DE19518340A1 - Drehpositionserfassungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung, die so gestaltet ist, daß ein Dreh­ winkel eines Drosselventils und ähnliches in einen entspre­ chenden Widerstandswert umgewandelt wird.

Eine Drehpositionserfassungsvorrichtung, die dazu verwendet wird, den Öffnungswinkel eines Drosselventils oder ähnliches zu erfassen, ist so gestaltet, daß die Bewegung eines zu er­ fassenden Objektes wie beispielsweise einer Ventilwelle oder ähnliches übertragen wird und der Betrag der Drehung eines Ro­ tors in einen entsprechenden Widerstandswert umgewandelt wird.

Wie beispielsweise in Fig. 14 gezeigt ist, ist in einer Dreh­ positionserfassungsvorrichtung 9 eine Grundplatte 91 mit einer Widerstandsschaltkreisfläche an ihrer Unterseite und ein Rotor 92 mit die Widerstandsschaltkreisfläche berührenden Kontakte 931 und 932 so angeordnet, daß sie einander in einem Gehäuse 94 gegenüberliegen. Der Rotor ist mechanisch mit dem zu erfas­ senden Objekt durch vorbestimmte Mittel verbunden und dreht sich beispielsweise mittels eines Hebels 941.

Wie in Fig. 15 gezeigt ist, gleitet folglich ein erster Kon­ takt 931 über Widerständen 911 und 912 und verändert den Wi­ derstandswert zwischen den Kontakten 951 und 952 in Abhängig­ keit des Betrags der Drehung. Ein zweiter Kontakt 932 schließt die Verbindung zwischen Leitern 913 und 914 kurz oder öffnet sie in Abhängigkeit der Drehposition des Rotors 92 und dadurch kann eine spezielle Drehposition an den Erfassungsanschlüssen 953 und 954 erfaßt werden. In Fig. 15 ist Bezugszeichen 943 eine Spiralfeder, die die Kontakte 931 und 932 gegen die Wi­ derstandsschaltkreisfläche mit einem geeigneten Kontaktdruck vorspannt (ungeprüfte, japanische Gebrauchsmusterveröffentli­ chung Nr. S2-97909).

Um die Drehposition genau zu erfassen, ist es hier wichtig, die relative Position zwischen der Widerstandsschaltkreisflä­ che und den Kontakten 931 und 932 einzustellen. Es sollte be­ merkt werden, daß eine Welle 921 des Rotors 92 und ein Lager 942 des Gehäuses 94 aus Metall hergestellt sind und ein Haupt­ körper 922 des Rotors 92, an dem die Kontakte 931 und 932 be­ festigt sind, ist aus einem Isoliermaterial hergestellt. Zu­ sätzlich weist der Rotor 92 die Welle 921 auf, die an dem Hauptkörper 922 mittels Einsatzgießen oder mit Schrauben befe­ stigt ist.

Wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt ist, sind die Kontakte 931 und 932 an dem Hauptkörper 922 des Rotors 92 befestigt, in dem eine Schnappscheibe 934 oder ähnliches verwendet wird. Die Widerstandsschaltkreisfläche ist auf der Grundplatte 91 ausge­ bildet, die aus einem Isoliermaterial wie beispielsweise Kera­ mik oder Kunststoff hergestellt ist. Andererseits ist die Grundplatte 91, wie in Fig. 14 gezeigt ist, an einer Abdec­ kung 97 über eine Dichtung 971 befestigt. Die Widerstands­ schaltkreisfläche der Grundplatte 91 ist mit Anschlüssen 951 bis 954 über ein Leitungsmaterial 96 oder ähnliches verbunden.

Anders als bei dem oben erwähnten Aufbau, bei dem der an der Welle 921 befestigte Hebel 941 durch eine nicht gezeigte Ven­ tilwelle gedreht wird, ist auch ein Aufbau bekannt, der das zu erfassende Objekt wie beispielsweise die Drosselventilwelle oder ähnliches und den Rotor 92 verbindet, bei dem ein Paßloch auf der axialen Mitte der Welle 921 vorgesehen ist, um mit der Ventilwelle ineinander zu greifen oder aufgepaßt zu werden. Hier ist der Boden des Gehäuses 94 in einer Vertiefung oder ähnlichem auf der Außenwand des Drosselventilkörpers im Eingriff (ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H4-112930). In anderen Worten ist ein sich zuspitzender Vor­ sprung am Boden des Gehäuses 94 vorgesehen, während eine Ver­ tiefung mit derselben Zuspitzung auf der Ventilkörperseite vorgesehen ist, so daß die Drehpositionserfassungsvorrichtung 9 dauerhaft auf dem Drosselventilkörper montiert werden kann.

Als ein anderes Beispiel kann der Anschluß, wie in Fig. 18 gezeigt ist, in der Weise aufgebaut sein, daß ein Leitelement 990, das die Widerstandsschaltkreisfläche berührt, an einen Anschluß 960 geschweißt ist. Das Leitelement 990 ist aus einem elastischen Material hergestellt und zwängt seinen Spitzenbe­ reich 991 durch die elastische Wiederherstellkraft, die durch das Drücken erzeugt wird, gegen die Widerstandskreisfläche.

