DE102020111404A1 - Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem - Google Patents

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Abstract

Ein magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) zur Erfassung einer Wellendrehbewegung, umfassend:- eine drehbare Erregereinheit (12), die drehfest an einer Welle (16) montierbar ist und mindestens einen Erregermagneten (18) aufweist, und- eine feststehende Sensoreinheit (14) mit zwei gekreuzt angeordneten Wiegand-Sensormodulen (36a,b) zur Erfassung eines von dem mindestens einen Erregermagneten (18) erzeugten Erregermagnetfelds, ist bekannt.Um ein zuverlässiges und exaktes Drehwinkelsensorsystem (10) zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist und einen relativ geringen radialen Bauraum benötigt, sind die beiden Wiegand-Sensormodule (36a,b) erfindungsgemäß axial beabstandet zueinander angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem zur Erfassung einer Wellendrehbewegung, umfassend: eine drehbare Erregereinheit, die drehfest an einer Welle montierbar ist und mindestens einen Erregermagneten aufweist, und eine feststehende Sensoreinheit mit einem Sensoreinheit-Gehäuse und zwei gekreuzt angeordneten Wiegand-Sensormodulen zur Erfassung eines von dem mindestens einen Erregermagneten erzeugten Erregermagnetfelds.
  • Im Sinne der Patentanmeldung beziehen sich die Richtungsangaben „axial“ und „radial“ immer auf die von dem Drehwinkelsensorsystem zu erfassende Welle, unabhängig davon, ob das Drehwinkelsensorsystem an der Welle montiert ist oder nicht. Unter einer axialen Richtung ist folglich eine sich im montierten Zustand des Drehwinkelsensorsystems parallel zur Wellenlängsachse erstreckende Richtung zu verstehen, und unter einer radialen Ebene eine sich im montierten Zustand des Drehwinkelsensorsystems quer zur Wellenlängsachse erstreckende Ebene zu verstehen.
  • Drehwinkelsensorsysteme, auch als Drehgeber oder Drehwinkelgeber bekannt, können beispielsweise in komplexen Industrieanlagen zur Erfassung der Drehbewegung einer Maschinenwelle verwendet werden. Ferner können Drehwinkelsensorsysteme auch in Fluiddurchfluss-Messanordnungen zur Erfassung des Durchflusses einer Gas- oder Flüssigkeitsleitung verwendet werden, wobei die zu erfassende Welle über ein Laufrad von dem Fluidstrom angetrieben wird.
  • Magnetbasierte Drehwinkelsensorsysteme weisen hierbei im Allgemeinen eine magnetische Erregereinheit auf, die drehfest an einer Welle montierbar ist und mindestens einen permanentmagnetischen Erregermagneten aufweist. Durch die Drehung der Welle wird von der magnetischen Erregereinheit an der Position einer feststehenden Sensorvorrichtung typischerweise ein alternierendes Erregermagnetfeld erzeugt, das von der Sensorvorrichtung erfasst wird. Als Sensorvorrichtung werden hierbei häufig sogenannte Wiegand-Sensormodule verwendet, die nach dem Wiegand-Prinzip arbeiten, also zur Erfassung des Erregermagnetfelds den Wiegand-Effekt ausnutzen.
  • Wiegand-Sensormodule umfassen immer einen Impulsdraht, auch als Wiegand-Draht bezeichnet, und eine Sensorspule, die typischerweise um den Impulsdraht herumgewickelt ist. Unter dem Einfluss eines externen Magnetfelds, hier das Erregermagnetfeld, ändert der Impulsdraht schlagartig seine Magnetisierung, wodurch in der Sensorspule ein detektierbarer Spannungspuls erzeugt wird. Bei drehender Welle wird durch alternierende Erregermagnet in dem Wiegand-Sensormodul folglich eine Sequenz von detektierbaren Spannungspulsen erzeugt, wobei basierend auf der Anzahl der erfassten Spannungspulse ein Drehwinkel der Welle und basierend auf der Frequenz der Spannungspulse eine Drehgeschwindigkeit der Welle bestimmbar sind.
