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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Indikatorelement für einen magnetischen Drehwinkelgeber, der eine Feldsonde zum Erzeugen eines Sensorsignals in Antwort auf eine geometrische Lage des magnetischen Indikatorelements in Bezug auf die Feldsonde aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf einen magnetischen Drehwinkelgeber mit einem derartigen Indikatorelement.
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Die berührungslose Erfassung einer relativen Winkelposition ist eine in der industriellen Praxis weit verbreitete Sensoranwendung. Insbesondere wird bei einer berührungslosen magnetischen Drehwinkelerfassung ein Indikatorelement, welches ein Magnetfeld erzeugt, mit einem Rotor verbunden und das sich in Abhängigkeit von der Winkelposition des Indikatorelements ändernde magnetische Feld von einer Feldsonde detektiert, die mit Bezug auf das Indikatorelement ortsfest an einem Stator montiert ist. Alternativ ist es bekannt, das Indikatorelement, welches das Magnetfeld erzeugt, ortsfest zu montieren und die Feldsonde mit Bezug auf das Indikatorelement beweglich zum positionieren. Für die im Folgenden ausgeführten erfindungsgemäßen Prinzipien ist nur die Relativbewegung zwischen Indikatorelement und Feldsonde von Bedeutung. Es ist dabei im Wesentlichen unerheblich, welches der beiden Teile als Stator und welches als Rotor zu betrachten ist. In aller Regel ist aber die ortsfeste Montage der Feldsonde aufgrund der erforderlichen elektrischen Signalverarbeitung vorzuziehen.
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Mögliche Anwendungsgebiete für einen erfindungsgemäßen magnetischen Drehwinkelgeber ist die Winkelmessung in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise für Drosselklappe, Drallklappen, Abgasrückführventile, Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, Leuchtweitenregulierung, Fahrstufenerkennung im Automatikgetriebe, Gangerkennung bei automatisierten Getrieben, Pedalweg- und Pedalwinkelmessung im Fußhebelwerk, aber auch die Winkelmessung im Cabriolet-Verdeck oder bei sonstigen beweglichen Chassis-Teilen und die Rotorlagendetektion bei bürstenlosen Gleichstrommotoren.
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Dabei ist bekannt, als magnetfelderzeugendes Indikatorelement einen Permanentmagneten mit ringförmigen Querschnitt zu verwenden, wie er in 9 dargestellt ist. Der Permanentmagnet 900 ist in der bekannten Ausführungsform durch zwei diametral magnetisierte Teilbereiche 902, 904 gebildet. Die Pfeile 906 symbolisieren die Magnetfeldlinien, die, wie dies allgemein bekannt ist, vom magnetischen Nordpol zum magnetischen Südpol gerichtet sind. Wie aus 9 erkennbar, ist jedoch bei dieser diametralen Polarisation der Magnetisierung der Innenbereich 908 des Permanentmagneten 900 von einem vergleichsweise inhomogenen Magnetfeld durchsetzt.
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Dies hat den Nachteil, dass einerseits eine einzelne Feldsonde, die in diesem Bereich angeordnet wird, um eine relative Drehbewegung zwischen dem Permanentmagneten und der Feldsonde zu detektieren, möglichst exakt an einem Mittelpunkt dieses Innenbereichs 908 untergebracht werden muss, um ein reproduzierbares lineares Signal zu erhalten. Die Anordnung ist daher gegenüber Lagetoleranzen wie Achsversätzen und - verkippungen äußerst empfindlich.
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Andererseits kann die bekannte Anordnung nicht zur Realisierung eines redundanten Drehwinkelgeberprinzips verwendet werden, bei dem mehr als eine Feldsonde im Inneren 908 des Indikatorelements angeordnet werden, weil nicht ausreichend Raum mit Identischen Feldbedingungen zur Verfügung steht.
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Die
US 2003/0 034 775 A1 offenbart einen analogen Winkelkodierer, der einen ringförmigen drehbaren Permanentmagneten aufweist, in dessen Inneren eine magnetempfindliche Sonde angeordnet ist, die in Abhängigkeit von dem relativen Winkel zwischen der Sonde und dem Permanentmagneten ein Ausgangssignal liefert. Die Magnetanordnung umfasst vier Bereiche, von denen zwei einander gegenüberliegende Bereiche jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind und so magnetisiert sind, dass sie einander anziehende Magneten bilden. Die zwischen diesen beiden magnetisierten Bereichen liegenden Bereich sind unmagnetisiert. Hier wird eine magnetische Polarisierung der magnetisierten Bereiche vorgenommen, die eine Mischform aus einer exakt radialen und einer diametralen Polarisation darstellt.
