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Die Erfindung betrifft eine Messanordnung einer Funktionseinheit in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Messanordnung einer Funktionseinheit in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 sowie eine Funktionseinheit in einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Messanordnung gemäß Anspruch 14.
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Die in Rede stehende Messanordnung dient der Ermittlung der Stellung eines Funktionselements der Funktionseinheit. Solche Messanordnungen finden sich an den verschiedensten Stellen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise im Bereich der Kraftfahrzeugschlösser oder der Antriebe für Türen oder Klappen.
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Bei dem bekannten Kraftfahrzeugschloss (
WO 2020/215040 A1 ), von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist eine Messanordnung vorgesehen, die der Ermittlung eines beweglichen Hebels dient. Hierfür ist an dem beweglichen Hebel ein Permanentmagnet und am Gehäuse ein Hall-Sensor, der mit einem ferromagnetischen Leitelement verbunden ist, vorgesehen. In einer Schaltstellung wird der Abstand zwischen dem Permanentmagneten und dem Leitelement verringert, wodurch das Leitelement derart magnetisiert wird, dass ein Schaltschwellenwert des Hall-Sensor bezogen auf die magnetische Flussdichte überschritten wird und der Hall-Sensor ein Schaltsignal erzeugt. Auf diese Weise kann der Hall-Sensor auch in der Schaltstellung entfernt vom Permanentmagnet angeordnet sein, wodurch eine konstruktive Gestaltungsfreiheit erzielt werden kann.
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Eine Herausforderung stellt die Genauigkeit der Schaltstellung dar. Permanentmagnete weisen Toleranzen bezüglich ihrer magnetischen Feldstärke und ihrer magnetischen Flussdichte auf, so dass der Hall-Sensor bei unterschiedlichen Abständen zwischen dem Permanentmagnet und dem Leitelement, also in verschiedenen Positionen des beweglichen Hebels relativ zum Gehäuse, schalten kann. Darüber hinaus weisen alle Komponenten eines Kraftfahrzeugschlosses Fertigungstoleranzen auf, so dass die Abstände und Dimensionen der einzelnen Komponenten das Schaltverhalten des Hall-Sensors bezüglich der Position des beweglichen Hebels ebenfalls beeinflussen können. Hinzu kommt, dass das Leitelement nach einer vorhergegangenen Magnetisierung eine Restmagnetisierung aufweisen kann, wodurch eine weitere Beeinflussung des Schaltverhaltens der Messanordnung möglich ist.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Messanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine erhöhte Messgenauigkeit der Schaltstellung bei einer hohen konstruktiven Gestaltungsfreiheit erzielt wird.
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Das obige Problem wird bei einer Messanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Zunächst wird davon ausgegangen, dass das Magnetfeld, das heißt der Verlauf der Magnetfeldlinien des Magnetfeldes, gezielt beeinflusst wird, das Magnetfeld bzw. die Magnetfeldlinien insbesondere gezielt umgelenkt werden, um dadurch das Magnetfeld im Bereich des Sensors in der Schaltstellung des Funktionselements zu zentrieren und auf diese Weise eine höhere magnetische Flussdichte in diesem Bereich zu erzeugen. Die umlaufende Bahn der Magnetfeldlinien ist durch die besagte Beeinflussung über ihren Verlauf vorzugsweise nicht überall in dieselbe Richtung gekrümmt, sondern die Bahn ändert ihre Krümmungsrichtung. Die Krümmung ist demnach mal positiv und mal negativ.
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Wesentlich ist nun die grundsätzliche Überlegung, dass das durch die Magnetfeldleitanordnung geleitete bzw. beeinflusste Magnetfeld bei einem berührenden Kontakt zwischen der Magnetfeldleitanordnung und der Magnetanordnung eine deutlich höhere magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke aufweist, als bei einer kontaktlosen Magnetisierung der Magnetfeldleitanordnung. Somit werden die magnetische Feldstärke und die magnetische Flussdichte entlang der Magnetfeldleitanordnung durch den berührenden Kontakt erhöht. Durch die geringere Streuung des Magnetfeldes und der damit verbundenen höheren magnetischen Flussdichte kann eine besonders genaue Erzeugung des Sensorsignals erzielt werden.