Als noch weiteres Beispiel der Drehpositionserfassungsvorrich­ tung gibt es eine Art des Aufbaus, bei dem die Widerstands­ schaltkreisfläche auf der Rotorseite ausgebildet ist und der Kontakt auf einem an dem Gehäuse befestigten Plattenelement vorgesehen ist (japanische, ungeprüfte Patentoffenlegungs­ schrift S62-182449).

Die Drehpositionserfassungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik haben jedoch die folgenden Probleme.

Sie liegen darin, daß viele Teile erforderlich sind, um die relative Position zwischen der Widerstandsschaltkreisfläche und dem Kontakt zu bestimmen und es Zeit für den Zusammenbau­ vorgang und Einstellvorgang in Anspruch nimmt. Wenn viele Teile verwendet werden, neigt die relative Position zwischen der Widerstandsschaltkreisfläche und dem Kontakt dazu, sich zu verändern und in Abhängigkeit von Dimensionsabweichungen der jeweiligen Teile zu schwanken. Auch werden die Kosten anstei­ gen, wenn die Teilekosten so wie die Anzahl der Zusammenbauar­ beitsstunden ansteigt.

In Anbetracht solcher Probleme des Stands der Technik, zielt die Erfindung darauf ab, eine Drehpositionserfassungsvorrich­ tung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau mit einer gerin­ geren Anzahl von Teilen hat, die einfach zusammengebaut und eine hohe Genauigkeit garantieren kann.

Erfindungsgemäß werden eine Welle und ein Hauptkörper eines Rotors einstückig aus synthetischen Kunststoff als einstücki­ ges Element geformt und weiterhin wird ein Abdeckelement, das dem Hauptkörper des Rotors gegenüberliegt, auch aus syntheti­ schen Kunststoff geformt. Dadurch reduziert sich sowohl die Anzahl der Teile, als auch die Zusammenbauarbeitsstunden und die Vorrichtung kann mit geringen Kosten produziert werden. Weiterhin wird eine Widerstandsschaltkreisfläche auf dem Ab­ deckelement als einstückiges Element ausgebildet und weiterhin wird eine Kontaktfläche, die einen die Widerstandsschaltkreis­ fläche berührenden Kontakt hat, einstückig mit den Hauptkörper des Rotors in einer solchen Weise ausgeformt, daß ein Ende des Rotor durch das Gehäuse und das andere Ende durch das Abdeck­ element gelagert ist. Dadurch verringert sich der Fehler beim Zusammenbauvorgang aufgrund der verringerten Anzahl an Teilen und der Versatz der Relativposition zwischen der Widerstands­ schaltkreisfläche und dem Kontakt wird verhindert. Außerdem ist der Rotor durch zwei Elemente gelagert, d. h., durch das Gehäuse und durch die Abdeckung und daher wird die Neigung des Rotors während der Drehung verhindert, wodurch die Genauigkeit der Positionserfassung, die von der Widerstandsschaltkreisflä­ che und der Kontaktfläche abgelesen wird, verbessert wird. Vorzugsweise ist eine im Eingriff gepaarte Vertie­ fung/Vorsprung-Kombination auf der Widerstandsschaltkreisflä­ che des Abdeckelements und auf der Kontaktfläche des Rotors vorgesehen. Dadurch können die Positionen der Widerstands­ schaltkreisfläche und der Kontaktfläche beim Zusammenbauvor­ gang einfach eingestellt werden.

Vorzugsweise ist ein Anschlußkontakt einstückig aufgebaut um nicht nur als externer Kontaktanschluß sondern auch als Wider­ standsschaltkreisfläche zu dienen. Mit anderen Worten redu­ ziert sich die Anzahl der Teile, da der externe Kontaktan­ schluß und die Kontaktfläche nicht voneinander getrennt son­ dern in einem ausgebildet sind, und der Zusammenbau verein­ facht sich weiter.

Besonders vorzugsweise sind das Abdeckelement und das Gehäuse aus dem gleichen Material hergestellt und miteinander ver­ schweißt, so daß ein Spalt zwischen diesen beiden Elementen beseitigt ist, woraus eine bessere Luft-Dichtigkeit folgt. Zu­ sätzlich kann die Verwendung eines zwischen diese beiden Ele­ mente eingefügten Dichtelements beseitigt werden.

In den beigefügten Zeichnungen ist

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die die Drehposi­ tionserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel darstellt;

Fig. 3 eine Vorderansicht, die einen Rotor einer Dreh­ positionserfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungs­ beispiel darstellt;

Fig. 4 eine Draufsicht, die den Rotor der Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 7 eine Draufsicht, die den Rotor der Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 8 eine Unteransicht, die ein Abdeckelement der Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbei­ spiel darstellt;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII-XII in Fig. 11;

Fig. 13 eine Draufsicht, die einen Rotor der Drehposi­ tionserfassungsvorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbei­ spiel darstellt;

Fig. 14 eine Querschnittsansicht, die eine Drehpositi­ onserfassungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik dar­ stellt;

Fig. 15 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV in Fig. 14;

Fig. 16 eine Draufsicht, die einen befestigten Zustand des Kontaktes auf der Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 17 eine Querschnittsansicht, die den befestigten Zustand des Kontaktes der Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt; und

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht, die einen An­ schluß der Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt.

Die Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.

[Erstes Ausführungsbeispiel]

Das erste Ausführungsbeispiel einer Drehpositionserfassungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert.

