DE102014206363A1

DE102014206363A1 - angle encoder

Info

Publication number: DE102014206363A1
Application number: DE102014206363.9A
Authority: DE
Inventors: Eduard Maiterth; Joerg Siedentopf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2015149981A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Winkelgeber (1) mit einer Sensoreinheit (20) und einer Gebereinheit (10), welche über eine Ansteuereinrichtung (30) eine Bewegung eines zu sensierenden Hebels erfährt, wobei die Sensoreinheit (20) die Bewegung der Gebereinheit (10) erfasst und ein die Bewegung repräsentierendes Ausgabesignal ausgibt, wobei mindestens eine Kundenschnittstelle (2) vorgesehen ist, welche die Ansteuereinrichtung (30) mit dem zu sensierenden Hebel koppelt und/oder das Ausgabesignal der Sensoreinheit (20) ausgibt und/oder den Winkelgeber (1) positioniert und/oder befestigt. Erfindungsgemäß ist die Geometrie der mindestens einen Kundenschnittstelle (2) mittels getrennter Konstruktionsteile variabel ausgebildet, wobei zur Ausbildung der mindestens einen Kundenschnittstelle (2) mindestens zwei geometrisch variable Konstruktionsteile wahlweise mit einem geometrisch gleichen Konstruktionsteil kombinierbar sind.The invention relates to an angle transmitter (1) having a sensor unit (20) and a transmitter unit (10) which experiences a movement of a lever to be sensed via a drive device (30), the sensor unit (20) detecting the movement of the transmitter unit (10) and outputs an output signal representing the movement, wherein at least one customer interface (2) is provided, which couples the drive device (30) to the lever to be sensed and / or outputs the output signal of the sensor unit (20) and / or positions the angle transmitter (1) and / or attached. According to the invention, the geometry of the at least one customer interface (2) is designed variably by means of separate structural parts, wherein at least two geometrically variable construction parts can optionally be combined with a geometrically identical construction part to form the at least one customer interface (2).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Winkelgeber nach Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to an angle transmitter according to the preamble of independent claim 1.

Üblicherweise werden bei der Fertigung eines Winkelgebers separate Baugruppen, insbesondere eine Sensoreinheit und eine Gebereinheit, zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst und vorgefertigt. Der fertig montierte Winkelgeber wird dann an einen Lagerbock eines zu sensierenden Hebels angebracht. Der Winkelgeber, welcher beispielsweise über einen Mitnehmer mit dem Hebel verbunden ist, misst einen Weg bzw. einen Drehwinkel des zu sensierenden Hebels, welcher beispielsweise als Tretkurbel insbesondere als Pedal oder als Klinke usw. ausgeführt sein kann. Winkelgeber, die zur Winkelerfassung einer drehenden Pedalwelle eingesetzt werden können, sind in der Regel so konzipiert, dass die Kundenschnittstellen des Winkelgebers auf eine ganz bestimmte Anwendung und/oder eine ganz bestimmte Einbauumgebung ausgelegt sind. Die Kundenschnittstellen des Winkelgebers betreffen beispielsweise Befestigungsgeometrie, Positioniergeometrie, Geometrie der elektrischen Kontaktierung, Ansteuergeometrie usw. Soll der Winkelgeber für eine andere Anwendung oder eine andere Einbauumgebung eingesetzt werden, so müssen entweder die Anwendung und/oder Einbauumgebung an die Kundenschnittstellen des Winkelgebers angepasst werden, oder die Kundenschnittstellen des Winkelgebers müssen an die Anwendung und/oder Einbauumgebung angepasst werden. Beides ist mit erheblichem Zusatzaufwand verbunden.Usually, in the manufacture of an angle encoder, separate modules, in particular a sensor unit and a transmitter unit, are combined and prefabricated to form a common unit. The fully assembled angle encoder is then attached to a bearing block of a lever to be sensed. The angle sensor, which is connected for example via a driver with the lever, measures a path or a rotation angle of the lever to be sensed, which can be designed, for example, as a pedal crank in particular as a pedal or as a pawl. Angle encoders, which can be used to detect the angle of a rotating pedal shaft, are typically designed so that the customer interfaces of the angle encoder are designed for a specific application and / or installation environment. The customer interfaces of the angle encoder concern, for example, mounting geometry, position geometry, geometry of the electrical contact, control geometry, etc. If the angle sensor for a different application or a different installation environment are used, either the application and / or installation environment must be adapted to the customer interface of the angle encoder, or The customer interfaces of the angle encoder must be adapted to the application and / or installation environment. Both are associated with considerable additional effort.

In der DE 10 2007 000 649 A1 wird beispielsweise ein Montageaufbau für eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung mit einer Sensoreinheit und einer Gebereinheit beschrieben. Die Gebereinheit erfährt über einen Mitnehmer eine Bewegung eines Hebels, so dass die Sensoreinheit diese Bewegung erfasst, wobei die Gebereinheit und die Sensoreinheit separate Gehäuse aufweisen, welche miteinander verbunden werden. Hierbei werden die beiden Gehäuse der Gebereinheit und der Sensoreinheit miteinander durch Laserschweißen verschweißt und durch Befestigungsschrauben über Montagestreben an einer Pedaleinheit befestigt.In the DE 10 2007 000 649 A1 For example, a mounting structure for a rotation angle detecting device having a sensor unit and a transmitter unit will be described. The transmitter unit learns about a driver movement of a lever, so that the sensor unit detects this movement, wherein the transmitter unit and the sensor unit having separate housing, which are interconnected. Here, the two housings of the transmitter unit and the sensor unit are welded together by laser welding and fastened by mounting screws on mounting struts on a pedal unit.

