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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers mit einer solchen Messvorrichtung sowie ein ESP-System für ein Fahrzeug mit einer solchen Sensoranordnung, welche eine momentane Drehposition eines Elektromotors zum Antreiben von mindestens einem Druckerzeuger des ESP-Systems ermittelt.
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Aus dem Stand der Technik sind Messvorrichtungen bzw. Sensoranordnungen zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers bekannt, welche beispielsweise als Rotorpositionssensor eingesetzt werden, um eine momentane Drehposition des korrespondierenden Motors zu ermitteln und diese Drehposition an ein Steuergerät weiterzugeben. Ein solcher Rotorpositionssensor kann beispielsweise in einem verbesserten ESP-System für einen bürstenlosen Gleichstrommotor eingesetzt werden, der auch als bürstenloser EC-Motor (Electronically Commutated Motor) bezeichnet wird. Dieser Motor erreicht bei richtiger Ansteuerung höhere Drehzahlen als herkömmliche Gleichstrommotoren, sodass der Bremsdruck im Fahrzeug schneller aufgebaut werden kann.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2018 211 433.1 ist ein Rotorpositionssensor mit einem Sensorelement bzw. Messwertaufnehmer bekannt. Hierbei kann das vom Sensorelement detektierte Drehpositionssignal über eine Leiterplatte und Stromschienen, welche in die Leiterplatte eingepresst sind, zu einem Steuergerät übertragen werden. Die Stromschienen werden durch das Gehäuse in Position gehalten, welches als Kunststoffgehäuse ausgeführt ist. Hierbei kann das Gehäuse auf der Leiterplatte aufgesetzt werden, welche an einem Sensorsockel befestigt ist. Der Sensorsockel kann an einem Pumpengehäuse eines Fahrzeugbremssystems befestigt werden und einen Hohlraum ausbilden, in welchen ein Ende einer Motorwelle eines bürstenlosen Gleichstrommotors hineinragt. Hierbei kann an diesem Ende der Motorwelle ein Permanentmagnet als Signalgeber bzw. Messwertgeber für das Sensorelement angeordnet werden. Das Sensorelement kann vorzugsweise auf einer der Motorwelle bzw. dem Permanentmagneten zugewandten Seite der Leiterplatte in einer Aussparung des Sensorsockels angeordnet werden. Eine Blechplatine des Abschirmblechs wird entsprechend der Geometrie des Gehäuses gebogen. Hierbei ist das Abschirmblech geschlossen ausgebildet, wobei die beiden Enden des Abschirmblechs eine ineinandergreifende Verbindungskontur ausbilden, um eine möglichst geschlossene elektrische Kontaktierung zu erzeugen. Das fertige gebogene Abschirmblech wird dann so über das Gehäuse geschoben, dass es sich in einem definierten Abstand zum Sensorelement befindet. Die Einzelbauteile eines solchen Rotorpositionssensor werden sequenziell nacheinander gefügt. Die Positionierung und vorübergehenden Haltekräfte werden von den einzelnen Sensorbauteilen selbst übernommen. Beispielsweise wird die Leiterplatte über zwei Bohrungen mittels zweier Presszapfen des Sensorsockels genau positioniert. Gleichzeitig üben diese Presszapfen eine initiale Haltekraft auf die Leiterplatte aus, um weitere Bearbeitungsschritte in der zuvor eingestellten Position unverändert zu überstehen. Auf Grund von Kunststoffrelaxation durch Hochtemperatur und Zeit ist dies keine dauerstabile Lösung. Deshalb wird am Ende der Sensormontage eine Kleberaupe auf zwei Seiten des Sensors appliziert, welche eine über Lebensdauer stabile Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Sensorsockel herstellt. Die Kleberaupe wurde hier bewusst als Kehlnaht ausgeführt, um gleichzeitig das Abschirmblech mitzubenetzen, um auch hier gleichzeitig für höhere Abzugskräfte über Lebensdauer zu sorgen und zusätzlich einen Formschluss herzustellen, um ein mögliches Pendeln bzw. Klappern des Abschirmblechs zu unterbinden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Messvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 haben jeweils den Vorteil, dass ohne weitere Zusatzbauteile, sondern nur mit geometrischen Bauteilveränderungen ein lebensdauerstabiler Zusammenhalt ermöglicht wird. Hierfür werden Abschirmblech, Leiterplatte und Verbindungsadapter geometrisch angepasst. Somit wird ein alternatives und kostengünstigeres Haltekonzept zu der bisher eingesetzten Klebung eingesetzt, welches eine über Lebensdauer stabile Verbindung der einzelnen Bauteile der Messvorrichtung in sich ermöglicht. Das Funktionsprinzip liegt darin, dass ein unterstes Bauteil, hier der Verbindungsadapter, mit einem obersten Bauteil, hier dem Abschirmblech, über mindestens eine Halteanordnung fest verbunden wird und somit die zwischenliegenden Bauteile, wie Leiterplatte und Gehäuse, fest in Position gehalten werden. In vorteilhafter Weise ergibt sich für den Zusammenbau der Messvorrichtung ein Kostenvorteil, da keine Zusatzbauteile bzw. Zusatzstoffe, wie beispielsweise Klebstoff, und keine Zusatzprozesse, wie beispielsweise Aushärten des Klebstoffs, erforderlich sind und die Messvorrichtung in der bestehenden Linie verbaut werden kann.