  • Aus der DE 20 2015 103 893 U1 ist beispielsweise ein Drehwinkelsensorsystem mit einer drehbaren Erregereinheit, die drehfest an einer Welle montierbar ist und mindestens einen Erregermagneten aufweist, und mit einer feststehenden Sensoreinheit mit einem Sensoreinheit-Gehäuse und zwei gekreuzt angeordneten Wiegand-Sensormodulen zur Erfassung eines von dem mindestens einen Erregermagneten erzeugten Erregermagnetfelds bekannt. Die zwei gekreuzt angeordneten Wiegand-Sensormodule ermöglichen hierbei eine besonders zuverlässige und exakte Erfassung des Erregermagnetfelds und somit eine besonders zuverlässige und exakte Erfassung der Wellendrehbewegung.
  • Die offenbarte Sensoreinheit erfordert jedoch spezielle, aufwendig herzustellende und daher kostenintensive Wiegand-Sensormodule, die jeweils eine spezielle Sensorspule mit einem wicklungsfreien Spulenabschnitt aufweisen. Ferner ist für die offenbarten Sensoreinheit auf Grund der wicklungsfreien Spulenabschnitte bei vorgegebener Wicklungsanzahl der Sensorspule ein relativ großer radialer Bauraum erforderlich.
  • Es stellt sich die Aufgabe, ein zuverlässiges und exaktes Drehwinkelsensorsystem zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist und einen relativ geringen radialen Bauraum benötigt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Drehwinkelsensorsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß sind die beiden Wiegand-Sensormodule (36a,b) axial beabstandet zueinander angeordnet, d.h. die beiden Wiegand-Sensormodule weisen einen signifikanten Abstand in axialer Richtung zueinander auf. Dadurch, dass sich die beiden Wiegand-Sensormodule nicht schneiden, muss bei den Sensorspulen der Wiegand-Sensormodulen kein wicklungsfreier Sensorspulenabschnitt vorgesehen sein. Dies ermöglicht die Verwendung von konventionellen, kostengünstigen und kompakten Wiegand-Sensormodulen.
  • Die erfindungsgemäße axial beabstandete Anordnung der Wiegand-Sensormodule schafft folglich ein Drehwinkelsensorsystem, das kostengünstig herstellbar ist und einen relativ geringen radialen Bauraum benötigt.
  • Vorzugsweise ist ein Sensormodul-Haltekörper vorgesehen, an dem beide Wiegand-Sensormodule befestigt sind. Bei der Montage des Drehwinkelsensorsystems können die beiden Wiegand-Sensormodule auf einfache Weise an dem von allen Seiten zugänglichen Sensormodul-Haltekörper befestigt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage der beiden Wiegand-Sensormodule, da beide Wiegand-Sensormodule komplett unabhängig voneinander montiert werden können. Ferner können die Wiegand-Sensormodule besonders exakt und zuverlässig positioniert und ausgerichtet werden. Der Sensormodul-Haltekörper mit den beiden daran befestigten Wiegand-Sensormodulen kann als vormontierte Baugruppe in einem folgenden Montageschritt beispielweise an einem Sensoreinheit-Gehäuse befestigt werden. Dies ermöglicht eine einfache und somit kostengünstige Montage des Drehwinkelsensorsystems.
  • Vorteilhafterweise ist das erste Wiegand-Sensormodul an einer ersten Seite des Sensormodul-Haltekörpers angeordnet und ist das zweite Wiegand-Sensormodul an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Sensormodul-Haltekörpers angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und zuverlässige Montage der beiden Wiegand-Sensormodule, wobei auch eine zeitgleiche Montage beider Wiegand-Sensormodule möglich ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Sensormodul-Haltekörper an der ersten Seite eine erste Aussparung auf, in der das erste Wiegand-Sensormodul angeordnet ist, und weist der Sensormodul-Haltekörper an der zweiten Seite eine zweite Aussparung auf, in der das zweite Wiegand-Sensormodul angeordnet ist. Durch die vordefinierten Aussparungen sind die beiden Wiegand-Sensormodule exakt und zuverlässig zueinander positioniert und ausgerichtet, ohne dass hierfür bei der Montage eine aufwendige Ausrichtung der Wiegand-Sensormodule erforderliche ist. Die Aussparungen ermöglichen folglich eine einfache und zuverlässige Montage der Wiegand-Sensormodule an dem Sensormodul-Haltekörper und somit eine einfache Montage des Drehwinkelsensorsystems.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind in dem Sensormodul-Haltekörper vier elektrisch leitende, vorzugsweise stiftförmige, Kontaktelemente angeordnet. Zwei der vier Kontaktelemente sind mit dem ersten Wiegand-Sensormodul elektrisch verbunden und die anderen zwei Kontaktelemente sind mit dem zweiten Wiegand-Sensormodul elektrisch verbunden. Im Speziellen ist ein Kontaktelement mit einem ersten Sensorspulen-Ende des ersten Wiegand-Sensormoduls, ein Kontaktelement mit einem zweiten Sensorspulen-Ende des ersten Wiegand-Sensormoduls, ein Kontaktelement mit einem ersten Sensorspulen-Ende des zweiten Wiegand-Sensormoduls und ein Kontaktelement mit einem zweiten Sensorspulen-Ende des zweiten Wiegand-Sensormoduls elektrisch verbunden. Typischerweise ragen die zwei mit dem ersten Wiegand-Sensormodul verbundenen Kontaktelemente an der ersten Seite aus dem Sensormodul-Haltekörper heraus und ragen die zwei mit dem zweiten Wiegand-Sensormodul verbundenen Kontaktelemente an der zweiten Seite aus dem Sensormodul-Haltekörper heraus, sodass die entsprechenden Sensorspulen-Enden auf einfache Weise elektrisch leitend an den Kontaktelementen befestigbar sind. Vorzugsweise sind die Sensorspulen-Enden mit den Kontaktelementen verlötet. Die Kontaktelemente ermöglichen eine einfache und zuverlässige elektrische Kontaktierung der beiden Wiegand-Sensormodule.
