DE102014205566A1 - Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil - Google Patents

Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil (5), wobei sich mindestens eine räumliche Komponente eines magnetischen Felds einer magnetischen Messanordnung (10) durch die Bewegung des Bauteils (5) über den zu erfassenden Weg ändern und dadurch die Position des bewegten Bauteils (5) in Bezug zu einem ortsfesten sensitiven Messelement (16.1) detektierbar ist. Erfindungsgemäß erzeugen mindestens ein Nutzmagnet (18), welcher mit dem bewegten Bauteil (5) verbunden ist, und mindestens ein Stützmagnet (12), welcher ortsfest im Messbereich des sensitiven Messelements (16.1) angeordnet ist, das magnetische Feld.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind Drehzahlsensoren und Positionssensoren bekannt, welche eine Drehbewegung oder eine Positionsänderung durch Erfassung einer entsprechenden Veränderung eines magnetischen Feldes erkennen und auswerten können. Hierbei werden in der Regel an sich bekannte Magnetsensoren eingesetzt, welche je nach Anwendung und Einsatzbereich als Hallsensoren, AMR-Sensoren, GMR-Sensoren, TMR-Sensoren oder allgemein als xMR-Sensoren ausgeführt sein können und beispielsweise zur Steuerung von Motoren oder in Getriebe- oder Fahrdynamiksystemen bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden können. Bei der Magnetkreisauslegung solcher Sensoranordnungen zur magnetischen Weg- und Winkelmessung mittels Erfassung einer Magnetwinkeländerung über den Weg bzw. Winkel müssen Anforderungen der sensitiven Elemente bzw. Auswertebausteine (ASICs) bezüglich Einhaltung eines definierten Flussdichtebereichs erfüllt werden. Um große Wege (> 20 mm) mit hoher Präzision messen zu können, werden bei Weg- oder Winkelmessung mittels Erfassung einer Magnetwinkeländerung über Weg bzw. Winkel in der Regel mindestens zwei bewegliche Magnete eingesetzt. Diese stellen ein gemeinsames Magnetfeld mit möglichst großer (< 360°) Magnetwinkeländerung über den Betätigungsweg bzw. Betätigungswinkel und gleichzeitig eine definierte magnetische Flussdichte zur Verfügung. Das bedeutet, dass zwei relativ große Magnete auf dem beweglichen Teile einer Applikation integriert werden müssen, was aus Bauraumgründen nicht immer oder nur mit komplexen und damit teuren Konstruktionen und starken und damit ebenfalls teuren Magneten möglich ist.
  • Für das eingesetzte sensitive Messelement ist die Erfassung des rotierenden bzw. drehenden Magnetfeldvektors wesentlich. Diese Rotations- bzw. Drehbewegung des Magnetfeldvektors wird durch das sensitive Messelement erfasst, welches Teil eines ASICs (Anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) sein kann. Dies erfolgt beispielsweise bei einem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Hallsensor durch eine indirekte Winkelerfassung über eine Arcus-Tangens-Funktion der gerichteten magnetischen Flussdichten.
