisen-Legierung vorgesehen ist.
  13. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei das Füllmaterial (19) auch die Bohrung (13; 113) im Trägerkörper (11; 111; 211) ausfüllt.
  14. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei als Material des Trägerkörpers (11; 111; 211) Aluminium vorgesehen ist.
  15. Abtasteinheit nach Anspruch 1, wobei in der Ausnehmung (212) mehrere halbrunde Erhebungen als Montier-Anschläge (230a230c) ausgebildet sind.
DE10018269A 2000-04-13 2000-04-13 Abtasteinheit Expired - Fee Related DE10018269B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10018269A DE10018269B4 (de) 2000-04-13 2000-04-13 Abtasteinheit
JP2001110081A JP4785264B2 (ja) 2000-04-13 2001-04-09 走査ユニット
US09/834,479 US6566866B2 (en) 2000-04-13 2001-04-13 Scanning unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10018269A DE10018269B4 (de) 2000-04-13 2000-04-13 Abtasteinheit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10018269A1 DE10018269A1 (de) 2001-10-18
DE10018269B4 true DE10018269B4 (de) 2009-04-09

Family

ID=7638563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10018269A Expired - Fee Related DE10018269B4 (de) 2000-04-13 2000-04-13 Abtasteinheit

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6566866B2 (de)
JP (1) JP4785264B2 (de)
DE (1) DE10018269B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012224386B3 (de) * 2012-12-27 2014-02-13 Sick Ag Induktiver Sensor
EP3657133A1 (de) 2018-11-20 2020-05-27 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Sensoreinheit und positionsmesseinrichtung mit dieser sensoreinheit

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20200330U1 (de) 2002-01-10 2002-07-04 ASM Automation Sensorik Meßtechnik GmbH, 85452 Moosinning Messvorrichtungs-Kopf mit Frontplatte
JP4350996B2 (ja) 2002-11-26 2009-10-28 日東電工株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、面光源および表示装置
JP4680136B2 (ja) * 2006-06-29 2011-05-11 愛三工業株式会社 回転角度検出装置
EP2269004A1 (de) * 2008-04-24 2011-01-05 Hirschmann Automotive GmbH Magnetischer positionssensor mit einer abgreifschicht aus einem amorphen metall
EP2138806A1 (de) 2008-06-27 2009-12-30 SICK STEGMANN GmbH Positionsmessvorrichtung
US20110101964A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Udo Ausserlechner Magnetic Encoder Element for Position Measurement
JP5705705B2 (ja) * 2011-11-11 2015-04-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 磁界角計測装置およびそれを用いた回転機
JP7050500B2 (ja) * 2018-01-25 2022-04-08 日本電産サンキョー株式会社 磁気センサ装置
EP3702737B1 (de) * 2019-03-01 2021-05-12 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Abtasteinheit zur abtastung einer winkelskala sowie winkelmesseinrichtung mit dieser abtasteinheit
EP4109047A1 (de) * 2021-06-21 2022-12-28 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Mitnehmer für eine positionsmesseinrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7711655U1 (de) * 1977-04-14 1978-10-05 Gebhard Balluff Fabrik Feinmechanischer Erzeugnisse, 7303 Neuhausen Berührungslos steuerbarer elektrischer Schalter
DE3800824A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-27 Standard Elektrik Lorenz Ag Vorrichtung mit wenigstens einem in einem gehaeuse angeordneten magnetfeldabhaengigen widerstand
DE3921420A1 (de) * 1988-06-29 1990-01-04 Murata Manufacturing Co Magnetsensor
DE3925745A1 (de) * 1988-08-05 1990-02-08 Mitsubishi Electric Corp Hall-effekt-sensoranordnung
DE4125715A1 (de) * 1990-08-02 1992-02-06 Mitsubishi Electric Corp Winkelmess-vorrichtung
DE4432468C1 (de) * 1994-09-13 1995-10-26 Siemens Ag Näherungsschalter und ein Verfahren zu dessen Herstellung
US5508611A (en) * 1994-04-25 1996-04-16 General Motors Corporation Ultrathin magnetoresistive sensor package
DE19607179C1 (de) * 1996-02-27 1997-07-10 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Elektrische Positionsmeßeinrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5851580A (ja) * 1981-09-24 1983-03-26 Hitachi Ltd 磁気検出センサ装置
US5250925A (en) * 1992-05-11 1993-10-05 General Motors Corporation Package for speed sensing device having minimum air gap
JPH0694747A (ja) * 1992-09-10 1994-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd センサ装置及びそのセンサ装置を用いた回転センサ
DE4442181C1 (de) * 1994-11-26 1995-10-26 Loh Optikmaschinen Ag Werkzeug zur Feinbearbeitung optischer Flächen
JP2000100995A (ja) * 1998-09-18 2000-04-07 Fujitsu Ten Ltd 電子機器及びその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7711655U1 (de) * 1977-04-14 1978-10-05 Gebhard Balluff Fabrik Feinmechanischer Erzeugnisse, 7303 Neuhausen Berührungslos steuerbarer elektrischer Schalter
DE3800824A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-27 Standard Elektrik Lorenz Ag Vorrichtung mit wenigstens einem in einem gehaeuse angeordneten magnetfeldabhaengigen widerstand
DE3921420A1 (de) * 1988-06-29 1990-01-04 Murata Manufacturing Co Magnetsensor
DE3925745A1 (de) * 1988-08-05 1990-02-08 Mitsubishi Electric Corp Hall-effekt-sensoranordnung
DE4125715A1 (de) * 1990-08-02 1992-02-06 Mitsubishi Electric Corp Winkelmess-vorrichtung
US5508611A (en) * 1994-04-25 1996-04-16 General Motors Corporation Ultrathin magnetoresistive sensor package
DE4432468C1 (de) * 1994-09-13 1995-10-26 Siemens Ag Näherungsschalter und ein Verfahren zu dessen Herstellung
DE19607179C1 (de) * 1996-02-27 1997-07-10 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Elektrische Positionsmeßeinrichtung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012224386B3 (de) * 2012-12-27 2014-02-13 Sick Ag Induktiver Sensor
EP2749850A1 (de) 2012-12-27 2014-07-02 Sick Ag Induktiver Sensor
EP3657133A1 (de) 2018-11-20 2020-05-27 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Sensoreinheit und positionsmesseinrichtung mit dieser sensoreinheit