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Aus der WO 2007 / 012 419 A2 ist ein Absolutwertdrehwinkelsensor bekannt, bei dem ein ringförmiger Sensormagnet in Abhängigkeit von seiner Position die Ausgangssignale zweier Rotorstellungssensoren beeinflusst. Die Rotorstellungssensoren sind im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung außerhalb des Sensormagneten angeordnet und zwar in einer Ebene, die parallel zu der Drehachse des Sensormagneten verläuft. Auf diese Weise wird das Magnetfeld im Außenbereich des Sensormagneten dahingehend optimiert, dass sich eine im Wesentlichen sinusförmige magnetische Flussdichte ergibt.
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Die Feldsonde ist also nicht im Inneren des Magneten, sondern im Außenbereich angeordnet und der Innenbereich des Permanentmagneten ist von einer Drehwelle eingenommen, auf welcher der Permanentmagnet montiert ist.
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Die
WO 2006/076 968 A1 bezieht sich auf einen Halleffektsensor, der in einem Halbachmagneten angeordnet ist. Insbesondere befasst sich diese Druckschrift mit der Herstellung eines ringförmig umlaufend magnetisierten Permanentmagneten. Insbesondere besteht der Grundgedanke dieser Druckschrift darin, einen solchen umlaufend ringförmig magnetisierten Magneten herzustellen und als wesentlicher Vorteil einer solchen umlaufenden Magnetisierung wird gesehen, dass die Einbautoleranz bei einem solchen umlaufend magnetisierten Magneten eine weniger kritische Größe darstellt.
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Die
JP 2002-228 486 A offenbart einen magnetischen Positionsgeber, bei dem im Inneren eines ringförmigen Permanentmagneten vier Detektoren angeordnet sind. Der Permanentmagnet ist dabei entweder einstückig gearbeitet oder aus einem flexiblen Material gebogen. Eine weitere Alternative gemäß dieser Druckschrift verzichtet auf die Kreisform des Permanentmagneten und verwendet stattdessen ein Polygon. Bei dieser Ausgestaltung werden keine unterschiedlichen Kreissegmente aneinander gefügt, sondern es werden Polyeder mit trapezförmigem Querschnitt aneinander gelegt.
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Die
WO 00/62 313 A1 bezieht sich auf einen zusammengesetzten Magneten mit einem ringförmigen Träger, in welchem eine Vielzahl von Aufnahmesegmenten definiert ist. In den Aufnahmesegmenten sind einzelne Permanentmagnete aneinanderstoßend angeordnet. Diese Einzelmagnete sind so magnetisiert, dass ihre Magnetisierung senkrecht bzw. parallel zu ihren jeweiligen Endflächen verläuft. Die Gesamtmagnetisierung in den einzelnen Segmenten ist so ausgerichtet, dass sich in der Mitte des Ringes ein unidirektionales, konzentriertes Magnetfeld ergibt.
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Die
JP 2000-060080 A offenbart die Herstellung eines Permanentmagneten durch Einbetten von Magnetpartikeln in einem Epoxidharz. Der Magnet wird dabei geformt, indem diese Mischung in die letztlich gewünschte Form, beispielsweise eine Ringstruktur, gepresst wird. Ein solcher ringförmiger, ausgehärteter Magnet wird so magnetisiert, dass sich acht Pole entlang der äußeren Umfangsoberfläche ausbilden. Hierfür wird ein magnetisierendes Joch verwendet.