Die Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß Fig. 1 ist zur Umwandlung des Winkels oder der Drehung einer Welle 46 in einen Widerstandswert angepaßt. Die Drehpositionserfassungs­ vorrichtung 1 weist einen Rotor 40, der aus einem syntheti­ schen Kunststoff hergestellt ist, der die Welle 46 einstückig mit einem Hauptkörper 43 bildet, ein Gehäuse 60, das aus einem synthetischen Kunststoff hergestellt ist und die Welle 46 des Rotors 40 drehbar lagert, und ein Abdeckelement 50 auf, das aus synthetischen Kunststoff hergestellt ist, und an dem Ge­ häuse 60 befestigt ist sowie dem Hauptkörper 43 des Rotors 40 gegenüberliegend angeordnet ist. Eine im rechten Winkel zur axialen Mitte der Welle 46 angeordnete Widerstandsschaltkreis­ fläche 59 ist einstückig mit dem Abdeckelement 50 auf der Un­ terseite des Abdeckelements 50 ausgebildet. Andererseits ist eine Kontaktfläche 44, an der ein die Widerstandsschaltkreis­ fläche 59 berührender Kontakt 23 angebracht ist, der Wider­ standsschaltkreisfläche 59 gegenüberliegend angeordnet, die auf dem Abdeckelement 50 ausgebildet ist.

Zusätzlich ist eine zylindrische Vertiefung 57 mit der glei­ chen axialen Mitte wie die Welle 46 auf der Widerstandsschalt­ kreisfläche 59 ausgebildet und ein mit der Vertiefung 57 im Eingriff befindlicher Vorsprung 48 ist auf der Kontaktfläche 44 ausgebildet. Das Abdeckelement 56 und das Gehäuse 60 sind aus demselben Material hergestellt und beide Elemente 50 und 60 werden durch Ultraschallschweißen verbunden. Die Welle 46 des Rotors 40 ist aus Flüssigkeitskristallpolymer hergestellt, wobei die Kristallorientierung des Flüssigkeitskristallpoly­ mers im rechten Winkel zur Drehrichtung der Welle 46 ausge­ richtet ist.

Die Drehpositionserfassungsvorrichtung 1 dieses Ausführungs­ beispiels ist als ein Ventilöffnungssensor für das Drosselven­ til eines Automobils gestaltet, das in der Figur nicht gezeigt ist, wobei die Drehung der Drosselventilwelle auf das Ende der Welle 46 des Rotors 40 über einen Hebel oder ähnliches über­ tragen wird, um den Rotor 40 zu drehen.

Der Rotor 40 ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, aus syntheti­ schem Kunststoff in einem Stück geformt und kann gedreht wer­ den, weil seine Welle 46 mit einem Lagerabschnitt 61 des Ge­ häuses 60 verbunden ist. Die Widerstandsschaltkreisfläche 59 wird im Siebdruckverfahren oder ähnlichem über die Bodenfläche des Abdeckelements 50 ausgebildet.

Auf der Widerstandsschaltkreisfläche 59 sind in gleicher Weise wie beim Stand der Technik (Fig. 16) eine Widerstandsfläche, eine Massenleiterfläche und eine Energiezuführleiterfläche ausgebildet, die nicht gezeigt sind, und eine zylindrische Vertiefung 57 ist in der Mitte vorgesehen. Zusätzlich ist eine Ringrille 571 um die Vertiefung 57 vorgesehen. Weiterhin ist das Abdeckelement 50 mit dem Gehäuse 60 durch Ultraschall­ schweißen verbunden. Der Hauptkörper 43 des Rotors 40 hat eine Kontaktfläche 44, an der der Kontakt 23 angebracht ist. In der Mitte der Kontaktfläche 44 ist ein zylindrischer Vorsprung 48 und ein ringförmiger Vorsprung 481 in der Mitte der Kontakt­ fläche 44 ausgebildet. Der Vorsprung 48 ist im Eingriff mit der zuvor erwähnten Vertiefung 57 und der ringförmige Vor­ sprung 481 ist im Eingriff mit der Rille 571.

Weiterhin berührt der Kontakt 23 die Widerstandsfläche der Wi­ derstandsschaltkreisfläche 59 und die Massenleiterfläche oder die Energiezuführleiterfläche. Der Kontakt ist aus einem fe­ derelastischen Stück hergestellt und berührt die Widerstands­ schaltkreisfläche 59 mit einem definierten Kontaktdruck.

Zwischen der unteren Fläche des Hauptkörpers 43 des Rotors 40 und der oberen Fläche des Lagers 61 des Gehäuses 60 ist eine Spiralfeder 68 eingefügt, die den Rotor 40 gegen die Wider­ standsschaltkreisflächenseite vorspannt. Das Gehäuse 60 ist ein aus synthetischem Kunststoff hergestelltes Element, an dem eine Anschlußplatte 69 mittels Einsatzformen vorgesehen ist, und das den Lagerabschnitt in seinem Boden hat, der die Welle 46 des Rotors 40 drehbar lagert.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Anschlußplatte 69 aus ei­ nem Stück eines Plattenelements hergestellt, das durch einen Pressvorgang gebogen und bearbeitet wird, und hat einen Kon­ taktabschnitt 691, der das Ende der Widerstandsschaltkreisflä­ che 59 berührt, sowie einen externen Anschluß 692. Der Kon­ taktabschnitt 691 hat eine gebogene Form, die elastisch defor­ mierbar ist, und ist in dem Gehäuse 60 in einem durch die Druckkraft deformierten Zustand eingebaut und tritt aufgrund der elastischen Wiederherstellkraft unter Druck mit dem Endab­ schnitt in Kontakt, der zur Aufnahme von Signalen der Wider­ standsschaltkreisfläche gestaltet ist.