In der DE 10 2011 006 035 A1 wird beispielsweise eine Pedaleinheit mit einem Pedalhebel, einem Lagerbock und einem Weggeber offenbart, welcher einen Weg des Pedalhebels erfasst. Der an einen bestimmten Pedalhebel angepasste Weggeber umfasst eine Sensoreinheit und eine Gebereinheit, welche über einen Mitnehmer eine Bewegung des Pedalhebels erfährt, so dass die Sensoreinheit diese Bewegung erfasst. Die Gebereinheit und die Sensoreinheit weisen separate Gehäuse auf, welche miteinander verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Gehäusen der Gebereinheit und der Sensoreinheit ist durch mindestens eine hohle Nietverbindung realisiert, in deren Hohlraum mindestens ein Befestigungselement geführt ist. Zudem ist der Weggeber durch das mindestens eine durch den Hohlraum der hohlen Nietverbindung geführte Befestigungselement mit dem Lagerbock verbunden. Die Kundenschnittstellen des Weggebers, welche die Ansteuereinrichtung mit dem zu sensierenden Hebel koppeln und/oder das Ausgabesignal der Sensoreinheit ausgeben und/oder den Weggeber positionieren und/oder befestigen, sind speziell an die vorgegebene Einbauumgebung und den vorgegebenen zu sensierenden Pedalhebel angepasst.In the DE 10 2011 006 035 A1 For example, a pedal unit with a pedal lever, a bearing block and a displacement sensor is disclosed, which detects a path of the pedal lever. The displacement sensor adapted to a specific pedal lever comprises a sensor unit and a transmitter unit, which experiences a movement of the pedal lever via a driver, so that the sensor unit detects this movement. The transmitter unit and the sensor unit have separate housings which are connected to each other. The connection between the housings of the transmitter unit and the sensor unit is realized by at least one hollow rivet connection, in the cavity of which at least one fastening element is guided. In addition, the displacement sensor is connected to the bearing block by the at least one fastening element guided through the hollow space of the hollow rivet connection. The customer interfaces of the displacement sensor, which couple the control device with the lever to be sensed and / or output the output signal of the sensor unit and / or position and / or fix the displacement sensor, are specially adapted to the given installation environment and the predetermined pedal lever to be sensed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Winkelgeber mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine große Flexibilität für die Kundenschnittstellen des Winkelgebers erreicht werden kann und damit mittels geringen Kosten und Aufwand die unterschiedlichen Anwendungen und/oder Einbaubedingungen bedient werden können. Durch die getrennten Konstruktionsteile können geometrisch variable Konstruktionsteile der Kundenschnittstellen, welche beispielsweise Befestigungs-, Positionier-, Steckeraufnahme- und Ansteuerkonstruktionselemente umfassen, leicht getauscht und günstig hergestellt werden, insbesondere dann, wenn die variablen Konstruktionsteile als frei fallende Teile ausgeführt werden. Die geometrisch variablen Konstruktionsteile ergeben in Kombination mit den geometrisch gleichen Konstruktionsteilen in vorteilhafter Weise einen flexiblen Baukasten, welcher die Kundenwünsche bezüglich mechanischer Schnittstellen gut bedienen kann. Zudem ermöglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Winkelgebers einfache Montageprozesse.The angle encoder according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that a great deal of flexibility for the customer interfaces of the angle encoder can be achieved and thus the different applications and / or installation conditions can be operated by low cost and effort. Due to the separate structural parts geometrically variable structural parts of the customer interfaces, which include, for example, fastening, positioning, connector receiving and Ansteuerkonstruktionselementen easily exchanged and made cheap, especially if the variable construction parts are designed as free-falling parts. The geometrically variable structural parts, in combination with the geometrically identical structural parts, advantageously provide a flexible modular system which can easily serve the customer's wishes with regard to mechanical interfaces. In addition, embodiments of the angle encoder according to the invention enable simple assembly processes.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Winkelgeber zur Verfügung, welcher eine Sensoreinheit und einer Gebereinheit umfasst, welche über eine Ansteuereinrichtung eine Bewegung eines zu sensierenden Hebels erfährt. Die Sensoreinheit erfasst die Bewegung der Gebereinheit und gibt ein die Bewegung repräsentierendes Ausgabesignal aus. Des Weiteren ist mindestens eine Kundenschnittstelle vorgesehen, welche die Ansteuereinrichtung mit dem zu sensierenden Hebel koppelt und/oder das Ausgabesignal der Sensoreinheit ausgibt und/oder den Winkelgeber positioniert und/oder befestigt. Erfindungsgemäß ist die Geometrie der mindestens einen Kundenschnittstelle mittels getrennter Konstruktionsteile variabel ausgebildet, wobei zur Ausbildung der mindestens einen Kundenschnittstelle mindestens zwei geometrisch variable Konstruktionsteile wahlweise mit einem geometrisch gleichen Konstruktionsteil kombinierbar sind.Embodiments of the present invention provide an angle transmitter which comprises a sensor unit and a transmitter unit, which receives a movement of a lever to be sensed via a drive device. The sensor unit detects the movement of the encoder unit and outputs an output signal representing the movement. Furthermore, at least one customer interface is provided, which couples the control device with the lever to be sensed and / or outputs the output signal of the sensor unit and / or positions and / or fixes the angle transmitter. According to the invention, the geometry of the at least one customer interface is designed to be variable by means of separate structural parts, wherein at least two geometrically variable construction parts can optionally be combined with a geometrically identical structural part to form the at least one customer interface.

Unter einer Gebereinheit wird vorliegend eine Baueinheit verstanden, welche einen Signalgeber zur Erzeugung einer physikalischen Größe umfasst. Die erzeugte physikalische Größe ändert sich durch die Bewegung des zu sensierenden Hebels über den Mitnehmer mittelbar oder unmittelbar, so dass ein zurückgelegter Weg bzw. ein Drehwinkel des zu sensierenden Hebels ermittelt werden kann. Ein möglicher Signalgeber ist beispielsweise ein Dauermagnet. Die dazugehörige veränderbare physikalische Größe ist ein Magnetfeld, wobei Magnetfeldlinien des Magnetfelds ihre Richtung in vorteilhafter Weise durch die Bewegung des zu sensierenden Hebels ändern. Als weitere mögliche Signalgeber können Quellen von elektromagnetischen Wellen und/oder Schallwellen verwendet werden. Als physikalische Größe kann dann eine Amplitude und/oder Wellenlänge und/oder Wellenfrequenz verwendet werden, welche durch die Bewegung des Hebels verändert werden. Um den Signalgeber vor äußeren Einflüssen zu schützen kann dieser von einer Dichtung umgeben sein. In the present case, a transmitter unit is understood to be a module which includes a signal generator for generating a physical quantity. The generated physical variable changes indirectly or directly by the movement of the lever to be sensed via the driver so that a distance covered or a rotation angle of the lever to be sensed can be determined. A possible signal generator is for example a permanent magnet. The associated variable physical quantity is a magnetic field, wherein magnetic field lines of the magnetic field change their direction in an advantageous manner by the movement of the lever to be sensed. As other possible signal generator sources of electromagnetic waves and / or sound waves can be used. As the physical quantity, it is then possible to use an amplitude and / or wavelength and / or wave frequency, which are changed by the movement of the lever. To protect the signal transmitter against external influences, it may be surrounded by a seal.