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Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht daher darin, ein Indikatorelement für einen magnetischen Drehwinkelgeber und einen zugehörigen magnetischen Drehwinkelgeber anzugeben, wodurch eine optimale Feldausprägung und eine kostengünstige Herstellbarkeit erreicht werden können.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Dabei basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, dass durch den Aufbau des Indikatorelements als Permanentmagnet mit einer Vielzahl von Teilbereichen, deren Magnetisierung unterschiedliche Richtungen hat, so dass sich im Inneren des Permanentmagneten ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld ausbildet, eine sehr weitgehende Unabhängigkeit von der exakten Position der Feldsonde im Inneren des Permanentmagneten ergibt. Ist im Idealfall der gesamte Innenbereich des Indikatorelements von einem im Wesentlichen homogenen Magnetfeld durchsetzt, lassen sich mit Hilfe der heute verfügbaren miniaturisierten Feldsonden redundante Sonden integrieren, die auf dem Wege einer Differenzsignalbildung Störungen eliminieren können. Dabei wird unter der Richtung der Magnetisierung die Lage der magnetischen Feldlinien im Raum, also radial, axial, tangential (bzw. lateral) und diametral verstanden, wobei die eigentliche Polarisation erfindungsgemäß in den beiden möglich Polungen vorliegen kann.
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Erfindungsgemäß werden verschiedene unterschiedlich magnetisierte Ringsegmente als Teilbereiche vorgesehen, um einen maximal großen homogenen Feldbereich im Inneren des Indikatorelements herzustellen. Beispielsweise können zwei radial und zwei lateral magnetisierte Magnetsegmente aneinander gefügt werden, oder aber es können insgesamt acht verschiedene Magnetsegmente mit unterschiedlichen diametralen und lateralen Magnetisierungen aneinander gefügt werden. Die Überlagerung der einzelnen Magnetfelder führt erfindungsgemäß zu einem linearen Verlauf der Feldlinien im Inneren des Permanentmagneten.
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Grundsätzlich kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Permanentmagneten eine geringe Scherung im Magnetkreis erreicht werden und es können deswegen auch Werkstoffe mit geringer Remanenz wie Ferrite oder kunststoffgebundene Seltenerdmagnete eingesetzt werden. Da durch den Rückfluss innerhalb der Magnetgeometrie ein geschlossener Magnetkreis entsteht, tritt mit einer ferromagnetischen Umgebung nur eine geringe Wechselwirkung auf. Daher ist eine hohe Störsicherheit des Signals gewährleistet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Indikatorelements, ist dieses vorzugsweise in Spritzgusstechnik aus einem kunststoffgebundenen Magnetwerkstoff wie einem Ferritmaterial oder Seltenerdmaterial hergestellt. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit des Indikatorelements. Selbstverständlich sind auch Hybride aus Ferrit- und Seltenerdmagneten möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen magnetischen Drehwinkelgebers ist die Feldsonde durch ein Hall-Element gebildet. Hall-Elemente haben dabei den Vorteil, dass sie mit guter Linearität kostengünstig herstellbar sind und auf einer bereits sehr ausgereiften Technologie basieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann aber auch ein magnetoresistiver Aufnehmer, z.B. ein Sensor nach einem der folgenden Effekte sein: AMR-Effekt (anisotrope magneto-resistive), GMR-Effekt (giant magneto-resistive), TMR-Effekt (tunnel magneto-resistive), CMR-Effekt (colosal magneto-resistive) oder GMI-Effekt (giant magneto-inductance).
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Allgemein tritt der sogenannten MR-Effekt (magneto-resistive effect) in allen leitfähigen Materialien auf. Dabei vergrößert sich der elektrische Widerstand beim Anlegen eines Magnetfeldes, weil die Ladungsträger aus ihrer geradlinigen Bewegung abgelenkt werden und dies zu einer Bahnverlängerung führt. Grundsätzlich erreicht der magnetoresistive Effekt in gut leitfähigen Materialien, wie Kupfer, erst bei sehr hohen magnetischen Feldstärken verwertbare Widerstandsänderungen. Den größten Widerstandshub aller Metalle besitzt Wismut. In speziellen Halbleitermaterialien, die man üblicherweise auch als Feldplatte bezeichnet, sind Widerstandsänderungen von über 100% erreichbar.