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Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Magnetfeldleitanordnung mit der Magnetanordnung in Kontakt steht oder in Kontakt bringbar ist.
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Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist ein ferromagnetisches Leitelement vorgesehen, das in der Schaltstellung die Magnetanordnung berührend kontaktiert und das magnetische Feld zum Sensor weiterleitet, wodurch dieser ein Sensorsignal erzeugt. Die Dämpfung des Magnetfeldes ist in einem ferromagnetischen Material geringer als in Luft, so dass das Magnetfeld über eine große Entfernung geleitet und eine höhere magnetische Flussdichte entfernt von der Magnetanordnung erzielt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 weist das Leitelement eine Verjüngungskontur auf, die sich im Wesentlich entlang der Magnetpolrichtung der Magnetanordnung erstreckt. Auf diese Weise kann die magnetische Flussdichte weiter erhöht werden, so dass größere Abstände zwischen dem Sensor und der Magnetanordnung realisierbar sind oder bei gleichem Abstand eine Magnetanordnung mit einer geringeren magnetischen Feldstärke verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Sensor mit einem höheren Schaltschwellenwert verwendet werden. Ein solcher Sensor ist robuster gegenüber äußeren Einflüssen, wie einem äußeren Magnetfeld, da zur Erzeugung des Schaltsignals ein stärkeres Magnetfeld notwendig ist.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist das Leitelement mit der Magnetanordnung verbunden. Das Leitelement weist dann jederzeit die im Wesentlichen gleiche magnetische Feldstärke und magnetische Flussdichte auf.
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Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung auch denkbar, dass das Leitelement mit dem Sensor verbunden ist (Anspruch 5). In diesem Fall ist der Leitelement mit der Magnetanordnung in Kontakt bringbar. Durch das Kontaktieren des Leitelements mit der Magnetanordnung kann die magnetische Flussdichte im Leitelement und um das Leitelement herum, insbesondere auch im Bereich des Sensors, gesteigert werden.
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Es ist besonders bevorzugt, wenn das Leitelement nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 in der Schaltstellung elastisch verformt ist. Das Leitelement erzeugt dann bei Überführung des Funktionselements in die Schaltstellung einen Widerstand, der bei der elastischen Verformung des Leitelements aufgebracht werden muss. Das Leitelement geht dann vorzugsweise bei Überführung aus der Schaltstellung hinaus in seinen unverformten ursprünglichen Zustand über. Dabei kann eine Trennung des Leitelements von der Magnetanordnung und/oder von dem Sensor wirksam erzielt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ist ein Kontaktelement vorgesehen, das in der Schaltstellung das Leitelement kontaktiert. Das Kontaktelement leitet das auf die Magnetanordnung zurückgehende und über das Leitelement geleitete Magnetfeld zum Sensor. Das Leitelement kann in der Schaltstellung unter Berücksichtigung des gegenseitigen Kontakts beinahe beliebig zum Kontaktelement ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann eine hohe konstruktive Freiheit erzielt werden. Das Kontaktelement kann vorteilhaft mit dem Sensor verbunden oder vom Sensor beabstandet sein (Anspruch 8).
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 ist eine Schaltstellung mit zwei Funktionselementen vorgesehen, die nach einer logischen „UND“-Verknüpfung von der Messanordnung erfasst werden. Es ist dann notwendig, dass sich beide Funktionselemente in ihrer jeweiligen Schaltstellung befinden, damit der Sensor ein Schaltsignal erzeugen kann. Auf diese Weise können zwei Funktionselemente in einer Schaltstellung mit einem einzigen Sensor, einer einzigen Magnetanordnung und einer einzigen Magnetfeldleitanordnung erfasst werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das erste Funktionselement eine Kontaktierung des Leitelements mit dem Kontaktelement oder dem Sensor bewirkt und das zweite Funktionselement eine Kontaktierung des Leitelements mit der Magnetanordnung bewirkt (Anspruch 10).