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Zudem können auch Nachteile des Klebeprozesses vermieden werden, welche sich aufgrund äußerer Randbedingungen, wie beispielsweise Temperatur und Feuchtigkeit, ergeben können und die Klebstoffauswahl stark einschränken können, da bereits viele Klebstoffe durch ihre chemische Zusammensetzung, diesen äußeren Randbedingungen nicht standhalten, so dass spezielle hochpreisige Klebstoff eingesetzt werden. Auch die Prozessanlage, sowie der für den Aushärteprozess des Klebstoffs benötigte Ofen, führen in ihrer Anschaffung zu hohen Material- und Entwicklungskosten. Generell sind Klebeprozesse auch sehr Wartungs- und Reinigungsintensiv, um einen in der Fertigung stabilen Prozess zu gewährleisten.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Messvorrichtung für eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers, mit einem Gehäuse, einer Leiterplatte, auf welcher ein Messwertaufnehmer angeordnet ist, einem das Gehäuse umschließenden Abschirmblech, welches bis zum Anschlag an einem vom Gehäuse abstehenden Rand über das Gehäuse geschoben ist, und einem Verbindungsadapter zur Verfügung, über welchen die Messvorrichtung mit einer Messtelle verbindbar ist. Hierbei sind das Abschirmblech, das Gehäuse, die Leiterplatte und der Verbindungsadapter in Sandwich-Bauweise gefügt, wobei das Abschirmblech und der Verbindungsadapter über mindestens eine Halteanordnung kraftschlüssig und formschlüssig miteinander verbunden sind und das Gehäuse und die Leiterplatte in Position halten, welche zwischen dem Abschirmblech und dem Verbindungsadapter angeordnet sind.
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Zudem wird eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers vorgeschlagen, welche einen Messwertgeber, welcher drehfest mit dem Körper verbunden ist und sich mit dem Körper mitbewegt, und eine solche ortsfest angeordnete Messvorrichtung umfasst. Hierbei beeinflusst der Messwertgeber in Abhängigkeit von der Bewegung des Körpers mindestens eine von dem Messwertaufnehmer erfasste physikalische Größe.
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Die Sensoranordnung kann beispielsweise zur Ermittlung einer momentanen Drehposition eines Elektromotors in einem ESP-System für ein Fahrzeug eingesetzt werden. Hierbei wird der Elektromotor zum Antreiben von mindestens einem Druckerzeuger des ESP-Systems verwendet.