Als nächstes wird der Betrieb und die Wirkung des gegenwärti­ gen Ausführungsbeispiels beschrieben.

Da die Welle 46 und der Hauptkörper 43 des Rotors 40 aus syn­ thetischem Kunststoff als einstückiges Element geformt sind und ferner das dem Hauptkörper 43 des Rotors 40 gegenüberlie­ gend angeordnete Abdeckelement 50 auch aus synthetischem Kunststoff gebildet ist, wird die Vorrichtung mit einer redu­ zierten Anzahl Teilen hergestellt. Die Anzahl der Zusammenbau­ vorgänge ist ebenso geringer und daher kann mit niedrigen Ko­ sten produziert werden.

Da das Abdeckelement 50 und die Widerstandsschaltkreisfläche 59 einstückig ausgebildet sind, die Kontaktfläche 44, die mit dem Kontakt 23 versehen ist, der die Widerstandsschaltkreis­ fläche 59 berührt, einstückig mit dem Hauptkörper 43 des Ro­ tors 40 in der Widerstandsschaltkreisfläche 59 gegenüberlie­ gend angeordneter Weise einstückig ausgebildet ist, ein Ende des Rotors 40 durch das Lager 61 des Gehäuses 60 gelagert ist und das andere Ende des Rotors 40 durch das Abdeckelement 50 gelagert ist, reduziert eine verringerte Anzahl von Komponen­ tenbauteile weiter die aus dem Zusammenbau der jeweiligen Bau­ teile resultierenden Montagefehler. Die fehlerhafte Anordnung der Widerstandsschaltkreisfläche 59 und des Kontaktes 23 wird verhindert und außerdem wird die Neigung des Rotors während der Drehung verhindert, weil die Welle des Rotors 40 durch ein Paar Elemente gelagert ist, nämlich das Gehäuse 60 und das Ab­ deckelement 50, und die von der Widerstandsschaltkreisfläche 59 und die Kontaktfläche 44 über den Kontakt 23 abgelesene Ge­ nauigkeit der Positionserfassung wird verbessert.

Da auf der Widerstandsschaltkreisfläche 59 des Abdeckelements 50 und auf der Kontaktfläche 44 des Hauptkörpers 43 des Rotors 40 die Vertiefung 57 und der zylindrische Vorsprung 48 vorge­ sehen sind, können die Relativlagen der Widerstandsschalt­ kreisfläche 59 und der Kontaktfläche 44 relativ einfach wäh­ rend des Zusammenbauvorgangs bestimmt werden. Da das Abdeck­ element 50 und das Gehäuse 60 am Umfang mittels Ultraschall­ schweißen verbunden werden, ist kein Element erforderlich, um diese beiden Elemente 50 und 60 abzudichten, so daß die Anzahl der Bauteile reduziert werden kann.

Die Kontaktplatte 69 wird einstückig mit der die Widerstands­ schaltkreisfläche berührenden Kontaktfläche 691 und dem exter­ nen Anschluß 692 hergestellt, so daß sie in einer Abfolge von Pressvorgängen fertiggestellt werden kann. Folglich wird es unnötig, das Zusammensetzen und Verschweißen der Elemente 691 und 692 durchzuführen, wodurch die Anzahl der Bauteile sowie die Kosten reduziert werden können.

Wie oben erläutert wurde gestattet es das gegenwärtige Ausfüh­ rungsbeispiel, eine Drehpositionserfassungsvorrichtung vorzu­ sehen, die einen einfachen Aufbau mit einer geringeren Anzahl von Bauteilen vorsieht, den Zusammenbau vereinfacht und wei­ terhin eine verbesserte Genauigkeit gewährleistet.

[Zweites Ausführungsbeispiel]

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sieht dieses Ausfüh­ rungsbeispiel, das eine Abwandlung des ersten Ausführungsbei­ spieles ist, einen Anschlag 420 einer Feder 68 für den Haupt­ körper 42 des Rotors 40 vor.

Der Anschlag 420, der zum Außenumfang vorsteht, ist auf dem Hauptkörper 42 vorgesehen, so daß, da eine zweite Wicklung 682 der Feder 68 die Bodenfläche des Anschlags 420 berührt, dieser nicht eine erste Wicklung 681 berührt, die an dem Ende des Hauptkörpers 42 befestigt ist. Es sollte bemerkt werden, daß in den Fig. 3 und 4 das Bezugszeichen 680 ein Anschlagende der Feder 68 am Hauptkörper 42, Bezugszeichen 235 einen Kon­ taktaufrechterhaltungszapfen und Bezugszeichen 425 einen Aus­ schnitt bzw. eine Unterfüllung bezeichnet.

Wenn die Feder 68 zusammengedrückt oder entspannt wird, wird folglich keine Gleitreibung zwischen den beiden Wicklungen 681 und 682 erzeugt, so daß kein Problem mit verstreutem Me­ tallstaub entsteht, der aus der Reibung folgt. Entsprechend beschränkt sich der Abrieb durch Reibung von anhaftendem Me­ tallstaub auf der Widerstandsschaltkreisfläche 59 und die Le­ bensdauer sowie die Betriebssicherheit der Drehpositionserfas­ sungsvorrichtung 1 werden verbessert.

Alle anderen Merkmale sind gleich wie bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel.

[Drittes Ausführungsbeispiel]

In diesem Ausführungsbeispiel sind einige Elemente des ersten Ausführungsbeispiels in ihren Formen abgewandelt.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Rotor 12 aus synthetischem Kunststoff geformt und umfaßt eine Welle 160 und einen Haupt­ körper 130. Ein aus synthetischem Kunststoff hergestelltes Ge­ häuse 310 lagert die Welle 160 und ein aus synthetischem Kunststoff hergestelltes Abdeckelement 210 ist an dem Gehäuse 310 befestigt. Eine Kontaktfläche 226, die einen Kontakt 23 hat, der eine Widerstandsschaltkreisfläche 194 berührt, ist auf dem Hauptkörper 130 des Rotors 12 ausgebildet. Zusätzlich ist eine Vertiefung 270 auf der Widerstandsschaltkreisfläche 194 ausgebildet und eine in die Vertiefung 270 eingreifender Vorsprung 280 ist auf der Kontaktfläche 226 ausgebildet. Ande­ rerseits ist eine Anschlußplatte 390 auf dem Gehäuse 310 durch Einsatzformen ausgebildet und die Anschlußplatte 390 ist mit der Widerstandsschaltkreisfläche 194 über einen elastischen Leiter 395 verbunden. Zwischen dem Gehäuse 310 und dem Rotor 12 ist eine Rückholfeder 38 angeordnet. Die Feder 38 wird durch einen Anschlag 149 des Hauptkörpers 130 beschränkt. Das Abdeckelement 210 ist getrennt von dem Gehäuse 310, so daß ein Dichtelement 290 zwischen beide Elemente 210 und 310 eingefügt ist.

Bei der Drehpositionserfassungsvorrichtung gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel ist der Rotor 12 einstückig aus synthetischem Kunststoff gebildet, so daß er aus einer geringeren Anzahl von Bauteilen im Vergleich zu denen des Stands der Technik zusam­ mengesetzt ist. Daher sind im Ganzen die Anzahl der Bauteile sowie die Anzahl der Produktionsvorgänge geringer, so daß er mit geringeren Kosten wie die des Stands der Technik herge­ stellt werden kann. Da die Vertiefung 270 und der zylindrische Vorsprung 280, die miteinander im Eingriff sind, auf der Wi­ derstandsschaltkreisfläche 194 und der Kontaktfläche 226 vor­ gesehen sind, wird der Zusammenbauvorgang einfach und außerdem tritt kein Versatz zwischen der Widerstandsschaltkreisfläche 194 und der Kontaktfläche 226 während und nach dem Zusammenbau auf, so daß eine Drehpositionserfassungsvorrichtung mit höhe­ rer Genauigkeit erhalten werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Drehpositionserfassungsvorrichtung, die einen einfachen Aufbau mit einer geringeren Anzahl von Bauteilen hat, einfach zusammengebaut werden und gewährleistet eine höhere Erfas­ sungsgenauigkeit.

[Viertes Ausführungsbeispiel ]

Dieses in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine Dreh­ positionserfassungsvorrichtung, durch die der Drehwinkel einer Welle 16 in einen Widerstandswert umgewandelt wird. Die Dreh­ positionserfassungsvorrichtung hat einen Rotor 10, der aus synthetischem Kunststoff hergestellt ist und die Welle 16 und einen Hauptkörper 13 als einstückiges Element ausbildet, ein Gehäuse 30, das die Welle 16 des Rotors 10 drehbar lagert, und ein Abdeckelement 20, das aus synthetischem Kunststoff herge­ stellt ist, an dem Gehäuse 30 befestigt ist und dem Hauptkör­ per des Rotors 10 gegenüberliegend angeordnet ist. Auf dem Hauptkörper 13 des Rotors 10 ist eine Widerstandsschaltkreis­ fläche 195 ausgebildet, die im rechten Winkel zur axialen Mitte C der Welle 16 angeordnet ist. Andererseits ist auf dem Abdeckelement 20 eine Erfassungsfläche 225 ausgebildet, an der ein die Widerstandsschaltkreisfläche 195 berührender Kontakt 23 angebracht ist und die gegenüberliegend der Widerstands­ schaltkreisfläche 195 angeordnet ist. Weiterhin ist auf der Widerstandsschaltkreisfläche 195 eine zylindrische Vertiefung 27 ausgebildet, die dieselbe axiale Mitte C wie die Welle 16 hat, und auf der Erfassungsfläche 225 ist ein mit der Vertie­ fung 27 in Eingriff befindlicher Vorsprung 28 ausgebildet. Ein O-Ring 301 ist zwischen dem Rotor 10 und dem Gehäuse 30 einge­ fügt. Außerdem ist der Rotor 10 durch ein Lager 31 des Gehäu­ ses 30 gelagert. Die Widerstandsschaltkreisfläche 195 ist auf der Oberfläche des Hauptkörpers 13 des Rotors 10 im Siebdruck­ verfahren oder ähnlichem ausgebildet.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat die Widerstandsschaltkreis­ fläche 195 eine Widerstandsfläche 196, eine Massenleiterfläche 197 und eine Energiezuführleiterfläche 198, wobei die zylin­ drische Vertiefung 27 in der Mitte ausgebildet ist. Anderer­ seits ist das Abdeckelement 20, wie in Fig. 6 gezeigt ist, auf dem Gehäuse 30 über ein Dichtelement 209 aus Gummi oder ähnlichem montiert. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, hat das Abdec­ kelement 20 eine Erfassungsfläche 225, an der der Kontakt 23 angebracht ist, und ein zylindrischer Vorsprung 28 ist in der Mitte der Erfassungsfläche 225 ausgebildet. Der Vorsprung 28 ist im Eingriff mit der Vertiefung 27. Die Erfassungsfläche 225 ist hier als einstückiger Teil des Abdeckelements 20 aus­ gebildet. Der Kontakt 23 berührt jede Seite 196 bis 198 der Widerstandsschaltkreisfläche 195. Der Kontakt 23 ist aus einem elastischen Federelement hergestellt und berührt die Wider­ standsschaltkreisfläche 195 mit einer definierten Kontakt­ kraft, während das andere Ende die Anschlußplatte 39 berührt.