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Vorzugsweise wird das Funktionselement durch eine Schlossfalle oder eine Sperrklinke eines Kraftfahrzeugschlosses gebildet. Es ist auch möglich, dass das Funktionselement ein Zentralverriegelungshebel, ein Diebstahlsicherungshebel oder dergleichen ist (Anspruch 11).
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Der Sensor ist vorzugsweise als Hall-Sensor oder Reed-Sensor ausgebildet (Anspruch 12). Die vorgenannten Sensoren sind kostengünstig und eignen sich für genaue Schaltungen.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 13, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird das obige Problem bei einer Messanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 13 gelöst.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Funktionseinheit mit einer vorschlagsgemäßen Messanordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Messanordnung darf insoweit verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugschlosses mit einer Messanordnung,
- 2 eine Querschnittsansicht der Messanordnung aus 1 in einer ersten Ausführungsform,
- 3 eine Querschnittsansicht der Messanordnung aus 1 in a) einer zweiten Ausführungsform, in b) einer dritten Ausführungsform und in c) in einer vierten Ausführungsform und
- 4 eine Querschnittsansicht der Messanordnung aus 1 in einer alternativen, weiteren Ausführungsform.
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Die in der Zeichnung dargestellte Messanordnung ist der Funktionseinheit „Kraftfahrzeugschloss“ zugeordnet. Dies ist nicht beschränkend zu verstehen. Die erfindungsgemäße Lösung ist auf alle Funktionseinheiten mit verstellbarem Funktionselement in einem Kraftfahrzeug anwendbar. Bevorzugte Beispiele hierfür sind Antriebe für Türen oder Klappen, Schließhilfsantriebe, Sitzverstellungen, Fensterheber oder Außenspiegel.
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Eine Funktionseinheit 1, hier und vorzugsweise ein Kraftfahrzeugschloss, ist in 1 gezeigt und weist eine Messanordnung 2 zur Ermittlung der Stellung eines Funktionselements 3 der Funktionseinheit 1 auf. Das Funktionselement 3 ist hier und vorzugsweise durch eine Sperrklinke gebildet und um eine Schwenkachse 3a schwenkbar. Das Funktionselement 3 kann alternativ durch jede andere bewegliche Komponente des Kraftfahrzeugschlosses gebildet sein. Insbesondere kann das Funktionselement 3 auch in einer linearen Bewegung verschiebbar ausgebildet sein.
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Die Messanordnung 2 weist eine Magnetanordnung 4 und einen magnetisch beeinflussbaren Sensor 5 auf. Der magnetisch beeinflussbare Sensor 5 ist zur Erzeugung von Sensorsignalen in Abhängigkeit von seiner magnetischen Beeinflussung ausgebildet. Der Sensor 5 erzeugt somit abhängig von der Magnetanordnung 4 ein Sensorsignal, nämlich dann, wenn der Sensor 5 in einer Schaltstellung des Funktionselements 3 von dem von der Magnetanordnung 4 erzeugten Magnetfeld entsprechend beeinflusst wird. Aus dem entsprechenden Sensorsignal kann die Schaltstellung des Funktionselements 3 ermittelt werden.
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Im Einzelnen weist der Sensor 5 vorzugsweise einen Schaltschwellenwert in Bezug auf die magnetische Flussdichte auf, bei dessen Überschreitung der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt. Der Sensor 5 kann auch beim Unterschreiten des Schaltschwellenwertes ein Sensorsignal erzeugen. Vorzugsweise handelt es sich um einen zweistufigen Sensor 5, der zwischen dem Zustand „0“ und „1“ schaltbar ist. Der Sensor 5 erzeugt dann vorzugsweise beim Überschreiten des Schaltschwellenwertes das Sensorsignal „1“ bzw. „an“, und geht bei Unterschreiten des Schaltschwellenwertes wieder in den Zustand „0“ bzw. „aus“ über.