  • Die DE 10 2009 055 104 A1 offenbart beispielsweise eine Magnetfeldsensoranordnung zur Wegerfassung an bewegten Bauteilen, bei der räumliche Komponenten des magnetischen Felds eines Magnetsystems am bewegten Bauteil sich in ihrer Richtung über dem zu erfassenden Weg ändern und dadurch deren Position gegenüber einem ortsfesten Sensor entsprechend detektierbar ist. An dem linear und in einem weiteren Freiheitsgrad beweglichen Bauteil befindet sich mindestens ein Magnet als Bestandteil des Magnetsystems oder ein sonstiges magnetisches Bauteil, dessen äußerem Umfang in einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegend mindestens ein ortsfester magnetfeldrichtungsempfindlicher Sensor zugeordnet ist, wobei die Vorzugsrichtung des Magnetfelds des Magneten in einem vorgegebenen Winkel zum Weg zwischen null und 90° des bewegten Bauteils ausgerichtet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mindestens ein kleiner und damit kostengünstiger Magnet im feststehenden Teil der Applikation oder im Sensorgehäuse angeordnet wird, beispielsweise direkt in der Nähe des sensitiven Messelements. Der ortsfeste Magnetkreis im feststehenden Teil der Applikation kann einen oder mehrere kleine Magnete aufweisen. Weiter können große Messbereiche, die aus einem sensitiven Messbereich und aus einem feststehenden Klemmbereich mit mindestens einem ortsfesten Magneten bestehen, durch mindestens einen kleineren und damit kostengünstigeren Magneten auf dem beweglichen Teil der Applikation statt wie bisher durch zwei wesentlich längere Magnete auf dem beweglichen Teil realisiert werden. Da kleinere Magnete auf dem beweglichen Teil zu integrieren sind, die weniger Bauraum als die herkömmlichen Magnete benötigten, kann die Integration des mindestens einen Nutzmagneten in vorteilhafter Weise erleichtert werden. Der mindestens eine feststehende Magnet wirkt als Stützmagnet und kann ebenfalls sehr klein und damit kostengünstig ausgelegt werden, da er sehr nah am sensitiven Messelement angebracht werden kann. Bei einem leiterplattenmontierten sensitiven Messelement kann der Stützmagnet ebenfalls auf der Leiterplatte, beispielsweise neben dem oder auf der gegenüberliegenden Leiterplattenseite des sensitiven Messelementes liegen. Ausführungsformen der Erfindung sind bei allen Weg- und/oder Winkelgebern einsetzbar, welche die Änderung der Magnetflussdichterichtung auswerten, wie beispielsweise Hallsensoren, insbesondere so genannte 2D oder 3D Hallsensoren oder auch xMR Sensoren, wie z.B. AMR oder GMR Sensoren. Insbesondere sensitive Messelemente, welche die Flussdichte in zwei oder drei Raumrichtungen messen, bieten zahlreiche Möglichkeiten durch Kombination von Magnetisierungsrichtung der Magnete und die Anordnung des mindestens einen Stützmagneten zu dem mindestens einen Nutzmagneten, die Anforderungen der sensitiven Messelemente zu erfüllen, wie beispielsweise 3D-Hall Sensoren mit mindestens einem Fluxkonzentrator.
  • Der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet sorgt für die Drehung des Magnetfeldvektors am Ort des feststehenden sensitiven Messelements und somit für die Signaländerung im sensitiven Messbereich. Der feststehende mindestens eine Stützmagnet sorgt für einen feststehenden sich nicht drehenden Magnetfeldvektor und eine ausreichender Flussdichte am Ort des feststehenden sensitiven Messelements sobald der mindestens eine Nutzmagnet sich zu weit vom feststehenden sensitiven Messelement entfernt hat. Das von dem feststehenden mindestens einen Stützmagneten erzeugte Magnetfeld und der nicht drehende Magnetfeldvektor können zur Erzeugung eines konstanten Ausgangsignals im feststehenden Klemmbereich genutzt werden. Der mindestens eine Stützmagnet ist sinnvollerweise so ausgerichtet, dass dessen Magnetisierungsrichtung in dem Moment, wenn der mindestens eine Nutzmagnet den Messbereich des sensitiven Messelements verlässt, die zuletzt gemessene Magnetfeldrichtung beibehält, also einen konstanten Messwinkel bereitstellt, welcher im Verlauf der vorherigen Messung bis hin zum Verlassen des Messbereichs des sensitiven Messelements durch den mindestens einen Nutzmagneten nicht vorher gemessen wurde.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil zur Verfügung, wobei sich mindestens eine räumliche Komponente eines magnetischen Felds einer magnetischen Messanordnung durch die Bewegung des Bauteils über den zu erfassenden Weg ändern und dadurch die Position des bewegten Bauteils in Bezug zu einem ortsfesten sensitiven Messelement detektierbar ist. Erfindungsgemäß erzeugen mindestens ein Nutzmagnet, welcher mit dem bewegten Bauteil verbunden ist, und mindestens ein Stützmagnet, welcher ortsfest im Messbereich des sensitiven Messelements angeordnet ist, das magnetische Feld.