  • Vorzugsweise ragen alle vier Kontaktelemente an der ersten Seite aus dem Sensormodul-Haltekörper heraus. Für die Kontaktierung beider Wiegand-Sensormodule ist folglich nur ein Zugriff auf eine einzige Seite des Sensormodul-Haltekörpers erforderlich. Dies ermöglicht eine einfache Kontaktierung beider Wiegand-Sensormodule beispielsweise über eine in/an einem Sensoreinheit-Gehäuse angeordnete Anschlussvorrichtung.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein von extern zugängliches Anschlusskabel vorgesehen, das mit allen vier Kontaktelementen elektrisch verbunden ist. Das Anschlusskabel umfasst mindestens vier Adern, über die die vier Kontaktelemente einzeln elektrisch kontaktierbar sind. Vorzugsweise ist am äußeren Ende des Anschlusskabels ein standardisierter Stecker vorgesehen. Über das Anschlusskabel ist das Drehwinkelsensorsystem, im Speziellen die beiden Wiegand-Sensormodule des Drehwinkelsensorsystems, auf einfache Weise elektrisch mit einer externen Auswerteeinheit verbindbar.
  • Vorteilhafterweise ist ein separates Sensoreinheit-Gehäuse vorgesehen, an dem der Sensormodul-Haltekörper vorzugsweise über eine erste Schnappvorrichtung befestigt ist. Vorzugsweise umfasst die erste Schnappvorrichtung mehrere an dem Sensoreinheit-Gehäuse ausgebildete Schnapphaken, die in korrespondierende Aussparungen des Sensormodul-Haltekörpers eingreifen oder korrespondierende Absätze des Sensormodul-Haltekörpers hintergreifen. Die erste Schnappvorrichtung ermöglicht eine einfache Befestigung des Sensormodul-Haltekörpers an dem Sensoreinheit-Gehäuse und somit eine einfache Montage des Drehwinkelsensorsystems.
  • Besonders bevorzugt sind an dem Sensoreinheit-Gehäuse vier Kontakthülsen befestigt, die im montierten Zustand des Drehwinkelsensorsystems jeweils elektrisch mit dem Anschlusskabel verbunden sind und jeweils ein aus dem Sensormodul-Haltekörper herausragendes Kontaktelement elektrisch leitend kontaktieren. Durch die in dem Sensoreinheit-Gehäuse befestigten Kontakthülsen ist bei der Montage des Sensormodul-Haltekörpers an dem Sensoreinheit-Gehäuse kein separater Montageschritt für die elektrische Verbindung der Kontaktelemente mit dem Anschlusskabel erforderlich. Ferner schaffen die Kontakthülsen eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen und dem Anschlusskabel. Die Kontakthülsen ermöglichen folglich eine einfache und zuverlässige Montage des Drehwinkelsensorsystems.
  • Besonders vorteilhafterweise umfasst das Sensoreinheit-Gehäuse ein mittels Spritzgießen hergestelltes Spritzguss-Gehäuseteil, durch das die vier Kontakthülsen umspritzt sind. Die Kontakthülsen sind also in das Spritzguss-Gehäuseteil eingebettet und somit zuverlässig an dem Spritzguss-Gehäuseteil befestigt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Positionierung und Ausrichtung der Kontakthülsen an/in dem Sensoreinheit-Gehäuse.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind an einer Seite des Sensormodul-Haltekörpers wahlweise Adapterelemente mit unterschiedlichen axialen Adapterelement-Längen montierbar, derart, dass über die unterschiedlichen axialen Adapterelement-Längen ein axialer Sensorabstand zwischen dem mindestens einen Erregermagneten und dem Sensormodul-Haltekörper mit den beiden Wiegand-Sensormodulen einstellbar ist. Durch die Auswahl eines entsprechenden Adapterelements ist folglich auf einfache Weise der axiale Abstand zwischen dem mindestens einen Erregermagneten und den beiden Wiegand-Sensormodulen bedarfsweise einstellbar. Dies schafft ein Drehwinkelsensorsystem, das auf einfache Weise für die Verwendung in verschiedenen Messanordnungen und/oder an verschiedenen Einbauorten anpassbar ist und somit vielseitig einsetzbar ist.
  • Vorzugsweise ist eine zweite Schnappvorrichtung vorgesehen, über die im montierten Zustand des Drehwinkelsensorsystems ein Adapterelement an dem Sensormodul-Haltekörper befestigt ist. Vorzugsweise umfasst die zweite Schnappvorrichtung mehre an dem Adapterelement ausgebildete Schnapphaken, die in korrespondierende Aussparungen des Sensormodul-Haltekörpers eingreifen oder korrespondierende Absätze des Sensormodul-Haltekörpers hintergreifen. Die zweite Schnappvorrichtung ermöglicht eine einfache Befestigung des Adapterelements an dem Sensormodul-Haltekörpers. Ferner ermöglicht die zweite Schnappvorrichtung auch einen einfachen Austausch des Adapterelements, beispielsweise zur Anpassung des Drehwinkelsensorsystem an eine neue Messanordnung oder einen neuen Einbauort. Dies schafft ein einfach zu montierendes und vielseitig einsetzbares Drehwinkelsensorsystem.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehwinkelsensorsystems wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben, wobei
    • 1 eine Seitenansicht eines in Längsrichtung geschnittenen erfindungsgemäßen Drehwinkelsensorsystems zeigt,
    • 2 eine Explosionsdarstellung einer Sensoreinheit des Drehwinkelsensorsystems aus 1 zeigt,
    • 3 eine Draufsicht auf die Unterseite eines Sensoreinheit-Gehäuses der Sensoreinheit aus 2 zeigt,
    • 4 einen Sensormodul-Haltekörper mit daran montierten Wiegand-Sensormodulen des Drehwinkelsensorsystems aus 1 zeigt, und
    • 5 zwei Adapterelemente des Drehwinkelsensorsystems aus 1 zeigt, wobei die zwei Adapterelemente unterschiedliche axiale Adapterelement-Längen aufweisen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Drehwinkelsensorsystem 10 mit einer drehbaren Erregereinheit 12 und einer feststehenden Sensoreinheit 14.
  • Die Erregereinheit ist wie in 1 dargestellt typischerweise über eine Schraubverbindung drehfest an einer Welle 16 montierbar und umfasst mindestens einen permanentmagnetischen Erregermagneten 18, durch den ein Erregermagnetfeld erzeugt wird.
  • Die Sensoreinheit 14 ist am Einbauort typischerweise wie in 1 dargestellt feststehend in/an einer Montagevorrichtung 20 montiert.
  • Die Sensoreinheit 14 umfasst ein Sensoreinheit-Gehäuse 22, an dem ein von außen zugängliches Anschlusskabel 24 und, wie in 3 dargestellt, vier Kontakthülsen 26a-d befestigt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Sensoreinheit-Gehäuse 22 ein mittels Spritzgießen hergestelltes Spritzguss-Gehäuseteil 23, durch das die Kontakthülsen 26a-d umspritzt sind.
  • An dem Sensoreinheit-Gehäuse 22 sind zwei Schnapphaken 28a,b ausgebildet, die an einer der Erregereinheit 12 zugewandten Gehäuseseite axial über eine sich in einer Radialebene erstreckende Stirnfläche des Sensoreinheit-Gehäuses 22 hinausragen und eine erste Schnappvorrichtung 30 bilden.
  • Das Anschlusskabel 24 umfasst vier elektrisch leitende Kabeladern 32a-d, die jeweils an ihrem äußeren Ende mit einem Anschlussstecker 34 elektrisch leitend verbunden sind, und die jeweils an ihrem gegenüberliegenden inneren Ende elektrisch leitend mit einer der vier Kontakthülsen 26a-d verbunden sind.
  • Die Sensoreinheit 14 umfasst ferner zwei Wiegand-Sensormodule 36a,b zur Erfassung des von dem Erregermagneten 18 erzeugten Erregermagnetfelds und einen Sensormodul-Haltekörper 38 an dem die beiden Wiegand-Sensormodule 36a,b befestigt sind.
  • Der Sensormodul-Haltekörper 38 weist an einer dem Sensoreinheit-Gehäuse 22 zugewandten ersten axialen Seite 40 eine erste Aussparung 42 auf, in der das erste Wiegand-Sensormodul 36a angeordnet ist, und weist an einer der ersten axialen Seite 40 gegenüberliegenden, der Erregereinheit 12 zugewandten zweiten axialen Seite 44 eine zweite Aussparung 46 auf, in der das zweite Wiegand-Sensormodul 36b angeordnet ist. Folglich ist das erste Wiegand-Sensormodul 36a an der ersten axialen Seite 40 des Sensormodul-Haltekörpers 38 angeordnet, und ist das zweite Wiegand-Sensormodul 36b an der zweiten axialen Seite 44 des Sensormodul-Haltekörpers 38 angeordnet. Die beiden Aussparungen 42,46 sind senkrecht zueinander ausgebildet, sodass die beiden Wiegand-Sensormodule 36a,b gekreuzt angeordnet sind. Ferner sind die beiden Aussparungen 42,46 derart ausgebildet, dass die beiden Wiegand-Sensormodule (36a,b) axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
  • In dem Sensormodul-Haltekörper 38 sind zur elektrischen Kontaktierung der beiden Wiegand-Sensormodule 36a,b vier stiftförmige, elektrisch leitende Kontaktelemente 48a-d angeordnet. Die Kontaktelemente 48a-d erstrecken sich axial durch den Sensormodul-Haltekörper 38 hindurch und ragen jeweils sowohl an der ersten axialen Seite 40 als auch an der zweiten axialen Seite 44 aus dem Sensormodul-Haltekörper 38 heraus. Das erste Kontaktelement 48a und das dritte Kontaktelement 48c sind mit dem ersten Wiegand-Sensormodul 36a elektrisch verbunden. Das zweite Kontaktelement 48b und das vierte Kontaktelement 48d sind mit dem zweiten Wiegand-Sensormodul 36b elektrisch verbunden. Im Speziellen sind die Kontaktelemente 48a-d jeweils mit einem Ende einer Sensorspule 50a,b des entsprechenden Wiegand-Sensormoduls 36a,b elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise verlötet.
  • Der Sensormodul-Haltekörper 38 ist über die erste Schnappvorrichtung 30 derart an dem Sensoreinheit-Gehäuse 22 befestigt, dass das Sensoreinheit-Gehäuse 22 an der ersten axialen Seite 40 des Sensormodul-Haltekörpers 38 angeordnet ist. Die Schnapphaken 28a,b der ersten Schnappvorrichtung 30 hintergreifen hierbei entsprechende Absätze des Sensormodul-Haltekörpers 38.
  • Im montierten Zustand des Drehwinkelsensorsystems 10 tauchen die an der ersten axialen Seite 40 aus dem Sensormodul-Haltekörper 38 herausragenden Enden der Kontaktelemente 48a-d jeweils in eine der an dem Sensoreinheit-Gehäuse 22 befestigten Kontakthülsen 26a-d ein und kontaktieren diese jeweils elektrisch leitend. Der Anschlussstecker 34 ist folglich über das Ladekabel 24 und die die Kontakthülsen 26a-d elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 48a-d verbunden und somit elektrisch leitend mit den beiden Wiegand-Sensormodulen 36a,b verbunden, sodass in den Wiegand-Sensormodulen 36a,b durch das Erregermagnetfeld generierte Sensorspannungspulse über den Anschlussstecker 34 von außen erfassbar sind, beispielsweise durch eine externe Auswerteeinheit.
  • Die Sensoreinheit 14 umfasst ferner ein Adapterelement 52, das an der der Erregereinheit 12 zugewandten zweiten axialen Seite 44 des Sensormodul-Haltekörpers 38 angeordnet ist. Das Adapterelement 52 weist zwei Schnapphaken 54a,b auf, die an einer dem Sensormodul-Haltekörper 38 zugewandten Adapterelementseite axial über eine sich in einer Radialebene erstreckende erste Adapterelement-Stirnfläche 56 hinausragen. Die Schnapphaken 54a,b bilden eine zweite Schnappvorrichtung 58, über die das Adapterelement 52 an dem Sensormodul-Haltekörper 38 befestigt ist. Die Schnapphaken 54a,b hintergreifen hierbei entsprechende Absätze des Sensormodul-Haltekörpers 38.
  • Bei der Installation des Drehwinkelsensorsystems 10 am Einbauort wird die Sensoreinheit 14 soweit in die Montagevorrichtung 20 eingeschoben, bis eine der ersten Adapterelement-Stirnfläche 56 gegenüberliegende zweite Adapterelement-Stirnfläche 60 an einer Bodenwand 62 der Montagevorrichtung 20 anliegt.
  • Ein axialer Sensorabstand S zwischen dem Erregermagneten 18 und dem Sensormodul-Haltekörper 38 im Einbauzustand des Drehwinkelsensorsystems 10 ist folglich über eine axiale Adapterelement-Länge L des Adapterelements 52, hier definiert als der axiale Abstand zwischen der ersten Adapterelement-Stirnfläche 56 und der zweiten Adapterelement-Stirnfläche 60, einstellbar.
  • Das Drehwinkelsensorsystems 10 ist daher derart ausgebildet, dass an dem Sensormodul-Haltekörper 38 wahlweise Adapterelemente 52;52' mit unterschiedlichen axialen Adapterelement-Längen L; L' montierbar sind, um den axialen Sensorabstand S bedarfsweise einstellen zu können.
  • 5 zeigt beispielhaft zwei an dem Sensormodul-Haltekörper 38 montierbare Adapterelemente 52,52' die unterschiedliche axiale Längen L, L' aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Drehwinkelsensorsystem
    12
    Erregereinheit
    14
    Sensoreinheit
    16
    Welle
    18
    Erregermagnet
    20
    Montagevorrichtung
    22
    Sensoreinheit-Gehäuse
    23
    Spritzguss-Gehäuseteil
    24
    Anschlusskabel
    26a-d
    Kontakthülsen
    28a,b
    Schnapphaken
    30
    erste Schnappvorrichtung
    32a-d
    Kabeladern
    34
    Anschlussstecker
    36a,b
    Wiegand-Sensormodule
    38
    Sensormodul-Haltekörper
    40
    erste Sensormodul-Haltekörper-Seite
    42
    erste Sensormodul-Haltekörper-Aussparung
    44
    zweite Sensormodul-Haltekörper-Seite
    46
    zweite Sensormodul-Haltekörper-Aussparung
    48a-d
    Kontaktelemente
    50a,b
    Sensorspulen
    52;52'
    Adapterelemente
    54a,b
    Schnapphaken
    56
    erste Adapterelement-Stirnfläche
    58
    zweite Schnappvorrichtung
    60;60'
    zweite Adapterelement-Stirnfläche
    62
    Montagevorrichtungs-Bodenwand
    L; L'
    axiale Adapterelement-Länge
    S
    axialer Sensorabstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202015103893 U1 [0006]

Claims (12)

  1. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) zur Erfassung einer Wellendrehbewegung, umfassend: - eine drehbare Erregereinheit (12), die drehfest an einer Welle (16) montierbar ist und mindestens einen Erregermagneten (18) aufweist, und - eine feststehende Sensoreinheit (14) mit zwei gekreuzt angeordneten Wiegand-Sensormodulen (36a,b) zur Erfassung eines von dem mindestens einen Erregermagneten (18) erzeugten Erregermagnetfelds, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wiegand-Sensormodule (36a,b) axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
  2. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 1, wobei ein Sensormodul-Haltekörper (38) vorgesehen ist, an dem beide Wiegand-Sensormodule (36a,b) befestigt sind.
  3. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 2, wobei das erste Wiegand-Sensormodul (36a) an einer ersten Seite (40) des Sensormodul-Haltekörpers (38) angeordnet ist und das zweite Wiegand-Sensormodul (36b) an einer der ersten Seite (40) gegenüberliegenden zweiten Seite (44) des Sensormodul-Haltekörpers (38) angeordnet ist.