Also Published As

Publication number Publication date
JP4785264B2 (ja) 2011-10-05
US20010030535A1 (en) 2001-10-18
JP2001356027A (ja) 2001-12-26
US6566866B2 (en) 2003-05-20
DE10018269A1 (de) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3355032B1 (de) Sensor zur positionsmessung
EP0844459B1 (de) Passiver magnetischer positionssenor
DE4141386C2 (de) Hallsensor
DE19680088B4 (de) Kalibrier- und Herstellungsverfahren für einen Magnetsensor
DE10018269B4 (de) Abtasteinheit
DE602005003777T2 (de) Oberflächenmontierter integrierter Stromsensor
DE19680089B4 (de) Magnetsensor mit verbesserter Kalibrierbarkeit
DE102007045535B4 (de) Winkelsensor
DE102011107703B4 (de) Integrierter Stromsensor
EP1965178B1 (de) Induktiver Sensor
DE19744050C2 (de) Magnetischer Sensor
DE102005047482A1 (de) Magnetoresistives Sensormodul und Verfahren zum Herstellen desselben
DE10045563A1 (de) Leistungshalbleiter-Baugruppe mit integrierter Strommessung
EP0324105A2 (de) Vorrichtung mit wenigstens einem in einem Gehäuse angeordneten magnetfeldabhängigen Widerstand
EP0188789B1 (de) Magnetfeldsensor
DE19855307B4 (de) Abtasteinheit für eine optische Positionsmeßeinrichtung
DE10335690A1 (de) Verformungssensor
EP3263471B1 (de) Etikettensensor zum abtasten von etiketten auf einem trägerband
EP3721244B1 (de) Magnetfeldsensor
EP1816440B1 (de) Elektronische Baugruppe
DE9305151U1 (de) Lichtelektrische Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
EP0348657A2 (de) Druck- oder Kraftsensor
DE60034471T2 (de) Elektronisches lenksäulenmodul
DE19830540A1 (de) Elektronischer Schaltungsträger
DE102021201701A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Batteriesensors und ein Batteriesensor

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee