DE202004005283U1 - Einrichtung zur Messung von Wegen und/oder Positionen - Google Patents

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Abstract

Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung mit einem Magneten (2') und mit einem die Magnetfeldstärke detektierenden Sensor (3), wobei der Magnet (2') und/oder der Sensor (3) mit einem beweglichen Element (4) zusammenwirkt, wobei der Magnet (2') eine derartige Form besitzt, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse (5) des Magneten (2') einen variierenden Verlauf besitzt, und wobei mittels des beweglichen Elementes (4) eine im wesentlichen in Richtung dieser Achse (5) des Magneten (2') verlaufende Relativbewegung zwischen dem Sensor (3) und dem Magneten (2') bewirkbar ist, derart daß der Weg und/oder die Position des beweglichen Elementes (4) aufgrund der vom Sensor (3) detektierten Magnetfeldstärke feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2') wenigstens zwei Bereiche (23, 24) aufweist, und daß die Magnetfeldstärke in den beiden Bereichen (23, 24) einen unterschiedlich variierenden Verlauf besitzt, derart daß die Auflösung für die Weg- und/oder Positionsbestimmung in den beiden Bereichen (23, 24) unterschiedlich ist.

Description

  • Solche Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtungen finden in Haushaltsgeräten Verwendung. Beispielsweise kann in einer Waschmaschine die Wegmeßeinrichtung zur Beladungs- und/oder Unwuchtserkennung der Wäschetrommel sowie die Positionsmeßeinrichtung zur Detektierung des Schwingungs- und/oder Taumelverhaltens der Wäschetrommel dienen.
  • Aus der DE 40 38 674 A1 ist eine magnetisch arbeitende Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung bekannt. Diese besitzt einen herkömmlichen Permanent-Magneten und einen die Magnetfeldstärke detektierenden Sensor. Der Magnet und/oder der Sensor wirken mit einem beweglichen Element zusammen, so daß mittels des beweglichen Elementes eine Relativbewegung zwischen dem Sensor und dem Magneten bewirkbar ist. Im Magnetkreis befindet sich eine schräg zur Relativbewegung angeordnete Schiene aus magnetisch gut leitendem Material, wodurch die Magnetfeldstärke entsprechend der Relativbewegung beeinflußt wird, so daß der Weg und/oder die Position des beweglichen Elementes aufgrund der vom Sensor detektierten Magnetfeldstärke feststellbar ist. Anstelle einer solchen Schiene kann auch ein sich vergrößernder Luftspalt zwischen Magnet und Sensor vorgesehen sein, wodurch sich dann eine geringere, nichtlinear vom Abstand zwischen dem Magnet und dem Sensor abhängige Feldstärke am Sensor ergibt. Nachteilig bei den solcherart ausgestalteten Einrichtungen erscheint deren geringe Empfindlichkeit, mangelnde Genauigkeit sowie auch der Aufwand zur Auswertung der Magnetfeldstärke für die Weg- und/oder Positionsbestimmung.
  • Weiter ist aus der EP 1 099 929 A1 eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung mit einem Magneten bekannt, der eine derartige Form besitzt, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse des Magneten einen variierenden Verlauf besitzt. Mit dem Magneten wirkt ein bewegliches Element zusammen, wodurch eine im wesentlichen in Richtung dieser Achse des Magneten verlaufende Relativbewegung zwischen dem Sensor und dem Magneten bewirkbar ist. Anhand der vom Sensor detektierten Magnetfeldstärke ist wiederum der Weg und/oder die Position des beweglichen Elementes feststellbar. Nachteilig bei dieser Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung scheint deren großbauende sowie auch aufwendige mechanische Ausgestaltung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung einfacher auszugestalten und insbesondere deren Genauigkeit zu steigern.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung weist der Magnet anders als ein herkömmlicher, stabförmiger Permanent-Magnet eine derartige Form auf, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse des Magneten einen variierenden Verlauf besitzt. Weiterhin weist der Magnet wenigstens zwei Bereiche auf, in denen die Magnetfeldstärke einen unterschiedlich variierenden Verlauf besitzt, so daß eine unterschiedliche Auflösung für die Weg- und/oder Positionsbestimmung in den beiden Bereichen erzielt ist. In einfacher Art und Weise ist damit die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung durch die Form des Magneten den Erfordernissen des jeweiligen Bereichs anzupassen. Beispielsweise läßt sich somit auf einfache Art eine Grob- sowie Feinmessung realisieren. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einer fertigungstechnisch einfach herzustellenden Ausgestaltung weist der Magnet in Richtung der Achse eine mehrfach rampen- oder keilförmige Gestalt auf. Beispielsweise kann diese Gestalt aus mehreren aneinander anschließenden, schrägen Seiten und aus einer gegenüberliegenden geraden Seite bestehen sowie eine lineare Änderung der Höhe des Magneten in Richtung der Achse aufweisen. Zweckmäßigerweise haben die schrägen Seiten wenigstens zwei unterschiedliche Steigungen. Damit der Luftspalt zwischen dem Magneten und dem Sensor entlang der Richtung der Achse im wesentlich gleich ist, bietet es sich an, den Sensor an der geraden Seite des Magneten anzuordnen.
  • Zweckmäßigerweise erzeugt der Sensor in der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung eine elektrische Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Magnetfeldstärke. Die elektrische Ausgangsspannung ist mittels einer elektronischen Schaltung, einem Mikrocomputer o. dgl. in an sich üblicher Weise weiter auswertbar. Der Einfachheit halber kann die Ausgangsspannung im wesentlichen proportional zur erfaßten Magnetfeldstärke, und zwar insbesondere zu der der jeweiligen Magnetfeldstärke zugehörigen Flußdichte, sein.
  • Zur Detektierung der Magnetfeldstärke eignen sich die bekannten physikalischen Meßverfahren. Insbesondere kann es sich bei dem Sensor um einen analog arbeitenden Hallsensor, GMR-Sensor o. dgl. handeln.
  • Der Magnet kann am beweglichen Element, das beispielsweise aus einem am beweglichen Teil angelenkten Stößel besteht, befestigt sein. Eine solche Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung mit einem Stößel ist besonders für Haushaltsgeräte, wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern o. dgl., geeignet. In kostengünstiger Weise ist der Magnet in seiner gewünschten Form durch Spritzgießen herstellbar. Hierfür besteht der Magnet aus kunststoffgebundenen Magnetpartikeln. Der Magnet kann am beweglichen Element mit einer Verrastung befestigt, in das bewegliche Element eingesetzt, in das bewegliche Element integriert o. dgl. sein. Wird der kunststoffgebundene Magnet durch Spritzgießen hergestellt, so bietet es sich der Einfachheit halber weiterhin an, den Magneten in das bewegliche Element in der Art eines Zwei-Komponenten-Teils einzuspritzen.
  • Um die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung mit eigener Intelligenz auszustatten, ist der insbesondere in der Art eines integrierten Schaltkreises ausgestaltete Sensor auf einer Leiterplatte angeordnet, wobei zusätzlich eine Elektronik zur Auswertung des Sensorsignals auf der Leiterplatte befindlich sein kann. Zweckmäßigerweise ist im Gehäuse eine Halterung zur Befestigung der Leiterplatte angeordnet. Schließlich kann am Gehäuse, und zwar insbesondere an der Halterung, eine Steckaufnahme für einen Stecker zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte angeordnet sein.
  • Vor allem in einer Waschmaschine oder einem Wäschetrockner ist die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung einerseits am beweglichen Element, nämlich der Trommel, und andererseits an einem feststehenden Element, nämlich dem Gestell, angelenkt. Zur Anlenkung des Stößels am beweglichen Element und des Gehäuses der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung am Gestell ist der Einfachheit halber ein Kugelgelenk sowie eine Befestigungsplatte bevorzugt.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung kostengünstig sowie einfach herzustellen ist und daher in kostensensitiven Massenartikeln, wie Haushaltsgeräten o. dgl., einsetzbar ist. Dennoch arbeitet die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung sehr genau sowie auch empfindlich, so daß diese auch in sicherheitskritischen Anwendungen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, verwendbar ist. Besonders vorteilhaft ist, daß das vom Sensor erzeugte Ausgangssignal in einfacher und auch schneller Art und Weise im Hinblick auf die Weg- und/oder Positionsbestimmung auswertbar ist. Weiterhin kann die Auflösung und das erzielte Ausgangssignal in einfacher Weise durch die Gestalt des Magneten, insbesondere durch dessen Steigung in Richtung seiner Achse entsprechend der rampenförmigen Gestalt, beeinflußt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 schematisch eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung in perspektivischer Darstellung in der Art einer Prinzipskizze,
  • 2 den Flußdichteverlauf in Abhängigkeit vom Weg als Kennlinie für die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung nach 1,
  • 3 die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung in näherer Ausgestaltung ebenfalls in perspektivischer Darstellung,
  • 4 die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung aus 3 in Explosionsdarstellung,
  • 5 den Flußdichteverlauf in Abhängigkeit vom Weg als Kennlinie wie in 2,, jedoch für eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 6 schematisch in der Art einer Prinzipskizze eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung gemäß einem nochmals weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 7 die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung gemäß 6 in näherer Ausgestaltung sowie in perspektivischer Darstellung und
  • 8 die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung aus 7 mit aufgeschnittenem Gehäuse.