Unter einer Sensoreinheit wird vorliegend eine Baueinheit verstanden, welche mindestens einen im Verhältnis zum Signalgeber feststehenden Sensor umfasst, welcher anhand der Änderung der vom Signalgeber erzeugten physikalischen Größe die Bewegung des zu sensierenden Hebels erfasst. Insbesondere kann die Winkelabhängigkeit bzw. Wegabhängigkeit der physikalischen Größe erfasst und ausgewertet werden. Je nach physikalischer Eigenschaft des Signalgebers umfasst die Sensoreinheit beispielsweise einen Hallsensor und/oder einen magnetoresistiven Sensor und/oder einen induktiven Sensor und/oder einen optische Sensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen Hochfrequenzsensor und/oder einen Radarsensor bzw. einen anderen geeigneten Sensor. Des Weiteren umfasst die Sensoreinheit eine Auswerteeinheit, welche die Änderung der physikalischen Größe in ein Ausgabesignal, vorzugsweise ein elektrisches Signal umwandelt. Eine Schnittstelle, welche beispielsweise als Steckverbindung ausgeführt ist, gibt das erzeugte Stellsignal zur Weiterverarbeitung an ein Steuergerät ab.In the present case, a sensor unit is understood to be a structural unit which comprises at least one sensor fixed relative to the signal generator, which detects the movement of the lever to be sensed on the basis of the change in the physical variable generated by the signal generator. In particular, the angle dependence or path dependence of the physical quantity can be detected and evaluated. Depending on the physical property of the signal generator, the sensor unit comprises, for example, a Hall sensor and / or a magnetoresistive sensor and / or an inductive sensor and / or an optical sensor and / or an ultrasonic sensor and / or a high-frequency sensor and / or a radar sensor or another suitable one Sensor. Furthermore, the sensor unit comprises an evaluation unit, which converts the change of the physical quantity into an output signal, preferably an electrical signal. An interface, which is designed for example as a plug-in connection, outputs the generated actuating signal for further processing to a control unit.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Winkelgebers möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 angle encoder are possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass die geometrisch variablen Konstruktionsteile als frei fallende Teile ausgeführt werden können. Dies ermögliche eine besonders kostengünstige Herstellung der variablen Konstruktionsteile.It is particularly advantageous that the geometrically variable structural parts can be designed as freely falling parts. This allows a particularly cost-effective production of the variable construction parts.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers kann das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer ersten Kundenschnittstelle zur Kopplung der Ansteuereinrichtung mit dem zu sensierenden Hebel als Drehhebel ausgeführt werden, welcher an einem Ende drehfest mit der Geberreinheit gekoppelt ist, und die geometrisch variablen Konstruktionsteile der ersten Kundenschnittstelle können jeweils als Mitnehmer ausgeführt werden, welche mit dem freien Ende des Drehhebel verbindbar sind. Der Mitnehmer kann vorzugsweise durch Aufstecken mit dem Drehhebel verbunden werden. Dies ermögliche eine einfache und schnelle Montage der Mitnehmer und somit eine einfache und schnelle Anpassung der ersten Kundenschnittstelle zur Kopplung der Ansteuereinrichtung mit dem zu sensierenden Hebel. Je nach Kundenwunsch kann der Mitnehmer in einer anderen Form gestaltet werden. Der Mitnehmer kann beispielsweise als Winkelhebel oder Gabelhebel ausgeführt werden.In an advantageous embodiment of the angle encoder according to the invention, the geometrically identical construction part of a first customer interface for coupling the control device with the lever to be sensed can be designed as a rotary lever which is rotatably coupled at one end to the transmitter unit, and the geometrically variable construction parts of the first customer interface can each as Carrier are running, which are connectable to the free end of the rotary lever. The driver can preferably be connected by plugging with the rotary lever. This allows a simple and quick installation of the driver and thus a simple and quick adaptation of the first customer interface for coupling the control device with the lever to be sensed. Depending on the customer's request, the driver can be designed in a different form. The driver can be performed for example as an angle lever or fork lever.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers kann der Drehhebel über eine Rückstellfeder in seine Ausgangsposition zurückgestellt werden. Hierbei wird das Federelement in vorteilhafter Weise am Gehäuse der Gebereinheit und am Drehhebel durch Einhaken, Verrasten, Kleben usw. angebracht. Die Rückstellkraft des Federelements bringt den Drehhebel mit dem Mitnehmer in seine Ausgangsposition zurück. Auf diese Weise erhält man eine konstante Grundeinstellung für einen unbetätigten Zustand, in welchem sich der zu sensierende Hebel ebenfalls in seiner Ausgangsposition befindet. Des Weiteren entsteht durch die Rückstellkraft des Federelements ein Toleranzversatz, welcher elastische Betätigungsverformungen des zu sensierenden Hebels ausgleicht und solche unerwünschten Verformungen nicht auf die Geberreinheit überträgt. In vorteilhafter Weise kann ein Federraum in der Gebereinheit zur Aufnahme der Rückstellfeder so geformt werden, dass die Rückstellfeder in unterschiedliche Positionen einbaubar ist, wobei der Drehhebel mit dem Mitnehmer in Abhängigkeit von der genutzten Einbauposition verschiedene Ausgangspositionen aufweisen kann und so einfach und schnell an verschiedene Anwendungen und/oder Einbaubedingungen angepasst werden kann.In a further advantageous embodiment of the angle encoder according to the invention, the rotary lever can be reset by a return spring to its original position. In this case, the spring element is advantageously attached to the housing of the encoder unit and the rotary lever by hooking, latching, gluing, etc. The restoring force of the spring element brings the rotary lever with the driver back to its original position. In this way, one obtains a constant basic setting for an unactuated state, in which the lever to be sensed is also in its starting position. Furthermore, due to the restoring force of the spring element, a tolerance offset which compensates for elastic actuation deformations of the lever to be sensed and does not transmit such undesired deformations to the transmitter unit is produced. Advantageously, a spring chamber in the encoder unit for receiving the return spring can be shaped so that the return spring can be installed in different positions, wherein the rotary lever with the driver depending on the used installation position may have different starting positions and so easily and quickly to various applications and / or installation conditions can be adjusted.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers kann das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer zweiten Kundenschnittstelle zur elektrischen Kontaktierung der Sensoreinheit als Leiterplatte ausgeführt werden, und die geometrisch variablen Konstruktionsteile der zweiten Kundenschnittstelle können jeweils als Steckeraufnahme ausgeführt werden, welche elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte verbindbar sind. Je nach Kundenwunsch können unterschiedliche Steckeraufnahmevarianten realisiert werden. Die Steckeraufnahmen unterscheiden sich beispielsweise durch ihre Außengeometrie und/oder Innengeometrie. Zur einfachen Montage können die Steckeraufnahmen mittels einer Nut-Federverbindung und/oder über Positionierzapfen an der Gebereinheit und/oder Sensoreinheit teilfixiert werden. Alternativ können die Steckeraufnahmen einteilig mit einer Deckeleinheit oder einem Gehäuse der Gebereinheit ausgeführt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine einfachere Abdichtung des Winkelgebers durch nur eine Dichtung erzielt werden, welche zwischen der Deckeleinheit und dem Gehäuse der Gebereinheit angeordnet werden kann.In a further advantageous embodiment of the angle encoder according to the invention, the geometrically identical construction part of a second customer interface for electrical contacting of the sensor unit can be designed as a printed circuit board, and the geometrically variable construction parts of the second customer interface can each be designed as a connector receptacle, which are electrically and mechanically connected to the circuit board. Depending on customer requirements, different types of plug receptacles can be realized. The plug receptacles differ, for example, by their external geometry and / or internal geometry. For easy installation, the Plug receptacles are partially fixed by means of a tongue and groove connection and / or positioning pins on the transmitter unit and / or sensor unit. Alternatively, the plug receptacles can be made in one piece with a cover unit or a housing of the encoder unit. As a result, an easier sealing of the angle sensor can be achieved by only one seal, which can be arranged between the cover unit and the housing of the transmitter unit in an advantageous manner.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Winkelgebers kann das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer dritten Kundenschnittstelle zur Positionierung und/oder Befestigung des Winkelgebers als Gehäuse der Gebereinheit ausgeführt werden, und die geometrisch variablen Konstruktionsteile der dritten Kundenschnittstelle können jeweils als Deckeleinheit und/oder als Grundplatte ausgeführt werden, welche mechanisch mit dem Gehäuse der Gebereinheit verbindbar sind. Die Deckeleinheit und/oder die Grundplatte können je nach Bedarf die Funktionen der Befestigung und Positionierung des Winkelgebers übernehmen. Das Gehäuse der Gebereinheit, die Deckeleinheit, die Grundplatte und die Steckeraufnahme können beispielsweise mittels Nieten kraft- und formschlüssig zusammengehalten werden. Alternativ kann auf die Nieten verzichtet werden, wenn die Grundplatte bzw. die Deckeleinheit mit dem Gehäuse der Gebereinheit über Rastnasen und Rastbügel transportsicher gehalten werden. Beim Kunden werden dann durch Anschrauben diese drei Komponenten kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Deckeleinheit kann auch geeignete Geometrieelemente zur Befestigung und/oder Positionierung des Winkelgebers aufweisen, so dass auf die Grundplatte verzichtet werden kann.In a further advantageous embodiment of the angle encoder according to the invention, the geometrically identical structural part of a third customer interface for positioning and / or attachment of the angle encoder can be designed as a housing of the encoder unit, and the geometrically variable structural parts of the third customer interface can be executed in each case as a cover unit and / or as a base plate, which are mechanically connectable to the housing of the encoder unit. The cover unit and / or the base plate can take over the functions of fastening and positioning of the angle encoder as needed. The housing of the encoder unit, the cover unit, the base plate and the plug receptacle can be held together in a force-locking and form-fitting manner, for example by means of rivets. Alternatively, can be dispensed with the rivets, if the base plate or the cover unit with the housing of the encoder unit via latching lugs and locking latch are kept safe to transport. At the customer, these three components are then connected to one another in a force-locking manner by screwing on. The cover unit may also have suitable geometric elements for fastening and / or positioning of the angle sensor, so that it is possible to dispense with the base plate.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Winkelgebers können beispielsweise in einer Pedaleinheit mit einem Pedalhebel und einem Lagerbock zur Ermittlung des Pedalwegs des Pedalhebels eingesetzt werden. Hierbei wird der Winkelgeber am Lagerbock des Pedalhebels befestigt und über den Mitnehmer mit dem Pedalhebel gekoppelt. Da der Winkelgeber bereits fertig montiert ist kann dieser schnell an jede beliebige Pedaleinheit angeschlossen werden.Embodiments of the angle encoder according to the invention can be used for example in a pedal unit with a pedal lever and a bearing block for determining the pedal travel of the pedal lever. Here, the angle sensor is attached to the bearing block of the pedal lever and coupled via the driver with the pedal lever. Since the angle encoder is already fully assembled, it can be quickly connected to any pedal unit.