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Der sogenannte anisotrope magnetorestistive Effekt, der AMR-Effekt, tritt in magnetischen Materialien auf. Deren spezifischer Widerstand ist parallel zur Magnetisierung einige Prozent größer als senkrecht dazu. In dünnen Schichten aus diesen Materialien ist die Magnetisierung leicht drehbar, so dass damit Sensoren realisiert werden können. Im Jahr 1988 wurde der sogenannte Giant Magnetoresistive Effect (GMR-Effekt) entdeckt und es wurde eine Entwicklung eingeleitet, die zur Entdeckung oder Wiederentdeckung weiterer MR-Effekte führte, die üblicherweise in der Literatur unter dem Sammelbegriff XMR zusammengefasst sind.
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Der GMR-Effekt tritt in Schichtsystemen mit mindestens zwei ferromagnetischen Schichten und einer metallischen Zwischenschicht auf. Stehen in diesen Schichten die Magnetisierungen antiparallel, so ist der Widerstand größer als bei paralleler Magnetisierung. Dieser Unterschied kann bis zu 50% betragen, daher kommt der Name „Giant“.
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Der sogenannte tunnelmagnetoresistive Effekt (TMR-Effekt) tritt in Schichtsystemen mit mindestens zwei ferromagnetischen Schichten und einer dünnen Isolationsschicht auf. Der Tunnelwiderstand zwischen den beiden Schichten ist genau wie beim GMR-Effekt vom Winkel der beiden Magnetisierungsrichtungen zueinander abhängig.
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Der Kolossale Magnetoresistive Effekt (CMR-Effekt) ist ein Volumeneffekt und tritt vor allem in perovskitischen Materialien auf. Bei Temperaturen in der Nähe ihrer Übergangstemperatur vom metallischen zum Halbleiterverhalten wurden Widerstandsänderungen von mehr als 200% beobachtet. Bislang kennt man diesen Effekt allerdings nur bei Materialien, deren Übergangstemperatur unter 100 Kelvin liegt.
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Der Giant Magnetic Inductance Effect (GMI-Effekt) tritt vor allem an Drähten auf, die eine Oberflächenschicht aus einem magnetischen Material besitzen. Diese Schicht muss eine Magnetisierung ringförmig um den Draht aufweisen. Durch Magnetfelder in Drahtlängsrichtung wird diese auch in Drahtrichtung gedreht. Dabei ändert sich die Induktivität des Drahtes, besonders bei hohen Frequenzen, da durch die Magnetschicht des Skineffekt beeinflusst wird. In magnetischen Doppelschichten ist dieser Effekt ebenfalls, wenn auch im wesentlich geringerem Ausmaß, zu beobachten.
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Im Gegensatz zu den bekannten Hall-Elementen, die den magnetischen Fluss messen und daher störanfällig bezüglich geometrischer Faktoren, Abmessungen, Temperatureinfluss- und Werkstoffvariationen sind, werden magnetoresistive Sensoren mit einer gesättigten weichmagnetischen Schicht und einem während des Magnetisierens gesättigten Magneten betrieben, und es wird nur die Richtung des Feldes, nicht aber die Flussdichte gemessen. Es ist dabei immer eine gewisse Mindestflussdichte vorhanden. Daher bietet die Verwendung von magnetoresistiven Aufnehmern den Vorteil einer weitererhöhten Robustheit und Störsicherheit, was insbesondere für die Anwendung im Kraftfahrzeug von Bedeutung ist.
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Um über eine Differenzbildung Störungen wie Temperatureinflüsse oder elektromagnetische Störeinstreuungen zu eliminieren, kann der erfindungsgemäße Drehwinkelgeber mit weiteren Feldsonden ausgestattet werden, deren redundante Signale mittels einer entsprechenden Signalverarbeitung zur Fehlerkorrektur herangezogen werden. Dabei können die redundanten Feldsonden entweder in radialer Richtung zu der ersten Feldsonde beabstandet angeordnet sein, oder aber in axialer Richtung. Die axiale Richtung bezeichnet dabei die Richtung, die im Wesentlichen der Drehachse entspricht, um welche der zu detektierende Drehwinkel auftritt, während die radiale Richtung quer zu dieser Drehachse verläuft.