  • In der als Prinzipskizze dienenden 1 ist eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 gezeigt, die aus einem Magneten 2 und einem die Magnetfeldstärke detektierenden Sensor 3 besteht. Der Magnet 2 und/oder der Sensor 3 wirkt mit einem beweglichen Element 4 zusammen, so daß mittels des beweglichen Elementes 4 somit eine Relativbewegung zwischen dem Sensor 3 und dem Magnet 2 bewirkt werden kann. Vorliegend ist der Magnet 2 an dem beweglichen Element 4 angeordnet, das lediglich schematisch angedeutet ist. Der Magnet 2 besitzt nun eine derartige Form, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse 5 des Magneten 2 einen variierenden und somit nichtkonstanten Verlauf aufweist. Der Magnet 2 ist so angeordnet, daß die Relativbewegung im wesentlichen in dieser Richtung der Achse, 5 des Magneten 2 verläuft. Dadurch ist der Weg und/oder die Position des beweglichen Elementes 4 aufgrund der vom Sensor 3 jeweilig detektierten Magnetfeldstärke feststellbar.
  • Nachfolgend sind verschiedene weitere Ausgestaltungen der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 näher erläutert.
  • Der Sensor 2 erzeugt eine elektrische Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Magnetfeldstärke, die an den Anschlüssen 6 des Sensors 3 abnehmbar ist. Die Ausgangsspannung ist im wesentlichen proportional zur erfaßten Magnetfeldstärke. Ebenso ist die Ausgangsspannung proportional zu der der jeweiligen Magnetfeldstärke zugehörigen Flußdichte, wie auch anhand der Kennlinie 7 für die Flußdichte B des Magneten 2 in 2 zu sehen ist. Die Kennlinie 7 ist in 2 im Abhängigkeit vom Weg in Richtung der Achse 5 entlang des Magneten 2, und zwar entlang einer zur Breite des Magneten mittigen und zur horizontalen Bodenfläche des Magneten 2 parallelen Linie in bestimmten Abstand zur Bodenfläche, dargestellt. Vom Magneten 2 ist hier die Seitenansicht gezeigt.
  • Beidem Sensor 2 kann es sich um einen Hallsensor, einen GMR-Sensor o. dgl. handeln. Bevorzugt ist ein analog arbeitender Hallsensor.
  • Der Magnet 2 besitzt in Richtung der Achse 5 eine rampen- oder keilförmige Gestalt, wie insbesondere aus der 2 hervorgeht. Diese Rampe ist dergestalt, daß der Magnet 2 eine lineare Änderung seiner Höhe 8 in Richtung der Achse 5 besitzt. Dadurch ist auch der Flußdichteverlauf B für das Magnetfeld in Richtung der Achse 5 im wesentlichen linear, was die Kennlinie 7 zeigt. Erst an den Enden des Magneten 2 treten nichtlineare Effekte auf, so daß bevorzugterweise der Arbeitsbereich der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 innerhalb der beiden Enden des Magneten 2 gewählt wird. Wie in 1 zu sehen ist, ist der Sensor 3 so zum Magneten 2 angeordnet, daß der Luftspalt 9 zwischen dem Magneten 2 und dem Sensor 3 entlang der Richtung der Achse 5 im wesentlichen gleich ist.