  4. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 3, wobei der Sensormodul-Haltekörper (38) an der ersten Seite (40) eine erste Aussparung (42) aufweist, in der das erste Wiegand-Sensormodul (36a) angeordnet ist, und an der zweiten Seite (44) eine zweite Aussparung (46) aufweist, in der das zweite Wiegand-Sensormodul (36b) angeordnet ist.
  5. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in dem Sensormodul-Haltekörper (38) vier elektrisch leitende Kontaktelemente (48a-d) angeordnet sind, wobei zwei Kontaktelemente (48a,c) mit dem ersten Wiegand-Sensormodul (36a) elektrisch verbunden sind und die anderen zwei Kontaktelemente (48b,d) mit dem zweiten Wiegand-Sensormodul (36b) elektrisch verbunden sind.
  6. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 5, wobei alle vier Kontaktelemente (48a-d) an der ersten Seite (40) aus dem Sensormodul-Haltekörper (38) herausragen.
  7. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein Anschlusskabel (24) vorgesehen ist, das mit allen vier Kontaktelementen (48a-d) elektrisch verbunden ist.
  8. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei ein separates Sensoreinheit-Gehäuse (22) vorgesehen ist, an dem der Sensormodul-Haltekörper (38) vorzugsweise über eine erste Schnappvorrichtung (30) befestigt ist.
  9. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach den Ansprüchen 7 und 8, wobei an dem Sensoreinheit-Gehäuse (22) vier Kontakthülsen (26a-d) befestigt sind, die jeweils mit dem Anschlusskabel (24) elektrisch verbunden sind und die jeweils ein aus dem Sensormodul-Haltekörper (38) herausragendes Kontaktelement (48a-d) elektrisch leitend kontaktieren.
  10. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 9, wobei das Sensoreinheit-Gehäuse (22) ein Spritzguss-Gehäuseteil (23) umfasst, durch das die vier Kontakthülsen (26a-d) umspritzt sind.
  11. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei an einer Seite (44) des Sensormodul-Haltekörpers (38) wahlweise Adapterelemente (52;52') mit unterschiedlichen axialen Adapterelement-Längen (L; L') montierbar sind, derart, dass über die unterschiedlichen axialen Adapterelement-Längen (L; L') ein axialer Sensorabstand (S) zwischen dem mindestens einen Erregermagneten (18) und dem Sensormodul-Haltekörper (38) mit den beiden Wiegand-Sensormodulen (36a,b) einstellbar ist.
  12. Magnetbasiertes Drehwinkelsensorsystem (10) nach Anspruch 11, wobei eine zweite Schnappvorrichtung (58) vorgesehen ist, über die ein Adapterelement (52;52') an dem Sensormodul-Haltekörper (38) befestigt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023227320A1 (de) * 2022-05-23 2023-11-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung eines wiegand-sensors und wiegand-sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006003993A1 (de) 2006-01-24 2007-07-26 Balluff Gmbh Sensorvorrichtung
DE202015103893U1 (de) 2015-10-06 2015-10-16 Fraba B.V Anordnung einer Mikrogenerator-Schaltung
US20150354986A1 (en) 2012-04-15 2015-12-10 Walter Mehnert Method and arrangement for synchronizing a segment counter with a fine position sensor
DE102018203409A1 (de) 2018-03-07 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Linearbewegungsvorrichtung und Verfahren

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664760B1 (ko) * 2013-02-22 2016-10-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회전수 검출기
DE102015101248A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Fraba B.V. Magnet-basiertes Drehwinkelmesssystem
US11079253B2 (en) * 2018-04-16 2021-08-03 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Wiegand module and methods of forming the same
CN111130274B (zh) * 2018-11-01 2021-09-17 台达电子工业股份有限公司 旋转检测装置及其适用的编码器与马达

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006003993A1 (de) 2006-01-24 2007-07-26 Balluff Gmbh Sensorvorrichtung
US20150354986A1 (en) 2012-04-15 2015-12-10 Walter Mehnert Method and arrangement for synchronizing a segment counter with a fine position sensor
DE202015103893U1 (de) 2015-10-06 2015-10-16 Fraba B.V Anordnung einer Mikrogenerator-Schaltung
DE102018203409A1 (de) 2018-03-07 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Linearbewegungsvorrichtung und Verfahren

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023227320A1 (de) * 2022-05-23 2023-11-30 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung eines wiegand-sensors und wiegand-sensor

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