Obwohl der Kontakt 23 an dem Abdeckelement 20 durch eine Befe­ stigung 239 angebracht ist, wie in den Fig. 6 und 8 gezeigt ist, kann er ebenso durch Einsatzformen oder durch eine her­ kömmliche Festigungsscheibe wie in Fig. 16 angebracht werden. Das Gehäuse 30 ist ein aus synthetischem Kunststoff herge­ stelltes Element, an dem die Anschlußplatte 39 durch Einsatz­ formen angebracht ist, und das Lager 309 ist um den mittleren Abschnitt vorgesehen, um die Welle 16 des Rotors 10 zu lagern. Weiterhin wird am oberen Teil das Abdeckelement 20 durch ther­ misches Verstemmen oder ein ähnliches Verfahren befestigt.

Nachfolgend wird der Betrieb und die Wirkung des Ausführungs­ beispiels beschrieben.

Da nicht nur die Welle 16 und der Hauptkörper 13 des Rotors 10 aus einem synthetischen Kunststoff als ein einstückiges Ele­ ment geformt sind, sondern auch das dem Hauptkörper 13 des Ro­ tors 10 gegenüberliegend angeordnete Abdeckelement 20 aus syn­ thetischem Kunststoff hergestellt wird, verringern sich sowohl die Anzahl der Bauteile als auch die Anzahl der Produktions­ prozesse, wodurch die Produktionskosten verringert werden. Da weiterhin der Widerstandsschaltkreis 195 direkt auf den Haupt­ körper 13 des Rotors 10 durch Siebdrucken aufgedruckt wird, die Erfassungsfläche 225 mit dem die Widerstandschaltkreisflä­ che 195 berührenden Kontakt 23 als einstückiges Element des Abdeckelements 20 ausgebildet wird und der Rotor an einem Ende durch das Lager 31 des Gehäuses 30 gelagert und an dem anderen Ende des Rotors 10 durch das Abdeckelement 20 gelagert wird, reduziert sich die Anzahl der Bauteile, so daß aus dem Zusam­ menbau der jeweiligen Bauteile folgende Fehler verringert wer­ den. Der Versatz der Relativlage der Widerstandsschaltkreis­ fläche 195 und dem Kontaktes 23 ist verhindert. Da der Rotor 10 durch ein Paar Elemente bestehend aus dem Gehäuse 30 und dem Abdeckelement 20 gelagert ist, ist weiterhin die Neigung des Rotors während der Drehung verhindert und die Genauigkeit der Positionserfassung, die auf der Widerstandsschaltkreisflä­ che 195 und der Erfassungsfläche 225 abgelesen wird, ist ver­ bessert.

Wie zuvor beschrieben wurde, kann gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel eine Drehpositionserfassungsvorrichtung mit einem einfa­ chen Aufbau und einer geringeren Anzahl von Bauteilen einfach zusammengebaut werden und eine höhere Genauigkeit kann er­ reicht werden.

[Fünftes Ausführungsbeispiel]

Das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbespiel ist ein weiteres Beispiel, bei dem in Abwandlung des vierten Ausführungsbei­ spiels ein Kontakt 230 an einer Anschlußplatte 390 durch Schweißen oder ähnliche Verfahren befestigt wird und weiterhin eine Rückholfeder 38 neu hinzukommt. Die Rückholfeder 38, die an einem Ende an einem Gehäuse 300 und an dem anderen Ende an einem Hauptkörper 130 eines Rotors 100 befestigt ist, ist so gestaltet, daß der Rotor 100 in seine Ausgangsposition zurück­ geholt wird. Zusätzlich wird der Rotor 100 mit einer vorbe­ stimmten Kraft gegen ein Abdeckelement 200 gedrückt.