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Der Messwertgeber kann beispielsweise einen Permanentmagneten umfassen, und der Messwertaufnehmer kann mindestens eine magnetische Größe eines Magnetfelds des Permanentmagneten erfassen, welches von der Bewegung des Körpers beeinflusst ist. Der Permanentmagnet kann beispielsweise in Form eines kunststoffgebundenen permanentmagnetischen Materials als Verlängerung an den Körper angespritzt werden, so dass ein freies Ende des Körpers den Permanentmagneten ausbildet. Alternativ kann der Permanentmagnet mittels warmaushärtendem Klebstoff in einem Haltebecher verklebt werden, welcher über mindestens einen Presszapfen in entsprechende Bohrungen im Körper eingepresst dauerhaft befestigt werden kann. Der bewegte Körper kann beispielsweise als drehbeweglich gelagerte Welle oder als translatorisch beweglich gelagerte Stange ausgeführt werden. Hierbei kann bei dem als Welle ausgeführten Körper die Beeinflussung des von dem Messwertaufnehmer erfassten Magnetfelds ausgewertet werden, um einen aktuellen Drehwinkel und/oder eine aktuelle Drehgeschwindigkeit der Welle zu berechnen. Bei dem als Stange ausgeführten Körper kann die Beeinflussung des von dem Messwertaufnehmer erfassten Magnetfelds ausgewertet werden, um eine aktuell zurückgelegte Strecke und/oder eine aktuelle Verschiebegeschwindigkeit der Stange zu berechnen.
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Unter einer Messvorrichtung wird nachfolgend eine Baugruppe mit einem Messwertaufnehmer verstanden, welcher vorzugsweise auf dem TMR-Effekt (magnetoresistiver Tunneleffekt) basiert. Selbstverständlich können auch Messwertaufnehmer eingesetzt werden, welche auf einem anderen magnetoresistiven Effekt, wie beispielsweise dem AMR-Effekt (Anisotroper magnetoresistiver Effekt), GMR-Effekt (Riesenmagnetowiderstandseffekt), CMR-Effekt (kolossaler magnetoresistiver Effekt) usw. basieren. Zudem kann nicht nur der magnetoresistive Effekt, sondern auch beispielsweise der Hall-Effekt eingesetzt werden, um die Bewegung eines Körpers zu erfassen. Zur Umsetzung des Halleffekts kann beispielsweise eine Stahlscheibe statt eines Permanentmagneten als Messwertgeber verwendet werden, deren Bewegung mindestens eine von Hallelementen erfasste physikalische Größe beeinflusst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Messvorrichtung für eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass der Verbindungsadapter die Leiterplatte tragen kann, und das Gehäuse über Verbindungspins mit der Leiterplatte gefügt sein kann. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung der Leiterplatte und des Gehäuses beim Zusammenbau der Messvorrichtung.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung können das Gehäuse und der Verbindungsadapter vorzugsweise jeweils als Kunststoffbauteile ausbildet werden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Gehäuses und des Verbindungsadapters in großen Stückzahlen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die mindestens eine Halteanordnung eine Haltestruktur, welche an einem dem Abschirmblech zugewandten oberen Rand des Verbindungsadapters angeordnet ist, und eine mit der Haltestruktur zusammenwirkende Hakenstruktur aufweisen, welche an einem dem Verbindungsadapter zugewandten unteren Rand des Abschirmblechs angeordnet ist. Hierbei kann beispielsweise eine am Abschirmblech angeordnete Hakenstruktur einfach durch Stanzen realisiert werden, welche sich im Kunststoff der am Verbindungsadapter ausgebildeten Haltestruktur eingraben kann, um eine kraftschlüssige und formschlüssige Verbindung herzustellen. Ein weiterer Vorteil bei dieser Metall-/Kunststoffverbindung ist, dass die Haltekräfte über Lebensdauer gleichbleiben, bzw. sogar ansteigen. Der Grund dafür ist die initiale Vorspannung der Verbindung, welche durch Hochtemperatur und Zeit den Kunststoff um die Hackenkontur relaxieren lässt und somit einen Formschluss herstellt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die Haltestruktur als Haltesteg ausgebildet werden. Die Hakenstruktur kann beispielsweise als Hakenkontur ausgebildet sein, welche zwei elastische einander gegenüberliegende Hakenspitzen aufweisen kann, deren Abstand zueinander kleiner als eine Dicke des Haltestegs ist. Dies kann auf Grund der Einzelteiltoleranzen