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.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 1 shows a front perspective view of a first embodiment of an angle sensor according to the invention.

2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers aus 1. 2 shows a perspective side view of the first embodiment of an angle sensor according to the invention 1 ,

3 zeigt eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers aus 1 und 2. 3 shows a sectional view of the first embodiment of an angle sensor according to the invention 1 and 2 ,

4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Gebereinheit mit montierter Ansteuereinrichtung für den erfindungsgemäßen Winkelgeber aus 1 bis 3. 4 shows a perspective view of a transmitter unit with mounted control device for the angle sensor according to the invention 1 to 3 ,

5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Leiterplatte mit montierter Steckeraufnahme für den erfindungsgemäßen Winkelgeber aus 1 bis 3. 5 shows a perspective view of a printed circuit board with mounted connector receptacle for the angle encoder according to the invention 1 to 3 ,

6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Gebereinheit mit montierter Ansteuereinrichtung aus 4 und mit eingesetzter Leiterplatte mit montierter Steckeraufnahme aus 5. 6 shows a perspective view of the encoder unit with mounted drive device 4 and with inserted circuit board with mounted connector receptacle 5 ,

7 zeigt eine Detaildarstellung der Gebereinheit aus 4. 7 shows a detailed view of the encoder unit 4 ,

8 zeigt eine Detaildarstellung der Leiterplatte mit montierter Steckeraufnahme aus 5. 8th shows a detailed view of the circuit board with mounted connector receptacle 5 ,

9 zeigt eine Detaildarstellung der Gebereinheit mit eingesetzter Leiterplatte aus 6. 9 shows a detailed representation of the encoder unit with inserted circuit board 6 ,

10 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung von einzelnen Baugruppen des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers aus 1 bis 9. 10 shows an exploded perspective view of individual modules of the first embodiment of an angle sensor according to the invention 1 to 9 ,

11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Deckeleinheit eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 11 shows a perspective view of an embodiment of a cover unit of an angle encoder according to the invention.

12 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 12 shows a perspective top view of a second embodiment of an angle sensor according to the invention.

13 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 13 shows a perspective top view of a third embodiment of an angle sensor according to the invention.

14 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 14 shows a perspective top view of a fourth embodiment of an angle sensor according to the invention.

15 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers. 15 shows a perspective top view of a fifth embodiment of an angle sensor according to the invention.

16 zeigt eine Ansicht des fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers aus 15 ohne Ansteuereinrichtung von unten. 16 shows a view of the fifth embodiment of an angle sensor according to the invention 15 without control device from below.

17 zeigt eine Ansicht des fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers aus 15 von unten. 17 shows a view of the fifth embodiment of an angle sensor according to the invention 15 from underneath.

18 zeigt eine Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Winkelgebers von unten. 18 shows a view of a sixth embodiment of an angle encoder according to the invention from below.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 bis 18 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Winkelgebers 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F jeweils eine Sensoreinheit 20, 20A, 20B und eine Gebereinheit 10, welche über eine Ansteuereinrichtung 30, 30A, 30B, 30C eine Bewegung eines nicht dargestellten zu sensierenden Hebels erfährt. Die Sensoreinheit 20, 20A, 20B erfasst die Bewegung der Gebereinheit 10 und gibt ein die Bewegung repräsentierendes Ausgabesignal aus. Es ist mindestens eine Kundenschnittstelle 2, 2A, 2B, 2C, 2D vorgesehen, welche die Ansteuereinrichtung 30, 30A, 30B, 30C mit dem zu sensierenden Hebel koppelt und/oder das Ausgabesignal der Sensoreinheit 20, 20A, 20B ausgibt und/oder den Winkelgeber 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F positioniert und/oder befestigt. Erfindungsgemäß ist die Geometrie der mindestens einen Kundenschnittstelle 2, 2A, 2B, 2C, 2D mittels getrennter Konstruktionsteile variabel ausgebildet, wobei zur Ausbildung der mindestens einen Kundenschnittstelle 2, 2A, 2B, 2C, 2D mindestens zwei geometrisch variable Konstruktionsteile wahlweise mit einem geometrisch gleichen Konstruktionsteil kombinierbar sind. Die geometrisch variablen Konstruktionsteile sind vorzugsweise als frei fallende Teile ausgeführt.How out 1 to 18 can be seen, include the illustrated embodiments of an angle sensor according to the invention 1 . 1A . 1B . 1C . 1D . 1E . 1F one sensor unit each 20 . 20A . 20B and a transmitter unit 10 , which via a drive device 30 . 30A . 30B . 30C undergoes a movement of a lever, not shown, to be sensed. The sensor unit 20 . 20A . 20B detects the movement of the encoder unit 10 and outputs an output signal representing the movement. It is at least one customer interface 2 . 2A . 2 B . 2C . 2D provided, which the drive device 30 . 30A . 30B . 30C coupled with the lever to be sensed and / or the output signal of the sensor unit 20 . 20A . 20B outputs and / or the angle encoder 1 . 1A . 1B . 1C . 1D . 1E . 1F positioned and / or attached. According to the invention, the geometry of the at least one customer interface 2 . 2A . 2 B . 2C . 2D formed variable by means of separate structural parts, wherein for forming the at least one customer interface 2 . 2A . 2 B . 2C . 2D at least two geometrically variable construction parts can optionally be combined with a geometrically identical construction part. The geometrically variable structural parts are preferably designed as freely falling parts.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer ersten Kundenschnittstelle 2A zur Kopplung der Ansteuereinrichtung 30, 30A, 30B mit dem zu sensierenden Hebel als Drehhebel 32.1 ausgeführt, welcher an einem Ende drehfest mit der Gebereinheit 10 gekoppelt ist. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst die Ansteuereinrichtung 30, 30A, 30B den Drehhebel 32.1, eine Drehscheibe 32 und einen Mitnehmer 34, welcher mit dem zu sensierenden Hebel gekoppelt ist, wobei der Drehhebel 32.1 als Fortsatz der Drehscheibe 32 ausgeführt ist, welche drehfest mit einer Lagerwelle 16 der Gebereinheit 10 verbunden ist. Die geometrisch variablen Konstruktionsteile der ersten Kundenschnittstelle 2A sind jeweils als Mitnehmer 34 ausgeführt, welche mit dem freien Ende des Drehhebels 32.1 verbindbar sind. Der Mitnehmer 34 ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als Winkelhebel 34A oder Gabelhebel 34B ausgeführt. Selbstverständlich sind auch andere nicht dargestellte geometrische Ausführungsformen der variablen Konstruktionsteile der ersten Kundenschnittstelle 2A denkbar, um die Ansteuereinrichtung 30, 30A, 30B mit dem zu sensierenden Hebel zu koppeln. Die verschiedenen Ausführungsformen der Mitnehmer 34 weisen jeweils eine Aufnahmetasche 34.1 auf, in welche das freie Ende des Drehhebels 32.1 eingeführt und vorzugsweise verrastet ist, um die Verbindung zwischen dem Drehhebel 32.1 und dem Mitnehmer 34 herzustellen.How out 1 to 18 It can also be seen that the geometrically identical construction part is a first customer interface 2A for coupling the drive device 30 . 30A . 30B with the lever to be sensed as a rotary lever 32.1 executed, which rotatably at one end with the encoder unit 10 is coupled. In the illustrated embodiments, the drive means comprises 30 . 30A . 30B the rotary lever 32.1 , a hub 32 and a driver 34 , which is coupled to the lever to be sensed, wherein the rotary lever 32.1 as an extension of the turntable 32 is executed, which rotatably with a bearing shaft 16 the encoder unit 10 connected is. The geometrically variable construction parts of the first customer interface 2A are each as a driver 34 executed, which with the free end of the rotary lever 32.1 are connectable. The driver 34 is in the illustrated embodiments as an angle lever 34A or fork lever 34B executed. Of course, other not shown geometric embodiments of the variable construction parts of the first customer interface 2A conceivable to the driving device 30 . 30A . 30B to couple with the lever to be sensed. The various embodiments of the driver 34 each have a receiving pocket 34.1 on, in which the free end of the rotary lever 32.1 inserted and preferably latched to the connection between the rotary lever 32.1 and the driver 34 manufacture.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer zweiten Kundenschnittstelle 2B zur elektrischen Kontaktierung der Sensoreinheit 20, 20A, 20B als Leiterplatte 26 ausgeführt, und die geometrisch variablen Konstruktionsteile der zweiten Kundenschnittstelle 2B sind jeweils als Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D ausgeführt, welche elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte 26 verbindbar sind. Auf der Leiterplatte 26 ist mindestens ein beispielsweise als Hallelement ausgeführter Sensor 24 angeordnet. Zudem kann der Sensor 24 beispielsweise als ASIC (Anwendungsspezifischer integrierter Schaltungschip) mit sensitivem Messelement ausgeführt werden. Die Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D weisen jeweils eine Bodenplatte 27.1 mit gleichen äußeren Abmessungen auf, durch welche mit der Leiterplatte 26 kontaktierte Kontaktpins 29.1 geführt sind. Wie insbesondere aus 3 bis 6 ersichtlich ist, sind die Kontaktpins 29.1 vorzugsweise als Einlegepins ausgeführt, welche in korrespondierende Kontaktöffnungen der Leiterplatte 26 eingeführt sind. Als zusätzliche Befestigungsmittel sind an der Bodenplatte 27.1 abgewinkelte Befestigungszapfen 27.2 angeordnet, welche in korrespondierende Befestigungsöffnungen 26.2 der Leiterplatte 26 eingeführt und fixiert sind. Somit ist die Leiterplatte 26 mit dem Sensor 24 ein Gleichteil und die Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D mit der Bodenplatte 27.1 werden kundenspezifisch hergestellt. Die aus der Leiterplatte 26 und einer der Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D bestehende Montagebaugruppe wird mittels einer Nut-Federverbindung, welche durch die Bodenplatte 27.1 der jeweiligen Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D als Feder und einer im Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 ausgebildete Aufnahmenut 13 ausgebildet wird, und über Positionierungsöffnungen 26.1, welche an dem der Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D entgegengesetzten Ende in die Leiterplatte 26.1 eingebracht sind, auf dem Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 teilfixiert, wie insbesondere aus den 3 bis 9 ersichtlich ist. Die Positionierungsöffnungen 26.1 der Leiterplatte 26 werden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen auf am Gehäuse 12 der Gebereinheit 20 angeordnete Positionierungszapfen 12.2 aufgesteckt und fixiert. Zur seitlichen Führung der Leiterplatte sind am Gehäuse 12 der Gebereinheit weitere Positionierungsmittel in Form von Positionierungsstegen 12.3 angeordnet.How out 1 to 18 It can also be seen that the geometrically identical construction part is a second customer interface 2 B for electrical contacting of the sensor unit 20 . 20A . 20B as a circuit board 26 executed, and the geometrically variable structural parts of the second customer interface 2 B are each as plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D executed, which electrically and mechanically with the circuit board 26 are connectable. On the circuit board 26 is at least one example designed as a Hall element sensor 24 arranged. In addition, the sensor can 24 For example, as an ASIC (application specific integrated circuit chip) are executed with sensitive measuring element. The plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D each have a bottom plate 27.1 with the same outer dimensions, through which with the circuit board 26 contacted contact pins 29.1 are guided. As in particular from 3 to 6 is apparent, are the contact pins 29.1 preferably designed as insertion pins, which in corresponding contact openings of the circuit board 26 are introduced. As additional fasteners are on the bottom plate 27.1 Angled mounting pins 27.2 arranged, which in corresponding mounting holes 26.2 the circuit board 26 are introduced and fixed. Thus, the circuit board 26 with the sensor 24 a common part and the plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D with the bottom plate 27.1 are custom made. The from the circuit board 26 and one of the plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D existing assembly assembly is by means of a tongue and groove joint, which through the bottom plate 27.1 the respective connector receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D as a spring and one in the case 12 the encoder unit 10 trained receiving groove 13 is formed, and via positioning holes 26.1 , which at the plug receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D opposite end in the circuit board 26.1 are placed on the housing 12 the encoder unit 10 partially fixed, as in particular from the 3 to 9 is apparent. The positioning holes 26.1 of the circuit board 26 be in the illustrated embodiments on the housing 12 the encoder unit 20 arranged positioning pin 12.2 plugged and fixed. For lateral guidance of the circuit board are on the housing 12 the encoder unit further positioning means in the form of positioning webs 12.3 arranged.