Das Abdeckelement 200 ist an dem Gehäuse 300 durch Ultra­ schallschweißen befestigt, so daß das in Fig. 5 gezeigte Dichtelement 209 weggelassen werden kann. Der Kontakt 230 ist an der Anschlußplatte 390 durch Schweißen oder ähnliche Ver­ fahren befestigt, so daß das in Fig. 6 verwendete Fixierele­ ment 239 nicht notwendig ist. Ein Loch 302, daß mit einem zu erfassenden, sich drehenden, in der Figur nicht gezeigten Ob­ jekt (Ventilwelle) in Eingriff ist, ist in dem Rotor 100 aus­ gebildet.

Andere Abschnitte sind gleich wie bei dem vierten Ausführungs­ beispiel.

[Sechstes Ausführungsbeispiel]

Dieses Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 10 gezeigt ist, eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels, das so auf­ gebaut ist, daß eine Elastizität des Kontaktpunkts der An­ schlußplatte 391 bezüglich des Kontakts 23 vorgesehen ist. In anderen Worten ist eine Biegung 393 am Endabschnitt der An­ schlußplatte 391 ausgebildet, um eine Elastizität vorzusehen und so gestaltet, daß ein elektrischer Kontakt mit dem Kontakt 23 gemäß der Kraft der Biegung 393 gewährleistet ist.

[Siebtes Ausführungsbeispiel]

Dieses Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 11 gezeigt ist, eine Abwandlung des fünften Ausführungsbeispiels, bei dem ein Anschlußkontakt 25 vorgesehen ist, der die Anschlußplatte und den Kontakt umfaßt, und gleichzeitig die Vertiefung und der Vorsprung von einem Rotor 11 und einem Abdeckelement 21 wegge­ lassen sind. Mit anderen Worten ist auf dem Abdeckelement 21 der die Anschlußplatte (externer Verbindungskontakt) und den Kontakt umfassende Anschlußkontakt 25 durch Einsatzformen aus­ gebildet, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, und der Vor­ sprung auf der Fläche, die dem Rotor gegenüberliegend angeord­ net ist, ist weggelassen. Zusätzlich hat die Widerstands­ schaltkreisfläche 195 des Rotors 11, wie in Fig. 13 gezeigt ist, eine Energiezuführleiterfläche 199 in ihrer Mitte, die Vertiefung ist jedoch nicht vorgesehen. Wie in Fig. 11 ge­ zeigt ist, ist ferner ein Anschlagelement 149 auf dem Haupt­ körper 14 des Rotors 11 vorgesehen, um die Rückholfeder 38 zu stoppen.

Da die Drehpositionserfassungsvorrichtung 1 gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel den einstückigen Anschlußkontakt verwendet, sind sowohl die Anzahl der Bauteile als auch die Anzahl der Zusammenbauvorgänge reduziert. Da eines der Elemente Rotor 11, Gehäuse 300 und Abdeckelement 21 aus synthetischem Kunststoff als einstückiges Element geformt sind, wird das Formen bei niedrigen Kosten einfach. Andere Merkmale sind gleich wie beim fünften Ausführungsbeispiel.

Die oben beschriebene Erfindung ist nicht auf die obigen Aus­ führungsbeispiele beschränkt, sonder kann in vielen anderen Weisen angewandelt werden, ohne den Kern der Erfindung zu ver­ lassen.

Eine Drehpositionserfassungsvorrichtung weist einen einstückig geformten Rotor, der aus einem synthetischen Kunststoff herge­ stellt ist und an dem ein Kontakt befestigt ist, ein Gehäuse und ein Abdeckelement auf, auf dem eine Widerstandsschalt­ kreisfläche ausgebildet ist. Eine Kontaktfläche und die Wider­ standsschaltkreisfläche, an der der Kontakt angebracht ist, haben eine zylindrische Vertiefung die auf derselben Achsmitte wie die der Welle angeordnet ist, bzw. einen Vorsprung der mit der Vertiefung in Eingriff ist. Wahlweise kann die Wider­ standsschaltkreisfläche auf dem Rotor und der Kontakt auf dem Abdeckelement vorgesehen sein. Ein Anschlußkontakt der einen externen Kontaktanschluß und einen Kontakt umfaßt, kann einge­ setzt werden.

Claims (11)

1. Drehpositionserfassungsvorrichtung zum Umwandeln ei­ nes Drehwinkels einer Welle in einen Widerstandswert mit fol­ genden Bauteilen:
einem Rotor (40, 12) aus einem synthetischen Kunst­ stoff, der eine Welle (46, 160) und dessen Hauptkörper (43, 42, 130) umfaßt;
einem Gehäuse (60, 310), das drehbar ein Ende des Ro­ tors lagert;
einem Abdeckelement (50, 210) aus einem synthetischen Kunststoff, das an dem Gehäuse befestigt ist, wobei das Abdec­ kelement gegenüberliegend dem Hauptkörper des Rotors angeord­ net ist, um das andere Ende des Rotors drehbar zu lagern;
einer Widerstandsschaltkreisfläche (59, 194), die im rechten Winkel zur axialen Mitte der Welle angeordnet ist und einstückig mit dem Abdeckelement ausgebildet ist; und
einer Kontaktfläche (44, 226), die der Widerstands­ schaltkreisfläche gegenüberliegend angeordnet ist und einen Kontakt (23) aufweist, der einstückig mit dem Hauptkörper des Rotors ausgebildet ist, um die Widerstandsschaltkreisfläche zu berühren.

2. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eine Vertiefung (57, 270) oder ein Vorsprung (48, 280) auf entweder der Widerstandsschaltkreisfläche des Abdeck­ elements oder auf der Kontaktfläche des Hauptkörpers des Ro­ tors ausgebildet ist und daß jeweils das Gegenstück in Form eines Vorsprungs oder einer Vertiefung, das jeweils mit der Vertiefung oder dem Vorsprung im Eingriff ist, auf der anderen Fläche der Kontaktfläche und der Widerstandschaltkreisfläche vorgesehen ist, um das andere Ende der Welle des Rotors zu lagern.

3. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (57, 270) auf der Widerstandsschaltkreisfläche vorgesehen ist und der Vorsprung (48, 280) auf der Kontaktflä­ che vorgesehen ist, und daß jeweils eine Ringrille (571) und ein Ringvorsprung (481) auf der Widerstandsschaltkreisfläche und der Kontaktfläche ausgebildet sind, um miteinander in Ein­ griff zu treten.

4. Drehpositionserfassungsvorrichtung zum Umwandeln ei­ nes Drehwinkels einer Welle in einen Widerstandswert, mit fol­ genden Bauteilen:
einem Rotor (10, 100, 11), der aus synthetischem Kunst­ stoff gebildet ist und eine Welle (16) und dessen Hauptkörper (13) umfaßt;
einem Gehäuse (30, 300), das ein Ende des Rotors dreh­ bar lagert;
einem Kunststoffabdeckelement (20, 200), das an dem Ge­ häuse befestigt ist und dem Hauptkörper des Rotors gegenüber­ liegend angeordnet ist, um das andere Ende des Rotors drehbar zu lagern;
einer Widerstandsschaltkreisfläche (195), die im rech­ ten Winkel zur axialen Mitte der Welle angeordnet ist und ein­ stückig mit dem Hauptkörper des Rotors ausgebildet ist; und einer Kontaktfläche (225), die gegenüberliegend der Wi­ derstandsschaltkreisfläche angeordnet ist und einstückig mit dem Abdeckelement ausgebildet ist.

5. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eine Vertiefung (27) oder ein Vorsprung (28) auf ent­ weder der Widerstandsschaltkreisfläche des Abdeckelements oder auf der Kontaktfläche des Hauptkörpers des Rotors ausgebildet ist und daß jeweils das Gegenstück in Form eines Vorsprungs oder einer Vertiefung, das jeweils mit der Vertiefung oder dem Vorsprung im Eingriff ist auf der anderen Fläche der Kontakt­ fläche und der Widerstandsschaltkreisfläche vorgesehen ist, um das andere Ende der Welle des Rotors zu lagern.

6. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung auf der Widerstandsschaltkreisfläche und der Vorsprung auf der Kontaktfläche ausgebildet sind.

7. Drehpositionserfassungsvorrichtung zum Umwandeln ei­ nes Drehwinkels einer Welle in einen Widerstandswert, mit fol­ genden Bauteilen:
einem Rotor (100, 11), der aus synthetischem Kunststoff gebildet ist und eine Welle (302) sowie dessen Hauptkörper (130, 14) umfaßt, wobei eine Widerstandsschaltkreisfläche (195) auf dem Hauptkörper ausgebildet ist;
einem Gehäuse (300), das drehbar den Rotor lagert;
einem synthetischen Abdeckelement (200, 21), das an dem Gehäuse befestigt ist und dem Hauptkörper des Rotors gegen­ überliegend angeordnet ist; und
einem Anschlußkontakt (390, 25), der an dem syntheti­ schen Abdeckelement montiert ist und einstückig aus einem elektrischen Leitmaterial hergestellt ist, wobei der Anschluß­ kontakt an seinem einen Ende einen externen Kontaktanschluß bildet und an seinem anderen Ende die Widerstandsschaltkreis­ fläche berührt.

8. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper des Rotors eine Grundplatte (130, 14) hat, die die Widerstandsschaltkreisfläche auf dem synthetischen Kunst­ stoffkörper bildet, der einstückig mit der Welle gebildet ist.

9. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement und das Gehäuse aus demselben Material her­ gestellt sind und miteinander durch Verschweißen verbunden sind.

10. Drehpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Rotors mechanisch mit einer Drosselventilwelle gekoppelt ist.

11. Drehpositionserfassungsvorrichtung zum Umwandeln eines Drehwinkels einer Welle in einen Widerstandswert, mit folgenden Bauteilen:
einem Rotor (40, 12), der aus synthetischem Kunststoff gebildet ist und eine Welle (46, 160) sowie dessen Hauptkörper (43, 130) umfaßt;
einem Gehäuse (60, 310), das eine Ende des Rotors la­ gert;
einem Abdeckelement (50, 210), das an dem Gehäuse befe­ stigt ist und gegenüberliegend dem Hauptkörper des Rotors an­ geordnet ist, um das andere Ende des Rotors drehbar zu lagern; einer Widerstandsschaltkreisfläche (59, 144), die im rechten Winkel zur axialen Mitte der Welle angeordnet ist und auf dem Abdeckelement ausgebildet ist; und
einer Kontaktfläche (44, 226), die gegenüberliegend der Widerstandsschaltkreisfläche angeordnet ist und auf dem Haupt­ körper des Rotors ausgebildet ist, sowie einen Kontakt (23) hat, der die Widerstandsschaltkreisfläche berührt.