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass der feststehende mindestens eine Stützmagnet einen konstanten feststehenden ersten Magnetfeldvektor am Ort des sensitiven Messelements erzeugt. Der konstante feststehende erste Magnetfeldvektor des feststehenden mindestens einen Stützmagneten kann am Ort des sensitiven Messelements einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine Normale der Messfläche des sensitiven Messelements aufweisen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet beim Eintreten in den Messbereich des sensitiven Messelements am Ort des sensitiven Messelements einen drehenden zweiten Magnetfeldvektor erzeugen, dessen Magnetfeld das Magnetfeld des mindestens einen Stützmagneten überlagert. Zur Erzeugung des drehenden zweiten Magnetfeldvektors am Ort des sensitiven Messelements können mehrere Nutzmagnete oder nur ein Nutzmagnet mit dem bewegten Bauteil verbunden werden. Bei der Verwendung von mehreren Nutzmagneten können diese kleiner als ein einzelner Nutzmagnet ausgeführt werden, um den drehenden zweiten Magnetfeldvektors am Ort des sensitiven Messelements zu erzeugen. Durch eine angepasste Verteilung der kleineren Nutzmagnete kann der vorhandene Bauraum auf dem bewegten Bauteils optimal genutzt und der gewünschte zweite Magnetfeldvektor erzeugt werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung können die Magnetsierungen des mindestens einen Nutzmagneten und des mindestens einen Stützmagneten einen vorgegebenen Winkel zueinander aufweisen. Durch die vorgegebenen Magnetisierungsrichtungen der Magnete kann am Ort des sensitiven Messelements ein vorgegebener Winkelbereich der Magnetfeldvektoren in Bezug auf eine Normale der Messfläche des sensitiven Messelements vorgegeben werden, so dass der Magnetkreis der Sensoranordnung durch die beliebigen Magnetisierungswinkel einfach an verschiedene Einsatzfälle und/oder Einbauräume angepasst werden kann.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann das sensitive Messelement auf einer Leiterplatte angeordnet werden, welche eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist. So kann der feststehende mindestens eine Stützmagnet beispielsweise auf der gleichen Oberfläche der Leiterplatte neben dem sensitiven Messelement oder auf einer anderen Oberfläche der Leiterplatte unter oder neben dem sensitiven Messelement oder in einem Durchgangsloch der Leiterplatte angeordnet werden. Um den mindestens einen Stützmagneten möglichst klein ausführen zu können, wird der mindestens eine Stützmagnet vorzugsweise möglichst nahe am sensitiven Messelement, d.h. mit einem möglichst kleinen Abstand zum sensitiven Messelement angeordnet. Bei der Verwendung von mehreren Stützmagneten können die möglichen Anordnungspositionen der einzelnen Stützmagnete kombiniert werden. Durch die Auswahl der Lage des mindestens einen Stützmagneten zum sensitiven Messelement kann am Ort des sensitiven Messelements der Winkel des feststehenden Magnetfeldvektors in Bezug auf die Normale der Messfläche des sensitiven Messelements in vorteilhafter Weise einfach vorgegeben werden. Die Richtung des Stützmagnetfelds wird passend zum Ort des Stützmagneten und der Magnetisierung des beweglichen mindestens einen Nutzmagneten ausgewählt. Zudem kann der feststehende Stützmagnet zusammen mit einem ferromagnetischen Flussleitstück montiert werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann das sensitive Messelement als Teil eines Auswertebausteins ausgeführt werden. Der Auswertebaustein ist vorzugsweise als ASIC (Anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) ausgeführt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann der zu erfassenden Weg eine Translationsbewegung oder eine Drehbewegung repräsentieren.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil.
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der einzelnen Komponenten der magnetischen Messanordnung für die erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil aus 1.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht der magnetischen Messanordnung zur Darstellung von verschiedenen Positionen zur Anordnung eines Stützmagneten für die magnetische Messanordnung.
  • 4 zeigt eine Draufsicht der magnetischen Messanordnung aus 3.
  • 5 zeigt eine Seitenansicht der magnetischen Messanordnung zur Darstellung von weiteren Positionen zur Anordnung eines Stützmagneten für die magnetische Messanordnung.
  • 6 zeigt eine Draufsicht der magnetischen Messanordnung aus 5.