so ausgelegt werden, dass immer eine Mindestüberdeckung sichergestellt ist. Dadurch werden die einander gegenüberliegenden Hakenspitzen während des Fügevorgangs aufgebogen werden und eine dauerhafte horizontale Kraft auf den Haltesteg ausüben. Durch Relaxation des Haltesteges graben sich die Hakenspitzen weiter in den Haltesteg und reduzieren dadurch ihre Vorspannkraft. Dies führt zu einer formschlüssigen Verbindung und sorgt für höhere Haltekräfte. Des Weiteren kann über die Tiefe der Ausstanzung bzw. über die Länge der Hakenkontur die Vorspannkraft bestimmt werden. Dieses Verbindungskonzept kann zudem in vorteilhafter Weise alle axialen und radialen Toleranzen der Einzelbauteile der Messvorrichtung ausgleichen. Alternativ kann die Hakenstruktur als inverse Tannbaumkontur mit mehreren Spitzenpaaren ausgebildet werden, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Hakenspitzen aufweisen, deren Abstand zueinander kleiner als eine Dicke des Haltestegs ist. Hierbei kann der Abstand der Hakenspitzen der einzelnen Spitzenpaare in Richtung Spitze des Haltestegs abnehmen, sodass zwischen den Hakenspitzen und dem Haltesteg ein Formschluss entstehen kann. Dadurch gräbt sich die inverse Tannenbaumstruktur schrittweise in den Haltesteg aus Kunststoff des Verbindungsadapters ein. Die komplette Verformung findet hier im Kunststoffbauteil statt.
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In alternativer Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die Haltestruktur als Haltetasche ausgebildet werden. Die Hakenstruktur kann beispielsweise als Tannbaumkontur mit mehreren Spitzenpaaren ausgebildet werden, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Hakenspitzen aufweisen, deren Abstand zueinander größer als eine lichte Weite der Haltetasche ist. Hierbei kann der Abstand der Hakenspitzen der einzelnen Spitzenpaare in Richtung Spitze der Tannenbaumkontur abnehmen, sodass zwischen den Hakenspitzen und einer Wandung der Haltetasche ein Formschluss entstehen kann. Bei dieser Variante wird das Konzept umgedreht. Das bedeutet, dass das Abschirmblech mindestens einen Steg mit einer gestanzten Tannenbaumkontur aufweist, welche sich in eine korrespondierende Kunststoffhaltetasche des Verbindungsadapters verkrallen kann. Durch den abnehmenden Abstand der Hakenspitzen gräbt sich die Tannenbaumkontur schrittweise in die Haltetasche des Verbindungsadapters ein. Auch hier findet die komplette Verformung im Kunststoffbauteil statt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messvorrichtung kann das Abschirmblech an einem oberen Rand an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Biegelasche mit einer Prägung aufweisen, welche eine Vorspannkraft auf das Gehäuse ausüben kann. Die Prägung kann vorzugsweise als Einprägung in eine nach außen gerichtete Oberfläche der Biegelasche eingebracht werden, so dass an einer dem Gehäuse zugewandten Oberfläche der Biegelasche eine korrespondierende Ausprägung ausgebildet werden kann. Über eine Tiefe der Einprägung können eine Höhe der korrespondierenden Ausprägung und somit die Vorspannkraft eingestellt werden. Durch die Biegelaschen können auch bei einem geschlossenen Abschirmblech, welches sich über den Umfang nicht mehr aufbiegen lässt, entsprechende Vorspannkräfte erzeugt werden. Da die Biegelaschen am oberen Rand des Abschirmblechs angeordnet sind, treffen die Prägungen bei der Montage des Abschirmblechs erst kurz vor dessen Endposition auf das Gehäuse, wodurch sich die Biegelaschen nach außen aufbiegen können und somit das Abschirmblech verspannen. Dadurch ergeben sich geringere Fügekräfte im Vergleich zu einem „geschlitzten“ verspannten Blech, welches über die gesamte Höhe des Abschirmblechs Vorspannkräfte erzeugt. Über Form und Abmessungen der Prägungen können die Vorspannkräfte der Biegelaschen und erlaubte Beschleunigungen für die Handhabung des Bauteils in der Fertigung vorgegeben werden. Bei einer solchen Ausgestaltung der Messvorrichtung kann die Halteanordnung am unteren Bereich bzw. Rand des Abschirmblechs als Gegenlager für die beiden oben angeordneten Prägesicken wirken und ein Pendeln bzw. Klappern des Abschirmblechs unterbinden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung für eine Sensoranordnung zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers.