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Hier und vorzugsweise ist die Magnetanordnung 4 durch einen Permanentmagneten gebildet oder weist einen Permanentmagneten auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetanordnung 4 auch eine elektrische Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweisen. Die Verwendung eines Permanentmagneten ist besonders vorteilhaft, da das Magnetfeld unabhängig von einer Stromquelle ist. Der Permanentmagnet ist hier und vorzugsweise zylindrisch, also mit kreisförmiger Querschnittskontur, ausgestaltet, kann aber auch quaderförmig ausgestaltet sein oder eine andere geeignete Querschnittskontur aufweisen.
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Die Messanordnung 2 weist ferner eine Magnetfeldleitanordnung 6 auf. Die Magnetfeldleitanordnung 6 ist zum zielgerichteten Leiten eines Magnetfeldes ausgebildet. Hier und vorzugsweise ist die Magnetfeldleitanordnung 6 zur Leitung des von der Magnetanordnung 4 erzeugten Magnetfelds zum Sensor 5 ausgebildet. Die Magnetfeldleitanordnung 6 ist zur Erhöhung der magnetischen Flussdichte im Vergleich zu einer Leitung des Magnetfeldes durch Luft ausgebildet. Die Magnetfeldleitanordnung 6 ist in der Lage, den Verlauf des Magnetfeldes bzw. der Magnetfeldlinien des Magnetfeldes gezielt zu beeinflussen, insbesondere gezielt umzulenken.
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Wesentlich ist nun, dass die Magnetfeldleitanordnung 6 mit der Magnetanordnung 4 in Kontakt steht oder in Kontakt bringbar ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Das von der Magnetanordnung 4 erzeugte Magnetfeld kann durch die Magnetfeldleitanordnung 6 mit geringen Dämpfungsverlusten weitergeleitet und umgelenkt werden. Unter „umlenken“ ist hier jegliche Veränderung des Magnetfeldes und insbesondere eine räumliche Verlagerung wenigstens einer Magnetfeldlinie zu verstehen.
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Die Magnetfeldleitanordnung 6 bewirkt eine Erhöhung der magnetischen Flussdichte im Vergleich zu der magnetischen Flussdichte, die durch eine Luftübertragung auf eine vorbestimmte Entfernung erzielt werden kann. Umgekehrt bedeutet dies, dass eine gleich hohe Flussdichte mit Hilfe der Magnetfeldleitanordnung 6 an einer weiter entfernten Position erzielt werden kann.
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Hier und vorzugsweise ist die Magnetfeldleitanordnung 6 wenigstens abschnittsweise magnetisierbar.
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In den Ausführungsformen der 2 und 3a) und b) ist die Magnetanordnung 4 jeweils dem Funktionselement 3 zugeordnet. Der Sensor 5 ist hingegen ortsfest angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung des Sensors 5 und der Magnetanordnung 4 zu vertauschen.
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Das Funktionselement 3 ist jeweils entlang der in den Figuren gezeigten Pfeilrichtungen verlagerbar, insbesondere verschwenkbar und/oder verschiebbar, ausgebildet.
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Bevorzugt weist die Magnetfeldleitanordnung 6 ein ferromagnetisches Leitelement 7 auf, das in der Schaltstellung des Funktionselements 3 mit der Magnetanordnung 4 in Kontakt steht und das Magnetfeld derart zum Sensor 5 leitet, dass dieser durch das von der Magnetanordnung 4 erzeugte Magnetfeld beeinflusst wird und ein Sensorsignal erzeugt. Die Schaltstellung des Funktionselements 3 ist jeweils in der 2 und 3 gezeigt.
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Beispielhaft ist in der 2 und 3a) das von der Magnetanordnung 4 erzeugte und von der Magnetfeldleitanordnung 6 geleitete Magnetfeld in gestrichelten Linien dargestellt. Im Einzelnen wird durch das Leitelement 7 die magnetische Flussdichte im Bereich des Sensors 5 erhöht, verglichen mit einer Ausführung, bei der das Leitelement 7 nicht vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine Magnetanordnung 4 mit einer geringeren magnetischen Flussdichte und/oder ein Sensor 5 mit einem höheren Schaltschwellenwert verwendet werden. Bei Verwendung eine Magnetanordnung 4 mit einer geringeren magnetischen Flussdichte werden Kosteneinsparungen erzielt. Ein Sensor 5 mit einem höheren Schaltschwellenwert ist robust gegenüber äußeren Sperreinflüssen, wie beispielsweise einem von außen einwirkenden Magnetfeld.
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Die Funktionseinheit 1 weist bevorzugt ein Gehäuse 8, hier und vorzugsweise ein Kunststoffgehäuse, auf, welches das Funktionselement 3 aufnimmt. Bevorzugt ist der Sensor 5 außerhalb des Gehäuses 8 angeordnet. Auf diese Weise ist der Sensor 5 von den beweglichen Komponenten der Funktionseinheit 1, wie beispielsweise dem Funktionselement 3, räumlich getrennt, so dass eine Beschädigung des Sensors 5 durch Abrieb oder Schmiermittel in der Funktionseinheit 1 verhindert werden kann.
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In einer in 2 gezeigten, ersten Ausführungsform der Messanordnung 2 weist das Leitelement 7 eine sich von der Magnetanordnung 4 aus und im Wesentlich entlang der Magnetpolrichtung 9 der Magnetanordnung 4 erstreckende Verjüngungskontur 10 auf. Unter der „Magnetpolrichtung“ ist vorliegend die Ausrichtung der Pole der Magnetanordnung 4 zu verstehen, in 2 also die Vertikale.
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Hier und vorzugsweise ist die Verjüngungskontur 10 kegelstumpfförmig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, andere Verjüngungskonturen vorzusehen, beispielsweise kegelförmige, pyramidenförmige, pyramidenstumpfförmige, kugelabschnittförmige oder kugelschichtförmige Verjüngungskonturen. Auch eine Stufen aufweisende Verjüngungskontur 10 ist denkbar.
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Durch die Verjüngungskontur 10 wird die magnetische Flussdichte an der in 2 dem Sensor 5 zugewandten Stirnseite des Leitelements 7 weiter erhöht. Somit wird auch die magnetische Flussdichte im Bereich des Sensors 5 erhöht.
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Bevorzugt ist das Leitelement 7 mit der Magnetanordnung 4 verbunden. „Verbunden“ meint mechanisch verbunden und umfasst kraftschlüssige, formschlüssige und stoffschlüssige Verbindungen, aber auch wie in 2 eine einstückige Ausgestaltung der Einheit aus Leitelement 7 und Magnetanordnung 4. Hier und vorzugsweise ist das Leitelement 7 mit einem Pol der Magnetanordnung 4 verbunden, wie in 2 und 3b) gezeigt ist. Das Leitelement 7 muss dann nicht bei jeder Überführung des Funktionselements 3 in die Schaltstellung magnetisiert werden. Folglich wird das Leitelement 7 beim Übergang aus der Schaltstellung heraus auch nicht mehr entmagnetisiert, so dass keine durch eine Restmagnetisierung hervorgerufenen Beeinflussungen der Messanordnung 2 entstehen können. Die magnetische Flussdichte bleibt somit in Bezug auf das Leitelement 7 durch die dauerhafte Verbindung mit der Magnetanordnung 4 im Wesentlichen gleich.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Leitelement 7 mit dem Sensor 5 verbunden oder beabstandet vom Sensor 5 angeordnet und das Leitelement 7 ist in Kontakt mit der Magnetanordnung 4 bringbar. Auch hier meint „verbunden“ mechanisch verbunden und umfasst kraftschlüssige, formschlüssige und stoffschlüssige Verbindungen. 3a) zeigt eine zweite Ausführungsform der Messanordnung 2, bei der das Leitelement 7 vom Sensor 5 beabstandet angeordnet ist. In der in 3a) gezeigten Schaltstellung des Funktionselements 3 ist ein Kontakt zwischen dem Leitelement 7 und der Magnetanordnung 4 ausgebildet. Durch diesen Kontakt wird der Sensor 5 derart von dem Magnetfeld beeinflusst, dass der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt, über das die Schaltstellung des Funktionselements 3 detektierbar ist. Wird der Kontakt zwischen dem Leitelement 7 und der Magnetanordnung 4 ausgebildet, steigt die magnetische Flussdichte im Leitelement 7 und im Bereich des Sensors 5 sprunghaft an. Auf diese Weise kann eine präzise und lokale Schaltstellung des Funktionselements 3 geschaffen werden.
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In vorteilhafter Weise ist das Leitelement 7 elastisch verformbar und das Leitelement 7 ist in der Schaltstellung elastisch verformt. In der in 3a) gezeigten Ausführungsform ist das Leitelement 7 in der Schaltstellung des Funktionselements 3 elastisch verformt dargestellt. Das Leitelement 7 drückt dann mit seiner elastischen Rückstellkraft auf die Magnetanordnung 4. Wird das Funktionselement 3 aus der Schaltstellung bewegt, wird der Kontakt zwischen dem Leitelement 7 und der Magnetanordnung 4 getrennt. Diese Trennung bewirkt eine elastische Rückverformung des Leitelements 7 in seinen Ruhezustand, der in 3a) gestrichelt dargestellt ist. Durch die elastische Verformung des Leitelements 7 in der Schaltstellung kann ein sicherer Kontakt zwischen dem Leitelement 7 und der Magnetanordnung 4 hergestellt werden.
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In 3b) ist eine dritte Ausführungsform der Messanordnung 2 gezeigt. In dieser Ausführungsform weist die Magnetfeldleitanordnung 6 ein Kontaktelement 11 auf, das in der Schaltstellung mit dem Leitelement 7 in Kontakt steht und das von dem auf die Magnetanordnung 4 zurückgehende und über das Leitelement 7 geleitete Magnetfeld zum Sensor 5 leitet. In der in 3b) gezeigten Ausführungsform ist das Leitelement 7 fest mit der Magnetanordnung 4 verbunden. Durch Überführen des Funktionselements 3 in die Schaltstellung wird ein Kontakt zwischen dem Leitelement 7 und dem Kontaktelement 11 hergestellt. Das Kontaktelement 11 ist hier und vorzugsweise mit dem Sensor 5 verbunden. „Verbunden“ meint auch hier mechanisch verbunden und umfasst kraftschlüssige, formschlüssige und stoffschlüssige Verbindungen. Es ist jedoch auch möglich, dass das Kontaktelement 11 vom Sensor 5 beabstandet angeordnet ist. Zur Sicherstellung des Kontaktes zwischen dem Kontaktelement 11 und dem Leitelement 7 kann das Leitelement 7 in der Schaltstellung des Funktionselements 3 elastisch verformt sein und eine elastische Rückstellkraft auf das Kontaktelement 11 ausüben.
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In einer ebenfalls bevorzugten vierten Ausführungsform der Messanordnung 2 sind ein erstes Funktionselemente 3, 12 und ein zweites Funktionselement 3, 13 mit jeweils einer Schaltstellung vorgesehen und die Messanordnung 2 ist zur Erfassung der Schaltstellungen der beiden Funktionselementen 3, 12, 13 nach einer logischen „UND“-Verknüpfung ausgebildet, so dass der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt, wenn sich beide Funktionselemente 3, 12, 13 in ihrer Schaltstellung befinden. Der Sensor 5 wird nur dann durch das von der Magnetanordnung 4 erzeugte Magnetfeld derart beeinflusst, dass der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt, wenn sich beide Funktionselemente 3, 12, 13 jeweils in ihrer Schaltstellung befinden. Ein solcher Zustand ist in 3c) gezeigt.