  • 7 und 8 zeigen jeweils eine charakteristische Kennlinie der magnetischen Messanordnung aus 2.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil 5 eine magnetische Messanordnung 10, wobei sich mindestens eine räumliche Komponente eines magnetischen Felds der magnetischen Messanordnung 10 durch die Bewegung des Bauteils 5 über den zu erfassenden Weg R ändern und dadurch die Position des bewegten Bauteils 5 in Bezug zu einem ortsfesten sensitiven Messelement 16.1 detektierbar ist. Erfindungsgemäß erzeugen mindestens ein Nutzmagnet 18, welcher mit dem bewegten Bauteil 5 verbunden ist, und mindestens ein Stützmagnet 12, welcher ortsfest im Messbereich des sensitiven Messelements 16.1 angeordnet ist, das magnetische Feld.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel repräsentiert das bewegte Bauteil 5 einen bewegten Kolben, welcher beispielsweise durch eine Bremspedalbetätigung translatorisch in einem Zylinder 7 eines Bremskraftverstärkers bewegt wird. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind der mindestens eine Stützmagnet 12 und ein beispielsweise als ASIC ausgeführter Auswertebaustein 16 ortsfest auf einer Leiterplatte 14 angeordnet, welche an einem Gehäuse 3 des Bremskraftverstärkers befestigt ist. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist das sensitive Messelement 16.1 als Teil des Auswertebausteins 16 ausgeführt.
  • Der feststehende mindestens eine Stützmagnet 12 erzeugt einen konstanten feststehenden ersten Magnetfeldvektor am Ort des sensitiven Messelements 16.1. Zudem weist der konstante feststehende erste Magnetfeldvektor des feststehenden mindestens einen Stützmagneten 12 am Ort des sensitiven Messelement 16.1 einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine Normale der Messfläche des sensitiven Messelements 16.1 auf. Die Intensität bzw. Länge des Magnetfeldvektors ist vom Abstand L1 zwischen dem Stützmagneten 12 und dem sensitiven Messelement 16.1 abhängig.
  • Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, erzeugt der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet 18 beim Eintreten in den Messbereich des sensitiven Messelements 16.1 am Ort des sensitiven Messelements 16.1 einen drehenden zweiten Magnetfeldvektor, dessen Magnetfeld das Magnetfeld des mindestens einen Stützmagneten 12 überlagert. Der Messbereich des sensitiven Messelements 16.1 ist in 2 durch einen Abstand A repräsentiert. Die Intensität bzw. aktuelle Länge des drehenden Magnetfeldvektors des bewegten mindestens einen Nutzmagneten 18 am Ort des feststehenden sensitiven Messelements 16.1 ist vom Abstand zum sensitiven Messelement 16.1 abhängig. Die maximale Länge des drehenden Magnetfeldvektors ist vom Luftspalt L2 zwischen dem mindestens einen Nutzmagneten 18 und dem sensitiven Messelement 16.1 abhängig.
  • Zur Anpassung an verschiedene Einsatzfälle und/oder Einbauräume weisen die Magnetsierungen des mindestens einen Nutzmagneten 18 und des mindestens einen Stützmagneten 12 einen vorgegebenen Winkel zueinander auf.
  • Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, kann der feststehende mindestens eine Stützmagnet 12 und das sensitive Messelement 16.1 auf verschiedenen Oberflächen 14.1, 14.2 der Leiterplatte 14 angeordnet werden. Durch die Auswahl der Lage des mindestens einen Stützmagneten 12 zum sensitiven Messelement 16.1 und durch die Magnetisierungsrichtung des mindestens einen Stützmagneten 12 kann am Ort des sensitiven Messelements 16.1 der Winkel des feststehenden Magnetfeldvektors in Bezug auf die Normale der Messfläche des sensitiven Messelements 16.1 in vorteilhafter Weise einfach vorgegeben werden. In 3 und 4 sind verschiedene mögliche Positionen für die Anordnung des gestrichelt gezeichneten Stützmagneten 12 dargestellt. So kann der Stützmagnet beispielsweise direkt über dem sensitiven Messelement 16.1 oder unter einem vorgegebenen Winkel mit verschiedenen Abständen zum sensitiven Messelement 16.1 angeordnet werden. Alternativ kann der Stützmagnet 12 bei einer nicht dargestellten Ausführungsform auf der gleichen Oberfläche 14.1 oder 14.2 der Leiterplatte 14 neben dem sensitiven Messelement 16.1 oder in einem Durchgangsloch der Leiterplatte 14 angeordnet werden. Um den mindestens einen Stützmagneten 12 möglichst klein ausführen zu können, wird der mindestens eine Stützmagnet 12 vorzugsweise möglichst nahe am sensitiven Messelement 16.1, d.h. mit einem möglichst kleinen Abstand zum sensitiven Messelement 16.1 angeordnet.
  • Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel von rechts (N) nach links (S) magnetisiert, d.h. der Nordpol N ist rechts angeordnet und der Südpol S ist links angeordnet, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel nur ein Nutzmagnet 18 verwendet wird. Alternativ können mehrere Nutzmagnete 18 mit aufeinander abgestimmten Magnetisierungsrichtungen und Positionen am bewegten Bauteil 5 verwendet werden, um den drehenden zweiten Magnetfeldvektor am Ort des sensitiven Messelements 16.1 zu erzeugen. So kann der mindestens eine Nutzmagnet 18 beispielsweise auch eine Magnetisierungsrichtung in der Darstellung von oben nach unten, d.h. Nordpol N oben, Südpol S unten, oder von unten nach oben, d.h. Südpol oben, Nordpol N unten, aufweisen. Zudem kann der mindestens eine Nutzmagnet 18 auch eine schräge Magnetisierungsrichtung aufweisen. Für den mindestens einen Stützmagneten 12 ist keine Magnetisierungsrichtung angegeben. In Abhängigkeit von der Position des mindestens einen Stützmagneten 12 und der Magnetisierung des beweglichen mindestens einen Nutzmagneten 18 können verschiedene Magnetisierungsrichtungen für den mindestens einen Stützmagnet 12 vorgegeben werden. So kann der mindestens eine Stützmagnet 12 beispielsweise in die gleiche Richtung wie der mindestens eine Nutzmagnet 18, also von rechts nach links magnetisiert sein. Alternativ ist auch eine Magnetisierungsrichtung von oben nach unten, d.h. Nordpol N oben, Südpol S unten, oder von unten nach oben, d.h. Südpol oben, Nordpol N unten, für den mindestens einen Stützmagneten 12 vorstellbar. Zudem kann der mindestens eine Stützmagnet 12 eine schräge Magnetisierungsrichtung aufweisen. Die Magnetisierungsrichtungen des mindestens einen Stützmagneten 12 und des Nutzmagneten 18 ermöglichen ebenfalls die Vorgabe der Richtung der korrespondierenden Magnetfeldvektoren am Ort des sensitiven Messelements 16.1. Die in 4 dargestellten Magnetisierungsrichtungen der Stützmagnete 12 sind beispielhaft. Selbstverständlich können auch andere Magnetisierungsrichtungen vorgegeben werden.
  • Wie aus 5 und 6 ersichtlich ist, kann der feststehende Stützmagnet 12 sowohl auf der gleichen Oberfläche 14.1 der Leiterplatte 14 wie das sensitive Messelement 16.1 als auch auf einer anderen Oberflächen 14.2 der Leiterplatte 14. angeordnet werden. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch die Auswahl der Lage des mindestens einen Stützmagneten 12 zum sensitiven Messelement 16.1 und durch die Magnetisierungsrichtung des mindestens einen Stützmagneten 12 der Winkel des feststehenden Magnetfeldvektors in Bezug auf die Normale der Messfläche des sensitiven Messelements 16.1 am Ort des sensitiven Messelements 16.1 einfach vorgegeben werden. In 5 und 6 sind verschiedene mögliche Positionen für die Anordnung des gestrichelt gezeichneten mindestens einen Stützmagneten 12 dargestellt. Wie oben bereits ausgeführt wurde, können beliebige Magnetisierungsrichtungen für den mindestens einen Stützmagneten 12 bzw. den mindestens einen Nutzmagneten 18 vorgegeben werden, wobei die in 5 und 6 dargestellten Magnetisierungsrichtungen der Stützmagnete 12 und des Nutzmagneten 18 nur beispielhaft sind.