- 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung mit der Messvorrichtung aus 1 und einem bewegbaren Körper.
- 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Halteanordnung für die Messvorrichtung aus 1 und 2.
- 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Halteanordnung für die Messvorrichtung aus 1 und 2.
- 5 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Halteanordnung für die Messvorrichtung aus 1 und 2.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 bis 5 ersichtlich ist, umfassen die erfindungsgemäße Messvorrichtung 10 für eine Sensoranordnung 1 zur berührungslosen Erfassung einer Bewegung eines Körpers 3, ein Gehäuse 12, eine Leiterplatte 16.1, auf welcher ein Messwertaufnehmer 16.2 angeordnet ist, ein das Gehäuse 12 umschließendes Abschirmblech 14, welches bis zum Anschlag an einem vom Gehäuse 12 abstehenden Rand 12.1 über das Gehäuse 12 geschoben ist, und einen Verbindungsadapter 18, über welchen die Messvorrichtung 10 mit einer Messtelle verbindbar ist. Hierbei sind das Abschirmblech 14, das Gehäuse 12, die Leiterplatte 16.1 und der Verbindungsadapter 18 in Sandwich-Bauweise gefügt, wobei das Abschirmblech 14 und der Verbindungsadapter 18 über mindestens eine Halteanordnung 20, 20A, 20B, 20C kraftschlüssig und formschlüssig miteinander verbunden sind und das Gehäuse 12 und die Leiterplatte 16.1 in Position halten, welche zwischen dem Abschirmblech 14 und dem Verbindungsadapter 18 angeordnet sind.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, trägt der Verbindungsadapter 18 die Leiterplatte 16.1 und das Gehäuse 12 ist über Verbindungspins 16.5 mit der Leiterplatte 16.1 gefügt. Zudem weist der Verbindungsadapter 18 Positionierungsstifte 18.2 auf, welche die Positionierung des Bauteileverbunds aus Leiterplatte 16.1 und Gehäuse 12 sicherstellen. Hierzu weist die Leiterplatte 16.1 entsprechende nicht näher bezeichnete Aussparungen auf, welche in der korrekten Endposition an den Positionierungsstiften 18.2 anliegen.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zwei Halteanordnungen 20 vorgesehen, über welche das Abschirmblech 14 und der Verbindungsadapter 18 dauerhaft miteinander verbunden sind. Hierbei sind die beiden Halteanordnungen 20 an gegenüberliegenden Seiten am Abschirmblech 14 und am Verbindungsadapter 18 ausgebildet und weisen jeweils eine Haltestruktur 22, welche an einem dem Abschirmblech 14 zugewandten oberen Rand des Verbindungsadapters 18 angeordnet ist, und eine mit der Haltestruktur 22 zusammenwirkende Hakenstruktur 24 auf, welche an einem dem Verbindungsadapter 18 zugewandten unteren Rand des Abschirmblechs 14 angeordnet ist. Zudem weist das Abschirmblech 14 an einem oberen Rand der beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Biegelasche 14.1 mit einer Prägung 14.2 auf, welche eine Vorspannkraft F auf das Gehäuse 12 ausübt. Hierbei sind die Prägungen 14.2 jeweils als Einprägung 14.2A in eine nach außen gerichtete Oberfläche der Biegelasche 14.1 eingebracht, so dass an einer dem Gehäuse 12 zugewandten Oberfläche der Biegelasche 14.1 eine korrespondierende Ausprägung 14.2B ausgebildet ist. Zudem weist die Ausprägung 14.2B im dargestellten Ausführungsbeispiel eine scharfe Kante auf, welche einem Abziehen des Abschirmblechs 14 vom Gehäuse 12 entgegenwirkt. Über eine Tiefe der Einprägung 14.2A lässt sich eine Höhe der korrespondierenden Ausprägung 14.2B und damit die Vorspannkraft F einstellen. Das fertige gebogene Abschirmblech 14 wird dann so über das Gehäuse 12 geschoben, dass es sich in einem definierten Abstand zum Messwertaufnehmer 16.2 befindet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Gehäuse 12 und der Verbindungsadapter 18 jeweils als Kunststoffbauteile 12A, 18A ausbildet und können einfach und kostengünstig in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist der Verbindungsadapter 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel an einer der Messstelle zugewandten Seite einen Tubus 18.1 auf, welcher in eine nicht dargestellte Öffnung einführbar ist, in welcher ein mit dem bewegten Körper 3 verbundene Messwertgeber 5 angeordnet ist. Eine umlaufende Aufnahmekontur 18.3 ist rotationssymmetrisch mit einem geschwungenen offenen Querschnitt am äußeren Rand des Tubus 18.1 ausgebildet. Hierbei ist der offene Querschnitt der Aufnahmekontur 18.3 von einer Oberfläche eines nicht dargestellten Gehäuses begrenzt, in welchem der bewegbare Körper 3 angeordnet ist. In die Aufnahmekontur 18.3 wird eine Silikonraupe eingebracht und beim Einführen des Tubus 18.1 in die Öffnung verpresst, um den Verbindungsadapter 18 und die Öffnung im Gehäuse abzudichten und den Verbindungsadapter 18 zu befestigen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Sensoranordnung 1 in einem ESP-System verwendet, um eine momentane Drehposition und/oder Drehgeschwindigkeit einer Welle 3A eines Elektromotors zu ermitteln, welcher zum Antreiben von mindestens einem Druckerzeuger verwendet wird. Hierbei wird das nicht dargestellte Gehäuse durch ein Pumpengehäuse des ESP-Systems gebildet, welches neben dem Elektromotor, welcher beispielsweise als drehzahlgeregelter bürstenloser EC-Motor (Electronically Commutated Motor) ausgeführt ist, mehrere nicht näher dargestellte Fluidpumpen, Federdruckspeicher und Fluidkanäle sowie Magnetventile und Drucksensoren umfasst. Daher ist der bewegte Körper 3 im dargestellten Ausführungsbeispiel als rotationsbeweglich gelagerte Welle 3A ausgeführt, an deren freiem Ende ein Permanentmagnet 5A als Messwertgeber 5 angeordnet ist. Hierbei erfasst der Messwertaufnehmer 16.2 im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens eine magnetische Größe eines Magnetfelds des Permanentmagneten 5, welches von der Bewegung des Körpers 3 beeinflusst ist. Bei dem als Welle 3A ausgeführten Körper 3 ist die Beeinflussung des von dem Messwertaufnehmer 16.2 erfassten Magnetfelds auswertbar, um einen aktuellen Drehwinkel und/oder eine aktuelle Drehgeschwindigkeit der Welle 3A zu berechnen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung 10 umfasst eine Sensorelektronik 16 neben dem Messwertaufnehmer 16.2, die Leiterplatte 16.1, auf welcher der Messwertaufnehmer 16.2 positioniert und befestigt ist, und mehrere Stromschienen 16.4, welche jeweils an einem Ende über die Verbindungspins 16.5 in die Leiterplatte 16.1 eingepresst sind, und durch das Gehäuse 12 in Position gehalten werden. Am anderen Ende ist sind die Stromschienen 16.4 jeweils mit Kontaktierelementen 16.3 verbunden, welche eine externe Schnittstelle der Messvorrichtung 10 ausbilden. Dadurch wird das vom Messwertaufnehmer 16.2 detektierte Drehpositionssignal über die Leiterplatte 16.1 und die Stromschienen 16.4 zu einem nicht dargestellten Steuergerät übertragen. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bewegte Körper 3 als translatorisch gelagerte Stange ausgeführt. Hierbei ist bei dem als Stange ausgeführten Körper 3 die Beeinflussung des von dem Messwertaufnehmer 16.2 erfassten Magnetfelds auswertbar, um eine aktuell zurückgelegte Strecke und/oder eine aktuelle Verschiebegeschwindigkeit der Stange zu berechnen.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist der Permanentmagnet 5A zur Befestigung an der Welle 3A im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Haltebecher aus einem unmagnetischen Werkstoff eingeklebt. Hierbei wird der Permanentmagnet 5A hochgenau auf der Welle 3A positioniert und dauerhaft befestigt. Hierzu weist die Welle 3A eine stirnseitige Bohrung zur Aufnahme eines Presszapfens des Haltebechers auf, so dass der Haltebecher über einen Presssitz dauerhaft an der Welle 3A befestigt werden kann. Der Becherboden dient als magnetische Isolationsstrecke zwischen dem Permanentmagneten 5A und der weichmagnetischen Welle 3A. Hierdurch wird ein Abfluss des Nutzmagnetfeldes in die Welle 3A reduziert. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet in Form eines kunststoffgebundenen permanentmagnetischen Materials als Verlängerung an den Körper 3 angespritzt, sodass ein freies Ende des Körpers 3 den Permanentmagneten 5A ausbildet.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist die Haltestruktur 22 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Halteanordnung 20A, 20B als Haltesteg 22A ausgebildet. Hierbei ist der am Verbindungsadapter 18 ausgebildete Haltesteg 22A an der Leiterplatte 16.1 vorbei nach oben ausgeformt. An gleicher Stelle ist im Abschirmblech 14 die Hakenstruktur 24 ausgestanzt.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist die Hakenstruktur 24 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Halteanordnung 20A als Hakenkontur 24A ausgebildet, welche zwei elastische einander gegenüberliegende Hakenspitzen 24.1 aufweist, deren Abstand zueinander kleiner als eine Dicke des Haltestegs 22A ist. Wie aus 1 und 3 ersichtlich ist, umfasst die Hakenkontur 24A einen mittleren Bereich, welcher die beiden Hakenspitzen 24.1 abbildet. Hierbei ist es von Vorteil, den Radius der Hakenspitzen 24.1 so gering wie möglich zu gestalten, um höhere punktuelle Flächenpressungen am Haltesteg 22A und somit höhere Haltekräfte F zu erhalten. Zudem sind auf beiden Seiten der mittleren Ausstanzung nicht näher bezeichnete Einschnitte eingebracht, welche letztendlich zur Hakenkontur 24A beitragen. Während des Fügevorgangs werden die Hakenspitzen 24.1 aufgebogen und üben eine dauerhafte horizontale Kraft F auf den Haltesteg 22A aus. Durch Relaxation des Haltesteges 22A graben sich die Hakenspitzen 24.1 weiter in den Haltesteg 22A und reduzieren dadurch ihre Vorspannkraft F. Dies führt zu einem Formschluss FS und sorgt für höhere Abzugskräfte F. Des Weiteren kann über die Tiefe der Ausstanzung bzw. über die Länge der Hakenspitzen 24.1 die Vorspannkraft bestimmt werden.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, ist die Hakenstruktur 24 im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Halteanordnung 20B als inverse Tannbaumkontur 24A mit zwei Spitzenpaaren 24.2A ausgebildet, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Hakenspitzen 24.1 aufweisen, deren Abstand zueinander kleiner als eine Dicke des Haltestegs 22A ist. Zudem nimmt der Abstand der Hakenspitzen 24.1 der einzelnen Spitzenpaare 24.2A in Richtung Spitze des Haltestegs 22A ab, sodass sich die inverse Tannenbaumkontur 24A schrittweise in den Haltesteg 22A des Verbindungsadapters 18 eingräbt und zwischen den Hakenspitzen 24.1 und dem Haltesteg 22A ein Formschluss FS entsteht.
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Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, ist die Haltestruktur 22 im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Halteanordnung 20C als Haltetasche 22B ausgebildet. An gleicher Stelle ist im Abschirmblech 14 die Hakenstruktur 24 ausgestanzt, welche im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Halteanordnung als Tannbaumkontur 24B mit drei Spitzenpaaren 24.2B ausgebildet ist, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Hakenspitzen 24.1 aufweisen, deren Abstand zueinander größer als eine lichte Weite der Haltetasche 22B ist. Zudem nimmt der Abstand der Hakenspitzen 24.1 der einzelnen Spitzenpaare 24.2A in Richtung Spitze der Tannenbaumkontur 22B ab, sodass sich die Tannenbaumkontur 24B schrittweise in die Haltetasche 22B des Verbindungsadapters 18 eingräbt und zwischen den Hakenspitzen 24.1 und einer Wandung der Haltetasche 22B ein Formschluss FS entsteht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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