Die verschiedenen Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D unterscheiden sich beispielsweise durch ihre Außengeometrien 28 und/oder Innengeometrien 29. Die Außengeometrien 28 der verschiedenen Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D sind beispielsweise unterschiedlich groß und/oder geformt und weisen verschiedene Führungsstege 28.1 und/oder Rastnasen 28.2 auf. Die Innengeometrien 29 der verschiedenen Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D sind beispielsweise unterschiedlich groß und/oder geformt und weisen verschiedene Kontaktpins 29.1, Führungsstege 29.2 und/oder Trennstege 29.3 auf. Die Außengeometrien 28 und/oder Innengeometrien 29 der verschiedenen Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D sind an den jeweiligen nicht dargestellten kundenspezifischen Stecker angepasst, welcher in die Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D eingesteckt wird.The different plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D differ, for example, by their external geometries 28 and / or internal geometries 29 , The outer geometries 28 the various connector receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D For example, are different sizes and / or shaped and have different guide webs 28.1 and / or locking lugs 28.2 on. The internal geometries 29 the various connector receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D For example, they are different in size and / or shape and have different contact pins 29.1 , Guide bars 29.2 and / or dividers 29.3 on. The outer geometries 28 and / or internal geometries 29 the various connector receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D are adapted to the respective custom connector, not shown, which is in the connector receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D is inserted.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist das geometrisch gleiche Konstruktionsteil einer dritten Kundenschnittstelle 2C zur Positionierung und/oder Befestigung des Winkelgebers 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F als Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 ausgeführt, und die geometrisch variablen Konstruktionsteile der dritten Kundenschnittstelle 2C sind jeweils als Deckeleinheit 22, 22A, 22B, welche die Sensoreinheit 20, 20A, 20B nach oben abschließt, und/oder als Grundplatte 40 ausgeführt, welche mechanisch mit dem Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 verbindbar sind.How out 1 to 18 It can also be seen that the geometrically identical construction part is a third customer interface 2C for positioning and / or fixing of the angle encoder 1 . 1A . 1B . 1C . 1D . 1E . 1F as a housing 12 the encoder unit 10 executed, and the geometrically variable structural parts of the third customer interface 2C are each as a lid unit 22 . 22A . 22B which the sensor unit 20 . 20A . 20B closes upwards, and / or as a base plate 40 executed, which mechanically with the housing 12 the encoder unit 10 are connectable.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die Deckeleinheit 22, 22A, 22B über Rastverbindungen mit dem Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 verbunden. Zur Herstellung der Rastverbindungen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an der Deckeleinheit 22, 22A, 22B mehrere Rastbügel 22.1 angeordnet, welche jeweils mit korrespondierenden am Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 angeordneten Rastnasen 12.1 verrastet werden. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist in der Deckeleinheit 22, 22A, 22B eine Aufnahmenut 23 eingebracht, welche mit der Bodenplatte 27.1 der jeweiligen Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D ebenfalls eine Nut-Federverbindung ausbildet. Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform können die Steckeraufnahmen 27, 27A, 27B, 27C, 27D einteilig mit der jeweiligen Deckeleinheit 22, 22A, 22B oder dem jeweiligen Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 ausgeführt werden.How out 1 to 18 is further apparent, in the illustrated embodiments, the cover unit 22 . 22A . 22B via locking connections with the housing 12 the encoder unit 10 connected. For the preparation of the locking connections are in the illustrated embodiment of the cover unit 22 . 22A . 22B several locking bars 22.1 arranged, each with corresponding on the housing 12 the encoder unit 10 arranged locking lugs 12.1 be locked. In the illustrated embodiments is in the cover unit 22 . 22A . 22B a receiving groove 23 introduced, which with the bottom plate 27.1 the respective connector receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D also forms a tongue and groove joint. In an alternative embodiment, not shown, the plug receptacles 27 . 27A . 27B . 27C . 27D in one piece with the respective cover unit 22 . 22A . 22B or the respective housing 12 the encoder unit 10 be executed.