  • Die rampen- oder keilförmige Gestalt des Magneten 2 kann durch entsprechende Bearbeitung aus einem herkömmlichen Stabmagneten hergestellt werden. Bevorzugt ist jedoch, daß der Magnet 2 aus kunststoffgebundenen Magnetpartikeln besteht. In diesem Fall kann der Magnet 2 in einfacher Art und Weise durch Spritzgießen hergestellt sein: Der Magnet 2 ist am beweglichen Element 4 befestigt. Zur Befestigung ist eine Rastnase 10 am Magneten 2 vorgesehen, so daß der Magnet 2 am beweglichen Element 4 verrastet werden kann. Selbstverständlich kann der Magnet 2 auch in sonstiger Weise in das bewegliche Element 4 eingesetzt oder integriert sein. Das bewegliche Element 4 besteht in der Regel aus Kunststoff und ist in herkömmlicher Art durch Spritzgießen hergestellt. Falls es sich um einen kunststoffgebundenen Magneten 2 handelt, bietet es sich dann an, den Magneten 2 in das bewegliche Teil 4 in der Art eines Zwei-Komponenten-Teils beim Herstellen des beweglichen Elementes 4 einzuspritzen.
  • In 3 und 4 ist die nähere Ausgestaltung einer Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 gezeigt, die insbesondere für eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner o. dgl. zur Detektierung von Schwingungen und/oder der Beladung der Trommel bestimmt ist.
  • Die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 besitzt ein Gehäuse 11. Das bewegliche Element besteht aus einem Stößel 4, der im Gehäuse 11 linear beweglich gelagert ist. Der rampen- oder keilförmige Magnet 2 ist derart am Stößel 4 durch Einclipsen, Umspritzen o. dgl. befestigt, daß die in 4 gestrichelt eingezeichnete Richtung der Achse 5 des Magneten 2 in etwa parallel zur Richtung der Längsachse 12 des Stößels 4 ausgerichtet ist. Der Sensor 3, bei dem es sich um einen Hallsensor handelt, ist in der Art eines integrierten Schaltkreises ausgestaltet und auf einer Leiterplatte 13 angeordnet. Auf der Leiterplatte 13 kann sich zusätzlich eine Elektronik zur Auswertung des vom Sensor 3 erzeugten Sensorsignals befinden, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Im Gehäuse 11 befindet sich eine Halterung 14 zur Befestigung der Leiterplatte 13. Schließlich ist am Gehäuse 11, und zwar an der Halterung 14, eine Steckaufnahme 15 für einen Stecker 16 angeordnet. Der Stecker 16 dient zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte 13, womit die elektrische Spannung zum Betrieb der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 zugeführt sowie die von der Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 erzeugten Daten weitergeleitet werden.
  • Die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 ist einerseits an der Trommel der Waschmaschine, des Wäschetrockners o. dgl. und andererseits an dessen Gestell angelenkt. Zur Anlenkung an die Trommel dient ein Kugelgelenk 17. Das Kugelgelenk 17 besteht aus einer am Stößel 4 befestigten Kugel 19 sowie einer Kugelpfanne 20, in der die Kugel 19 gelagert ist. Die Kugelpfanne 20 befindet sich an einer Befestigungsplatte 21, die wiederum an der Trommel als bewegliches Teil befestigt ist, um so die Bewegungen der Trommel auf den Stößel 4 zu übertragen. Zur Anlenkung an das Gehäuse 11 dient ebenfalls ein Kugelgelenk 18, wobei die Kugel 19 am Gehäuse 11 und Kugelpfanne 20 an einer Befestigungsplatte 22 angeordnet sind. Die Befestigungsplatte 22 ist wiederum an dem Gestell als feststehenden Teil der Waschmaschine, des Wäschetrockners o. dgl. angeordnet.
  • In 5 ist der Magnet 2' für eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zu sehen. Der Magnet 2' weist wenigstens zwei Bereiche 23, 24 auf, wobei die Magnetfeldstärke in den beiden Bereichen 23, 24 einen unterschiedlich variierenden Verlauf besitzt. Dadurch ist die Auflösung für die Weg- und/oder Positionsbestimmung in den beiden Bereichen 23, 24 unterschiedlich, wie anhand der Kennlinie T zu erkennen ist. Vorteilhafterweise können damit in die Kennlinie 7' höher auflösende Bereiche eingebracht und/oder eine Ausdehnung des linearen Kennlinienbereichs realisiert werden. Somit kann die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 mit dem Magneten 2' kostengünstig auch größere Wege mit frei wählbarer Kennlinie erfassen. Desweiteren ist die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 mit dem Magneten 2' auch für mehrere unterschiedliche Weg-Meßaufgaben in der Art eines Kombisensors geeignet. Beispielsweise kann die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 zur Unwuchtmessung aufgrund der Taumelbewegung einer Waschmaschinentrommel während des Schleuderns dienen und gleichzeitig einen höher auflösenden Bereich innerhalb des Unwucht-Meßbereichs zur Messung der Waschmaschinenbeladung aufweisen.