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In der in 3c) gezeigten Ausführungsform ist das Leitelement 7 durch das erste Funktionselement 3, 12 mit dem Kontaktelement 11 oder dem Sensor 5 und durch das zweite Funktionselement 3, 13 mit der Magnetanordnung 4 in Kontakt bringbar. Das Leitelement 7 ist hier und vorzugsweise an dem Gehäuse 8 befestigt. Befinden sich beide Funktionselemente 3, 12, 13 nicht in ihrer Schaltstellung, ist das Leitelement 7 unverformt, wie anhand der gestrichelten Linien erkennbar ist. Wird das erste Funktionselement 3, 12 in seine Schaltstellung überführt, wird das Funktionselement 3, 12 gegen das Leitelement 7 gedrückt, wodurch das Leitelement 7 elastisch verformt wird und in Kontakt mit dem Kontaktelement 11 tritt. Wird das zweite Funktionselement 3, 13 in seine Schaltstellung überführt, bewirkt diese Überführung, dass das Leitelement 7 ebenfalls elastisch verformt wird und in Kontakt mit der Magnetanordnung 4 tritt. Nur wenn das Leitelement 7 mit dem Kontaktelement 11 und der Magnetanordnung 4 in Kontakt steht, wird der Schaltschwellenwert des Sensors 5 überschritten, so dass der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt. Durch dieses Sensorsignal kann die Schaltstellung des ersten Funktionselements 3, 12 und des zweiten Funktionselements 3, 13 erfasst werden. Auf diese Weise kann eine Schaltstellung von zwei Funktionselementen 3, 12, 13 in einer logischen „UND“-Verknüpfung detektiert werden.
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Es ist grundsätzlich auch möglich, eine Schaltstellung von mehr als zwei Funktionselementen 3, 12, 13 in einer logischen „UND“-Verknüpfung zu erfassen.
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Alternativ ist es auch denkbar, eine Schaltstellung von zwei oder mehr als zwei Funktionselementen 3, 12, 13 in einer logischen „ODER“-Verknüpfung zu erfassen. Eine solche Anordnung kann dadurch erreicht werden, dass der Sensor 5 ein Sensorsignal erzeugt, wenn sich wenigstens ein Funktionselement 3, 12, 13 in seiner Schaltstellung befindet.
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Auch für die Ausgestaltung des magnetisch beeinflussbaren Sensors 5 sind zahlreiche vorteilhafte Varianten denkbar. Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis die Ausgestaltung des Sensors 5 als Hall-Sensor oder als Reed-Sensor herausgestellt.
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Besonders bevorzugt ist das Funktionselement 3, 12, 13 eine Schlossfalle, eine Sperrklinke, ein Zentralverriegelungshebel, ein Diebstahlsicherungshebel oder dergleichen eines Kraftfahrzeugschlosses.
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Es darf ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass mit der vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 die Stellung jeglicher Funktionselemente 3 jeglicher Funktionseinheit 1 in einem Kraftfahrzeug ermittelbar ist. Dazu gehören nicht nur um eine Schwenkachse schwenkbare, sondern auch linear verschiebbare Funktionselemente 3.
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Der vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 ist vorzugsweise eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerung zugeordnet. Die Steuerung kann auch Bestandteil einer übergeordneten Kraftfahrzeugsteuerung sein.