Analog zur Deckeleinheit 22, 22A, 22B ist auch die Grundplatte 40 über Rastverbindungen mit dem Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 verbunden. Zur Herstellung der Rastverbindungen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an der Grundplatte 40 mehrere Rastbügel 44 angeordnet, welche jeweils mit korrespondierenden am Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 angeordneten Rastnasen 12.1 verrastet werden. Zudem weist die Grundplatte 40 mehrere Positionierungszapfen 42 auf, welche die Grundplatte 40 lagerichtig am Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 positionieren. Zur lagerichtigen Positionierung des Winkelgebers 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F in der Einbauumgebung weist die Deckeleinheit 22, 22A, 22B und/oder die Grundplatte 40 entsprechende als Positionierungszapfen 7, 9 ausgeführte Positionierungsmittel auf, welche mit zugehörigen nicht dargestellten kundenspezifischen Positionierungsöffnungen in der Einbauumgebung korrespondieren.Analogous to the cover unit 22 . 22A . 22B is also the base plate 40 via locking connections with the housing 12 the encoder unit 10 connected. For the preparation of the locking connections are in the illustrated embodiment of the base plate 40 several locking bars 44 arranged, each with corresponding on the housing 12 the encoder unit 10 arranged locking lugs 12.1 be locked. In addition, the base plate 40 several positioning pins 42 on which the base plate 40 in the correct position on the housing 12 the encoder unit 10 position. For positionally correct positioning of the angle encoder 1 . 1A . 1B . 1C . 1D . 1E . 1F in the installation environment, the lid unit points 22 . 22A . 22B and / or the base plate 40 corresponding as positioning pin 7 . 9 executed positioning means which correspond with associated, not shown custom positioning openings in the installation environment.

Wie aus 1 bis 18 weiter ersichtlich ist, sind die Deckeleinheit 22, 22A, 22B und das Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Kunststoffteile ausgeführt und zusätzlich durch zwei Nietverbindungen miteinander verbunden. Die Nietverbindungen umfassen jeweils eine Hohlniet 3 und korrespondierende am Rand der Deckeleinheit 22, 22A, 22B und am Rand des Gehäuses 12 der Gebereinheit 10 angeordnete Einführöffnungen 5, welche die Hohlnieten 3 aufnehmen. Die Hohlnieten 3 werden durch die vorgesehenen Einführungsöffnungen 5 in der Deckeleinheit 22, 22A, 22B und im Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 geführt und nach dem Einführen durch entsprechende Werkzeuge aufgeweitet und vernietet. Dadurch wird die jeweilige Deckeleinheit 22, 22A, 22B und das Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 mit der jeweiligen Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D kraft- und formschlüssig zusammengehalten und die Hohlnieten 3 sind unverlierbar mit der entstehenden Baueinheit verbunden. Bei dem in 1 bis 10 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Winkelgebers 1A, welcher auch eine Grundplatte 40 zur Positionierung und Befestigung des Winkelgebers 1A umfasst, sind die Hohlniete 3 auch durch eine entsprechende Einführöffnung 5 in der Grundplatte 40 geführt, so dass die Deckeleinheit 22A, das Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 mit der jeweiligen Steckeraufnahme 27, 27A, 27B, 27C, 27D und die Grundplatte 40 kraft- und formschlüssig zusammengehalten werden. Zur Befestigung des Winkelgebers 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F im Einbauraum können in den Hohlräumen der Hohlnieten 3 jeweils ein nicht dargestelltes Befestigungselement geführt werden. Alternativ können an der Grundplatte 40 oder an der Deckeleinheit 22B zusätzliche Befestigungsöffnungen 22.2 vorgesehen werden, durch welche entsprechende Befestigungselemente geführt werden können.How out 1 to 18 it can be seen further, the cover unit 22 . 22A . 22B and the case 12 the encoder unit 10 executed in the illustrated embodiments as plastic parts and additionally connected to each other by two rivet connections. The riveted joints each comprise a rivet 3 and corresponding at the edge of the lid unit 22 . 22A . 22B and on the edge of the case 12 the encoder unit 10 arranged insertion openings 5 , which are the hollow rivets 3 take up. The hollow rivets 3 be through the provided entry openings 5 in the lid unit 22 . 22A . 22B and in the case 12 the encoder unit 10 guided and widened after insertion by appropriate tools and riveted. As a result, the respective cover unit 22 . 22A . 22B and the case 12 the encoder unit 10 with the respective plug receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D positively and positively held together and the hollow rivets 3 are permanently connected to the resulting unit. At the in 1 to 10 illustrated first embodiment of the angle sensor 1A which also has a base plate 40 for positioning and fixing the angle encoder 1A includes, are the hollow rivets 3 also by a corresponding insertion opening 5 in the base plate 40 guided so that the cover unit 22A , the case 12 the encoder unit 10 with the respective plug receptacle 27 . 27A . 27B . 27C . 27D and the base plate 40 are held together in a positive and positive manner. For fastening the angle encoder 1 . 1A . 1B . 1C . 1D . 1E . 1F in the installation space can in the cavities of the hollow rivets 3 each one unillustrated fastener are performed. Alternatively, on the base plate 40 or on the lid unit 22B additional mounting holes 22.2 be provided, through which corresponding fasteners can be performed.

Wie aus 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1A einen Winkelhebel 34A als Mitnehmer 34 zur Kopplung der Ansteuereinrichtung 30A mit dem nicht dargestellten zu sensierenden Hebel. Zur elektrischen Kontaktierung weist der erfindungsgemäße Winkelgeber 1A eine erste Steckeraufnahme 27A auf, deren Außengeometrie 28 und Innengeometrie 29 an einen kundenspeziellen nicht dargestellten ersten Stecker angepasst ist. Zur Befestigung und Positionierung weist der Winkelgeber 1A ein erste Deckeleinheit 22A und die Grundplatte 40 auf. How out 1 to 10 can be seen further comprises the illustrated first embodiment of the angle encoder according to the invention 1A an angle lever 34A as a driver 34 for coupling the drive device 30A with the lever, not shown, to be sensed. For electrical contacting, the angle encoder according to the invention 1A a first connector receptacle 27A on, their outer geometry 28 and internal geometry 29 is adapted to a customer-specific not shown first connector. For fastening and positioning, the angle sensor 1A a first cover unit 22A and the base plate 40 on.

Wie aus 11 ersichtlich ist, kann das dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Deckeleinheit 22B, welches zwei zusätzliche Befestigungsöffnungen 22.2 und zwei Positionierungszapfen 9 aufweist, als Positionier- und Befestigungselement verwendet werden, so dass in den in 12 bis 18 dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1B, 1C, 1D, 1E, 1F auf die Grundplatte 40 verzichtet werden kann. Wie aus 12 bis 18 weiter ersichtlich ist, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1B, 1C, 1D, 1E, 1F 1A der Mitnehmer 34 zur Kopplung der Ansteuereinrichtung 30B, 30C mit dem nicht dargestellten zu sensierenden Hebel jeweils als Gabelhebel 34B ausgeführt. Zur Befestigung und Positionierung weisen die dargestellten Winkelgeber 1B, 1C, 1D, 1E, 1F jeweils die zweite Deckeleinheit 22B und keine Grundplatte 40 auf.How out 11 can be seen, the illustrated second embodiment of the cover unit 22B which has two additional mounting holes 22.2 and two locating pins 9 has to be used as a positioning and fastening element, so that in the in 12 to 18 illustrated embodiments of the angle encoder according to the invention 1B . 1C . 1D . 1E . 1F on the base plate 40 can be waived. How out 12 to 18 is further apparent, is in the illustrated embodiments of the angle encoder according to the invention 1B . 1C . 1D . 1E . 1F 1A the driver 34 for coupling the drive device 30B . 30C with the lever, not shown, to be sensed each as a fork lever 34B executed. For fastening and positioning, the angle encoders shown have 1B . 1C . 1D . 1E . 1F in each case the second cover unit 22B and no base plate 40 on.