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Vorzugsweise ist das ringförmige Indikatorelement um seine Längsachse drehbar, während die elektrisch mit einer zu steuernden Anlage oder gegebenenfalls mit einer Auswerteschaltung zu verbindende Magnetfeldsonde stationär in einem vorbestimmten Abstand zur Innenfläche des Permanentmagneten bleibt. Ist die Masse des Indikatorelements allerdings hoch, kann alternativ hierzu das Indikatorelement stationär und die Magnetfeldsonde drehbar sein. Der mechanische Aufbau kann jedem bekannten Aufbau für einen Drehwinkelgeber der genannten Art entsprechen.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei werden in den unterschiedlichen beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Weiterhin können auch einige Merkmale oder Merkmalskombinationen aus dem gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen unterschiedlichen Ausführungsformen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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Es zeigen:
- 1 ein Indikatorelement für einen magnetischen Drehwinkelgeber gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ein Indikatorelement für einen magnetischen Drehwinkelgeber gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Indikatorelements mit einem Versatz in Richtung der Drehachse;
- 4 eine schematische Darstellung eines Indikatorelements mit einer Verkippung zwischen Feldsonde und Drehachse;
- 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Indikatorelements mit einem Achsversatz quer zur Drehachse;
- 6 einen magnetischen Drehwinkelgeber mit einer einzelnen zentral angeordneten Feldsonde;
- 7 einen magnetischen Drehwinkelgeber mit zwei radial beabstandeten Feldsonden;
- 8 einen magnetischen Drehwinkelgeber mit zwei axial beabstandeten Feldsonden;
- 9 ein bekanntes diametral magnetisiertes Indikatorelement.
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Mit Bezug auf 1 soll im Folgenden das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden. Das erfindungsgemäße magnetische Indikatorelement 100 ist als ein Permanentmagnet mit einem ringförmigen Querschnitt aufgebaut und besitzt wie in der 1 gezeigt, in einer ersten Ausführungsform vier ringsegmentförmige Teilbereiche 102, 104, 106, 108. Die ersten beiden Teilbereiche 102 und 104 sind dabei in ihrer magnetischen Polarisierung lateral ausgerichtet, wie dies durch die Pfeile 110 symbolisiert ist. Die beiden Teilbereiche 102 und 104 liegen einander dabei gegenüber.
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Die beiden anderen Teilbereiche 106 und 108 sind im Unterschied dazu radial magnetisiert, so dass sich in dem Innenbereich 112 das schematisch dargestellte Magnetfeld ausbildet. Ein Vergleich mit dem bekannten Indikatorelement 900 der 9 zeigt die signifikant verbesserte Homogenität des Magnetfelds im Inneren des Indikatorelements 100.
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Wenn das Indikatorelement 100 in einen magnetischen Drehwinkelgeber eingesetzt wird, wird in dem Bereich 112 mindestens eine Feldsonde angeordnet und eine durch den Pfeil 114 symbolisierte relative Drehung zwischen Feldsonde und Indikatorelement 100 detektiert. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit soll im Folgenden davon ausgegangen werden, dass sich das Indikatorelement 100 um eine quer zur Zeichenebene verlaufende Drehachse um die Feldsonde dreht.
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Einen ähnlichen Feldlinienverlauf im Inneren 112 des Indikatorelements 100 kann man auch durch ein Magnetisierung entgegen der in 1 gezeigten Pfeilrichtungen erreichen. Wichtig ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Wechsel zwischen radialer und lateraler Ausrichtung der Magnetisierung.
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Eine weitere Verfeinerung und erhöhte Homogenisierung des Magnetfelds im Inneren 112 des Indikatorelements 100 kann durch eine weitere Unterteilung des Querschnitts in unterschiedlich magnetisierte Segmente erreicht werden.
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In 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der diametral polarisierte Teilbereiche mit lateral polarisierten Teilbereichen abwechseln. Alternativ zu den in 2 dargestellten Polungen können auch die jeweils entgegengesetzten gewählt werden. Weiterhin ist selbstverständlich eine noch feinere Unterteilung in Teilbereiche mit unterschiedlichen Magnetisierungsrichtungen möglich. Durch eine entsprechende Zusammensetzung von Segmenten können auch stetige Übergange der Feldrichtungen von Segment zu Segment aufgrund der Magnetisierung während des Herstellungsprozesses entstehen.
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Mit der in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen homogenen Ausbildung des Magnetfelds im Inneren 112 des Indikatorelements 100, 200 kann eine besonders große Robustheit gegenüber Abweichungen von der idealen Position zwischen einer Feldsonde und dem Indikatorelement erreicht werden.