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Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Messanordnung 2 einer Funktionseinheit 1 in einem Kraftfahrzeug, insbesondere eines Kraftfahrzeugschlosses, zur Ermittlung der Stellung eines Funktionselements 3 der Funktionseinheit 1, vorgesehen, wobei die Messanordnung 2 eine Magnetanordnung 4 und einen magnetisch beeinflussbaren Sensor 5, der in Abhängigkeit von seiner magnetischen Beeinflussung Sensorsignale erzeugt, aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass der Sensor 5 in Abhängigkeit von der Stellung des Funktionselements 3 von dem auf die Magnetanordnung 4 zurückgehenden magnetischen Feld beeinflusst wird und ein entsprechendes Sensorsignal erzeugt, aus dem die Stellung des Funktionselements 3 ermittelbar ist, wobei die Messanordnung 2 eine Magnetfeldleitanordnung 6 zum zielgerichteten Leiten des Magnetfeldes zum magnetisch beeinflussbaren Sensor 5 aufweist. Wesentlich hierbei ist, dass die Magnetfeldleitanordnung 6 dazu ausgebildet ist, das Magnetfeld im Bereich des Sensors 5 zu fokussieren. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 darf insoweit verwiesen werden.
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In 4 ist eine entsprechende weitere Ausführungsform der Messanordnung 2 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Magnetfeldleitanordnung 6 dazu ausgebildet ist, das Magnetfeld im Bereich des Sensors 5 zu fokussieren. Unter „fokussieren“ ist vorliegend zu verstehen, dass das Magnetfeld in diesem Bereich weniger stark gestreut wird. Vielmehr wir das Magnetfeld abschnittsweise verengt, wie in 4 anhand der gestrichelt dargestellten Magnetfeldlinien dargestellt ist.
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Durch die Fokussierung des Magnetfelds wird die magnetische Flussdichte im Bereich der Magnetfeldleitanordnung 6 und des Sensors 5 erhöht. Durch die Erhöhung der magnetischen Flussdichte kann die Schaltgenauigkeit der Messanordnung 2 verbessert werden. Es ist dann möglich, eine Magnetanordnung 4 mit einer geringeren magnetischen Flussdichte zu verwenden. Es ist auch möglich einen Sensor 5 mit einem höheren Schaltschwellenwert auszuwählen. Auf diese Weise kann die Gefahr durch eine Beeinflussung der Messanordnung 2 durch äußere Störreinflüsse, wie beispielsweise ein weiteres Magnetfeld, verringert werden.
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Wie 4 zeigt, ist die Magnetfeldleitanordnung 6 beabstandet zum Sensor 5 angeordnet und derart in die Nähe der Magnetanordnung 4 bringbar, dass der Sensor 5 durch das auf die Magnetanordnung 4 zurückgehende magnetische Feld beeinflusst wird und ein Sensorsignal erzeugt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Magnetfeldleitanordnung 6 mit dem Sensor 5 verbunden ist. „Verbunden“ meint auch hier mechanisch verbunden und umfasst kraftschlüssige, formschlüssige, stoffschlüssige oder einstückige Verbindungen. Der Sensor 5 ist hier und vorzugsweise auf einer dem Funktionselement 3 abgewandten Seite des Gehäuses 8 angeordnet. Auf der anderen Seite des Gehäuses 8 ist die Magnetfeldleitanordnung 6 angebracht, vorzugsweise in einer im Gehäuse 8 ausgebildeten Vertiefung.
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Die Magnetfeldleitanordnung 6 ist in 4 durch ein Leitelement 7 gebildet, das vorzugsweise würfelförmig, zylinderförmig oder quaderförmig ausgebildet ist. In der in 4 gezeigten Schaltstellung des Funktionselements 3 sind die Magnetanordnung 4, der Sensors 5 und das Leitelements 7 entlang der Magnetpolrichtung 9 angeordnet. Durch das Leitelement 7 wird das Magnetfeld der Magnetanordnung 4 derart auf den Sensor 5 fokussiert, dass im Bereich des Sensors 5 der Schaltschwellenwert überschritten wird und der Sensor 5 ein Schaltsignal erzeugt.
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Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Funktionseinheit 1 mit einer vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 vorgesehen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 gemäß der ersten Lehre und zur vorschlagsgemäßen Messanordnung 2 gemäß der weiteren Lehre darf insoweit verwiesen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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