Wie aus 12 bis 15 weiter ersichtlich ist, unterscheiden sich die dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1B, 1C, 1D, 1E jeweils durch die unterschiedliche Ausführung der jeweiligen Steckeraufnahme 27A, 27B, 27C, 27D zur elektrischen Kontaktierung der erfindungsgemäßen Winkelgeber 1B, 1C, 1D, 1E. Die Außengeometrie 28 und Innengeometrie 29 der jeweiligen Steckeraufnahme 27A, 27B, 27C, 27D ist an den jeweiligen kundenspeziellen nicht dargestellten Stecker angepasst.How out 12 to 15 can be further seen, the illustrated embodiments of the angle encoder according to the invention differ 1B . 1C . 1D . 1E each by the different design of the respective connector receptacle 27A . 27B . 27C . 27D for electrical contacting of the angle sensor according to the invention 1B . 1C . 1D . 1E , The outer geometry 28 and internal geometry 29 the respective connector receptacle 27A . 27B . 27C . 27D is adapted to the respective customer-specific connector, not shown.

Wie insbesondere aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, nimmt das Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 eine im Gehäuse 12 fixierte Lagerbuchse 14 auf. Der Mitnehmer 34 ist über den Drehhebel 32.1 und die Drehscheibe 32 mit der Lagerwelle 16 verbunden, welche in der Lagerbuchse 14 der Gebereinheit 10 drehbeweglich gelagert ist und vom Mitnehmer 34 angetrieben wird. Hierbei führt die Lagerwelle 16 durch die Bewegung des Mitnehmers 34 eine Drehbewegung aus. Ein Signalgeber 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Dauermagnet ausgeführt und fest mit der Lagerwelle 16 verbunden, so dass der Signalgeber 18 sich mit der Lagerwelle 16 bewegt. Durch die Drehbewegung der Lagerwelle 16 ändert sich das von der Sensoreinheit 20, 20A, 20B beispielsweise über mindestens einen als Hallelement ausgeführten Sensor 24 erfasste Magnetfeld des Dauermagneten 18. Der in Bezug zum Signalgeber 18 feststehende Sensor 24 registriert die Änderung des Magnetfelds des Signalgebers 18. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der als Hallelement ausgeführte Sensor 24 auf der Leiterplatte 26 angeordnet und durch einen Luftspalt vom Signalgeber 18 der Gebereinheit 10 getrennt. Der als Hallelement ausgeführte Sensor 24 übersetzt eine Position des zu sensierenden Hebels und/oder des Drehhebels 32.1 in ein elektrisches Ausgabesignal.As in particular from 3 and 4 can be seen further, takes the case 12 the encoder unit 10 one in the housing 12 fixed bearing bush 14 on. The driver 34 is over the rotary lever 32.1 and the turntable 32 with the bearing shaft 16 connected, which in the bearing bush 14 the encoder unit 10 is rotatably mounted and the driver 34 is driven. Here, the bearing shaft leads 16 by the movement of the driver 34 a rotational movement. A signaler 18 is executed in the illustrated embodiment as a permanent magnet and fixed to the bearing shaft 16 connected so that the signaler 18 with the bearing shaft 16 emotional. By the rotational movement of the bearing shaft 16 this changes from the sensor unit 20 . 20A . 20B for example via at least one sensor designed as a Hall element 24 detected magnetic field of the permanent magnet 18 , The in relation to the signal generator 18 fixed sensor 24 registers the change of the magnetic field of the signal generator 18 , In the illustrated embodiment, the sensor is designed as a Hall element 24 on the circuit board 26 arranged and through an air gap from the signal generator 18 the encoder unit 10 separated. The sensor designed as a Hall element 24 translates a position of the lever to be sensed and / or the rotary lever 32.1 in an electrical output signal.

Wie insbesondere aus 3 und 16 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 12 der Gebereinheit 10 einen Federraum 17 für eine Rückstellfeder 19 auf, welche den Drehhebel 32.1 in seine Ausgangsposition zurückstellt. Der Federraum 17 ist so geformt, dass die Rückstellfeder 19 in unterschiedliche Positionen einbaubar ist, wobei der Drehhebel 32.1, und damit der Mitnehmer 34, in Abhängigkeit von der genutzten Einbauposition verschiedene Ausgangspositionen aufweist.As in particular from 3 and 16 it can be seen has the housing 12 the encoder unit 10 a spring chamber 17 for a return spring 19 on which the rotary lever 32.1 returns to its original position. The spring chamber 17 is shaped so that the return spring 19 can be installed in different positions, the rotary lever 32.1 , and thus the driver 34 , has different starting positions depending on the used installation position.