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In den 3 bis 5 sind dabei die geometrischen Verhältnisse schematisch angedeutet. Das eingezeichnete kartesische Koordinatensystem bedeutet dabei die ideale Ausrichtung, in deren Ursprung die Feldsonde angeordnet ist. In 3 ist das Indikatorelement 100 so mit Bezug auf die Feldsonde im Ursprung des Koordinatentsystems angeordnet, dass die Drehachse des Indikatorelements 100 mit der Z-Achse zusammenfällt, dass aber ein Lageversatz Δz in Richtung der Drehachse vorliegt. Gemäß 4 liegt eine Verkippung zwischen der Z-Achse und der Drehachse des Indikatorelements um einen Winkel Δθ vor. Schließlich ist gemäß 5 das Indikatorelement in Richtung der X- und/oder Y-Achse quer zur Drehachse versetzt.
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Alle diese in der gezeigten Darstellung etwas übertrieben abgebildeten Abweichungen können mit der erfindungsgemäßen homogenen Feldverteilung in dem Indikatorelement 100 kompensiert werden. Daher müssen die Einbautoleranzen nicht so streng eingehalten werden wie bei den bekannten Indikatorelementen und die Herstellung vereinfacht sich entsprechend.
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Die 6 bis 8 zeigen schematisch Drehwinkelgeber 120 gemäß der vorliegenden Erfindung. In 6 ist ein Drehwinkelgeber 120 mit einem erfindungsgemäßen Indikatorelement 100 und einer einzelnen Feldsonde 122 dargestellt. Dabei ist die Idealpositionierung zwischen der Feldsonde 122 und dem Indikatorelement 100 dargestellt, d. h. die Feldsonde 122 befindet sich exakt mittig in dem Innenbereich 112 und die Drehachse 124, um welche das Indikatorelement 100 rotiert, fällt mit der Z-Achse zusammen. Selbstverständlich können aber aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Indikatorelements 100 die in den 3 bis 5 skizzierten Abweichungen kompensiert werden.
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Aufgrund des linearen Verlaufs des Feldes im Inneren 112 des Indikatorelements 100 können in vorteilhafter Weise auch, wie in den 7 und 8 gezeigt, redundante zweite Feldsonden 126 und/oder 128 mit entweder radialem oder axialem Versatz vorgesehen werden. Gleichtaktstörungen, beispielsweise durch elektromagnetische Einstreuungen oder Temperatureffekte werden, wie dies in der Sensorik allgemein bekannt ist, über eine entsprechende Signalauswertung der Feldsonden eliminiert.
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Wie bereits erwähnt, können als Feldsonden sowohl Hall-Effektsensoren wie auch induktive Sensoren oder elektronenspinbasierende Sensoren wie AMR- und GMR-Sensoren eingesetzt werden. In jedem Fall kann durch die homogene Feldausrichtung ein großer Toleranzbereich gegenüber Versatz und Verkippung mit geringen Wechselwirkungen zum Nutzsignal erzeugt werden.
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Die erfindungsgemäße Magnetanordnung des Indikatorelements kann auf besonders einfache Art und Weise in Form von Kunststofftechniken, wie beispielsweise der Spritzgusstechnik effizient und kostengünstig hergestellt werden. Damit ist ein flexibler und universell einsetzbarer magnetischer Drehwinkelgeber herstellbar, der den Anforderungen bezüglich Robustheit, Genauigkeit und kostengünstige Herstellbarkeit, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich gerecht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Indikatorelement gemäß der Erfindung
- 102, 104, 106, 108
- Teilbereiche des Indikatorelements gemäß erster Ausführungsform
- 110
- Magnetfeldlinien
- 112
- Innenbereich des Indikatorelements
- 114
- Drehrichtung
- 116, 118
- Teilbereiche des Indikatorelements gemäß zweiter Ausführungsform
- 120
- Drehwinkelgeber
- 122
- erste Feldsonde
- 124
- Drehachse
- 126
- radial beabstandete zweite Feldsonde
- 128
- axial beabstandete zweite Feldsonde
- 900
- bekanntes Indikatorelement
- 902
- erster Teilbereich
- 904
- zweiter Teilbereich
- 908
- Innenbereich des bekannten Indikatorelements