  • Wie aus den charakteristischen Kennlinien der 7 und 8 ersichtlich ist, sorgt der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet 18 für die Drehung des Magnetfeldvektors am Ort des feststehenden sensitiven Messelements 16.1 und somit für die Signaländerung im Messbereich A des sensitiven Messelements 16.1. Der feststehende mindestens eine Stützmagnet 18 sorgt für einen feststehenden sich nicht drehenden Magnetfeldvektor und eine ausreichende Flussdichte sobald der mindestens eine Nutzmagnet 18 sich zu weit vom Ort des feststehenden sensitiven Messelements 16.1 entfernt hat. Der konstante Magnetfeldvektor wird zur Erzeugung eines konstanten Ausgangsignals im feststehenden Klemmbereich genutzt. Der mindestens eine Stützmagnet 12 ist in vorteilhafter Weise so ausgerichtet, dass dessen Magnetisierungsrichtung in dem Moment, wenn der Nutzmagnet 18 den Messbereich A des sensitiven Messelement 16.1 verlässt, die zuletzt gemessene Magnetfeldrichtung beibehält, also einen konstanten Messwinkel bereitstellt, der im Verlauf der vorherigen Messung bis hin zum Verlassen des Messbereichs A des sensitiven Messelement 16.1 nicht vorher gemessen wurde.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen entspricht der zu erfassenden Weg R einer Translationsbewegung des bewegten Bauteils 3. Alternativ können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil 5 auch zur Erfassung einer Drehbewegung eingesetzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009055104 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil (5), wobei sich mindestens eine räumliche Komponente eines magnetischen Felds einer magnetischen Messanordnung (10) durch die Bewegung des Bauteils (5) über den zu erfassenden Weg (R) ändern und dadurch die Position des bewegten Bauteils (5) in Bezug zu einem ortsfesten sensitiven Messelement (16.1) detektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nutzmagnet (18), welcher mit dem bewegten Bauteil (5) verbunden ist, und mindestens ein Stützmagnet (12), welcher ortsfest im Messbereich des sensitiven Messelements (16.1) angeordnet ist, das magnetische Feld erzeugen.
  2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende mindestens eine Stützmagnet (12) einen konstanten feststehenden ersten Magnetfeldvektor am Ort des sensitiven Messelements (16.1) erzeugt.
  3. Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante feststehende erste Magnetfeldvektor des feststehenden mindestens einen Stützmagneten (12) am Ort des sensitiven Messelement (16.1) einen vorgegebenen Winkel in Bezug auf eine Normale der Messfläche des sensitiven Messelements (16.1) aufweist.
  4. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche mindestens eine Nutzmagnet (18) beim Eintreten in den Messbereich des sensitiven Messelements am Ort des sensitiven Messelements (16.1) einen drehenden zweiten Magnetfeldvektor erzeugt, dessen Magnetfeld das Magnetfeld des mindestens einen Stützmagneten (12) überlagert.
  5. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsierungen des mindestens einen Nutzmagneten (18) und des mindestens einen Stützmagneten (12) einen vorgegebenen Winkel zueinander aufweisen.
  6. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das sensitive Messelement (16.1) auf einer Leiterplatte (14) angeordnet ist, welche eine erste Oberfläche (14.1) und eine zweite Oberfläche (14.2) aufweist.
  7. Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende mindestens eine Stützmagnet (12) auf der gleichen Oberfläche (14.1) der Leiterplatte (14) neben dem sensitiven Messelement (16.1) oder auf einer anderen Oberfläche (14.2) der Leiterplatte (14) unter oder neben dem sensitiven Messelement (16.1) oder in einem Durchgangsloch der Leiterplatte (14) angeordnet ist.
  8. Sensoranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende mindestens eine Stützmagnet (12) zusammen mit einem ferromagnetischen Flussleitstück montiert ist.
  9. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das sensitive Messelement (16.1) als Teil eines Auswertebausteins (16) ausgeführt ist.
  10. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zu erfassenden Weg (R) eine Translationsbewegung oder eine Drehbewegung repräsentiert.
DE102014205566.0A 2014-03-26 2014-03-26 Sensoranordnung zur Wegerfassung an einem bewegten Bauteil Pending DE102014205566A1 (de)

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