Wie aus 16 weiter ersichtlich ist, weist der Federraum 17 im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Positionierungsnuten 17.1, 17.2, 17.3, 17.4 auf, in welche ein erster Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 eingeführt werden kann, um die Rückstellfeder 19 in unterschiedlichen Positionen einbauen zu können. Bei dem in 16 und 17 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1E ist der erste Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 in eine erste Positionierungsnut 17.1 eingeführt und der zweite Haltehaken ist in eine Aufnahmeöffnung am Drehhebel 32.1 eingehakt. Dadurch ergibt sich die in 17 dargestellte Ausgangsposition des Drehhebels 32.1 mit Mitnehmer 34, welcher hier als Gabelhebel 34B ausgeführt ist. Um den Drehhebel 32.1 mit Mitnehmer 34 in eine andere Position einzubauen, ohne das Rückstellmoment der Rückstellfeder 19 signifikant zu ändern und die Lebensdauer der Rückstellfeder 19 zu erhalten, wird der erste Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 in eine andere Positionierungsnut 17.2, 17.3 oder 17.4 eingeführt. 18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Winkelgebers 1F, bei welchem die Ausgangsposition des Drehhebels 32.1 mit Mitnehmer 34 im Vergleich zu dem in 17 dargestellten Winkelgeber 1E um ca. 180° verdreht ist. Um diese Ausgangsposition zu erreichen ist der erste Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 in eine dritte Positionierungsnut 17.3 eingeführt. Um im Vergleich zu dem in 17 dargestellten erfindungsgemäßen Winkelgeber 1E eine Verdrehung der Ausgangsposition des Drehhebels 32.1 mit Mitnehmer 34 um ca. 90° zu erreichen, wird der erste Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 in eine zweite Positionierungsnut 17.2 eingeführt. Analog wird der erste Haltehaken 19.1 der Rückstellfeder 19 in eine vierte Positionierungsnut 17.4 eingeführt, um im Vergleich zu dem in 17 dargestellten erfindungsgemäßen Winkelgeber 1E eine Verdrehung der Ausgangsposition des Drehhebels 32.1 mit Mitnehmer 34 um ca. 270° zu erreichen.How out 16 can be further seen, the spring chamber 17 in the illustrated embodiment four positioning grooves 17.1 . 17.2 . 17.3 . 17.4 in which a first retaining hook 19 .1 of the return spring 19 can be introduced to the return spring 19 to be able to install in different positions. At the in 16 and 17 illustrated embodiment of the angle encoder according to the invention 1E is the first retaining hook 19.1 the return spring 19 in a first positioning groove 17.1 inserted and the second retaining hook is in a receiving opening on the rotary lever 32.1 hooked. This results in the 17 illustrated starting position of the rotary lever 32.1 with driver 34 , which here as a fork lever 34B is executed. To the rotary lever 32.1 with driver 34 install in a different position, without the restoring torque of the return spring 19 significantly change and the life of the return spring 19 to get the first retaining hook 19.1 the return spring 19 in another positioning groove 17.2 . 17.3 or 17.4 introduced. 18 shows a further embodiment of the angle encoder according to the invention 1F in which the starting position of the rotary lever 32.1 with driver 34 compared to the in 17 illustrated angle encoder 1E rotated by about 180 °. To reach this starting position is the first retaining hook 19.1 the return spring 19 in a third positioning groove 17.3 introduced. In comparison to the in 17 illustrated angle encoder according to the invention 1E a rotation of the starting position of the rotary lever 32.1 with driver 34 to reach about 90 °, the first retaining hook 19.1 the return spring 19 in a second positioning groove 17.2 introduced. Analogously, the first retaining hook 19.1 the return spring 19 in a fourth positioning groove 17.4 introduced compared to the in 17 illustrated angle encoder according to the invention 1E a rotation of the starting position of the rotary lever 32.1 with driver 34 to reach about 270 °.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoreinheit 20 mit einer Steckeraufnahme 26 zur Verfügung, über welche eine elektrische Verbindung zu einer Steuereinheit herstellbar ist, welche das erzeugte Stellsignal empfängt und auswertet. Embodiments of the present invention provide a sensor unit 20 with a plug receptacle 26 available via which an electrical connection to a control unit can be produced, which receives and evaluates the generated control signal.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Winkelgebers können beispielsweise in einer nicht dargestellten Pedaleinheit mit einem Pedalhebel und einem Pedalbock zur Erfassung des Pedalwegs des Pedalhebels eingesetzt werden. Durch die getrennten Konstruktionsteile können geometrisch variable Konstruktionsteile der Kundenschnittstellen, welche beispielsweise Befestigungs-, Positionier-, Steckeraufnahme- und Ansteuerkonstruktionselemente umfassen, leicht getauscht und günstig hergestellt werden, insbesondere dann, wenn die variablen Konstruktionsteile als frei fallende Teile ausgeführt werden. Die geometrisch variablen Konstruktionsteile ergeben in Kombination mit den geometrisch gleichen Konstruktionsteilen in vorteilhafter Weise einen flexiblen Baukasten, welcher die Kundenwünsche bezüglich mechanischer Schnittstellen gut bedienen kann. Die flexiblen Befestigungs-, Positionier-, Steckeraufnahme- und Ansteuerkonstruktionselemente können je nach Kundenwunsch neu erstellt werden. Für die Gebereinheit und die Ansteuereinrichtung werden außer dem Mitnehmer für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Winkelgebers nur Gleichteile verwendet. Bei der Sensoreinheit werden für die Leiterplatte und den Sensor für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Winkelgebers Gleichteile verwendet, wobei die Steckeraufnahme kundenspezifisch ausgeführt werden kann. Die Deckeleinheit und die Grundplatte werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Einbauumgebung ausgewählt. Die Deckeleinheit und die Grundplatte können je nach Bedarf die Funktionen der Befestigung und Positionierung übernehmen. Somit kann in vorteilhafter Weise je nach Kundenwunsch der Mitnehmer in einer anderen Form gestaltet werden. Zudem können je nach Kundenwunsch unterschiedliche Steckeraufnahmevarianten realisiert werden. Des Weiteten kann je nach Kundenwunsch die Deckeleinheit und/oder die Grundplatte als Positionierund Befestigungselement verwendet werden um den Winkelgeber erfindungsgemäß an die Einbauumgebung anzupassen.Embodiments of the angle encoder according to the invention can be used for example in a pedal unit, not shown, with a pedal lever and a pedal bracket for detecting the pedal travel of the pedal lever. Due to the separate structural parts geometrically variable structural parts of the customer interfaces, which include, for example, fastening, positioning, connector receiving and Ansteuerkonstruktionselementen easily exchanged and made cheap, especially if the variable construction parts are designed as free-falling parts. The geometrically variable structural parts, in combination with the geometrically identical structural parts, advantageously provide a flexible modular system which can easily serve the customer's wishes with regard to mechanical interfaces. The flexible mounting, positioning, plug receiving and Ansteuerkonstruktionselemente can be recreated depending on the customer. For the encoder unit and the control device only identical parts are used except the driver for all embodiments of the angle encoder according to the invention. In the sensor unit, identical parts are used for the printed circuit board and the sensor for all embodiments of the angle sensor according to the invention, wherein the plug receptacle can be customized. The lid unit and the base plate are selected depending on the particular installation environment. The cover unit and the base plate can take over the functions of fastening and positioning as needed. Thus, in an advantageous manner, depending on the customer's request, the driver can be designed in a different form. In addition, depending on customer requirements, different types of plug receptacles can be realized. Depending on the customer's wishes, the widening can be done using the cover unit and / or the base plate as a positioning and fastening element in order to adapt the angle transmitter to the installation environment according to the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007000649 A1 [0003]
DE 102011006035 A1 [0004]

Claims

Angle encoder with a sensor unit ( 20 ) and a transmitter unit ( 10 ), which via a drive device ( 30 ) experiences a movement of a lever to be sensed, wherein the sensor unit ( 20 ) the movement of the transmitter unit ( 10 ) and outputs an output signal representing the movement, wherein at least one customer interface ( 2 ) is provided, which the drive device ( 30 ) coupled with the lever to be sensed and / or the output signal of the sensor unit ( 20 ) and / or the angle encoder ( 1 ) and / or fastened, characterized in that the geometry of the at least one customer interface ( 2 ) is formed variable by means of separate structural parts, wherein for the formation of the at least one customer interface ( 2 ) at least two geometrically variable construction parts can optionally be combined with a geometrically identical construction part.

An angle sensor according to claim 1, characterized in that the geometrically variable structural parts are designed as freely falling parts.

An angle transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the geometrically identical structural part of a first customer interface ( 2A ) for coupling the drive device ( 30 ) with the lever to be sensed as a rotary lever ( 32.1 ) is executed, which rotatably at one end with the encoder unit ( 10 ) and the geometrically variable construction parts of the first customer interface ( 2A ) each as a driver ( 34 ) are executed, which with the free end of the rotary lever ( 32.1 ) are connectable.

An angle sensor according to claim 3, characterized in that the driver ( 34 ) as an angle lever ( 34A ) or fork lever ( 34B ) is executed.

An angle sensor according to claim 3 or 4, characterized in that the rotary lever ( 32.1 ) via a return spring ( 19 ) is reset to its original position.

An angle transmitter according to claim 5, characterized in that a spring chamber ( 17 ) in the encoder unit ( 10 ) is shaped so that the return spring ( 19 ) can be installed in different positions, wherein the rotary lever ( 32.1 ) has different starting positions depending on the used installation position.

An angle transmitter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the geometrically identical structural part of a second customer interface ( 2 B ) for electrically contacting the sensor unit ( 20 ) as a printed circuit board ( 26 ), and the geometrically variable construction parts of the second customer interface ( 2 B ) each as a plug receptacle ( 27 ) which are electrically and mechanically connected to the printed circuit board ( 26 ) are connectable.

An angle transmitter according to claim 7, characterized in that the plug receptacles ( 27 ) by their external geometry ( 28 ) and / or internal geometry ( 29 ).

An angle transmitter according to claim 7 or 8, characterized in that the plug receptacles ( 27 ) by means of a tongue and groove connection and / or via positioning pins on the transmitter unit ( 10 ) and / or sensor unit ( 20 ) are partially fixed.

An angle transmitter according to claim 7 or 8, characterized in that the plug receptacles ( 27 ) in one piece with a cover unit ( 22 ) or a housing ( 12 ) of the transmitter unit ( 10 ) are executed.

An angle transmitter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the geometrically identical structural part of a third customer interface ( 2 B ) for positioning and / or fixing the angle sensor ( 1 ) as a housing ( 12 ) of the transmitter unit ( 10 ), and the geometrically variable construction parts of the second customer interface ( 2 B ) each as a lid unit ( 22 ) and / or as a base plate ( 40 ) which are mechanically connected to the housing ( 12 ) of the transmitter unit ( 10 ) are connectable.