  • Zur Ausgestaltung der Bereiche 23, 24 am Magneten 2' bietet es sich an, daß der Magnet 2' in Richtung der Achse 5 eine mehrfach rampen- oder keilförmige Gestalt aufweist. Wie ebenfalls anhand der 5 zu erkennen ist, besitzt der Magnet 2' hierzu mehrere aneinander anschließende, schräge Seiten 25, 26 mit wenigstens zwei unterschiedlichen Steigungen sowie eine gerade Seite 27. Außerdem weist der Magnet 2' eine lineare Änderung der Höhe 8 in Richtung der Achse 5 auf. Der in 1 sichtbare Luftspalt 9 zwischen dem Magneten 2' und dem Sensor 3 ist entlang der Richtung der Achse 5 im wesentlichen gleich.
  • Im übrigen kann die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 mit dem Magneten 2' wie oben anhand der 3 und 4 erläutert ausgestaltet sein.
  • Eine Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 gemäß einem nochmals weiteren Ausführungsbeispiel ist als Prinzipskizze in 6 zu sehen. Diese Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 weist zusätzlich zum Magneten 2 einen weiteren Magneten 2" auf, wobei der weitere Magnet 2" ebenfalls eine derartige Form besitzt, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse 5 des Magneten 2" einen variierenden Verlauf besitzt. Die beiden Magnete 2, 2" sind einander gegenüberliegend derart angeordnet, daß die Achsen 5 der beiden Magnete 2, 2" im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Der Sensor 3 befindet sich zwischen den beiden Magneten 2, 2".
  • Die Magnete 2, 2" besitzen in Richtung der Achse 5 eine rampen- oder keilförmige Gestalt mit einer schrägen Seite 25, 25' sowie einer geraden Seite 27, 27', wobei die Höhe 8 der Magnete 2, 2" eine lineare Änderung in Richtung der Achse 5 aufweist. Die beiden schrägen Seiten 25, 25' sind voneinander abgewandt und die geraden Seiten 27, 27' einander zugewandt angeordnet. Die beiden geraden Seiten 27, 27' weisen einen im wesentlichen gleichen Abstand voneinander auf. Der Sensor 3 ist schließlich im wesentlichen mittig zwischen den beiden geraden Seiten 27, 27' befindlich.
  • Durch die mit gleichem Abstand gegenüberliegenden, entgegengesetzt magnetisierten Magnete 2, 2" entsteht zwischen diesen ein starkes, bis zum Rand der Magnete 2, 2" paralleles Magnetfeld, das in 6 mit dem Pfeil 28 symbolisiert ist. Gegenüber Magnetanordnungen mit einem veränderlichen keilförmigen Spalt erzielt man einen weiten Bereich mit linearem Zusammenhang zwischen der Position des Sensors 3 und dem zugehörigen Meßwert. Das starke Magnetfeld macht die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 unempfindlicher gegenüber elektromagnetischen Einstreuungen.
  • Die nähere Ausgestaltung der prinzipiell in 6 gezeigten Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 ist in 7 und 8 zu sehen.
  • Wie anhand von 7 zu erkennen ist, besitzt die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 ein Gehäuse 11. In diesem Fall ist das Gehäuse 11 als bewegliches Element 4 ausgestaltet und mittels eines Kugelgelenks 17 sowie einer Befestigungsplatte 21 an dem beweglichen Teil angelenkt. In das Gehäuse 11 ragt an der dem Kugelgelenk 17 gegenüberliegenden Seite ein Schieber 29, wie in 8 zu sehen ist. Der Schieber 29 ist ebenfalls mittels eines Kugelgelenks 18 sowie einer Befestigungsplatte 22 an dem feststehenden Teil angeordnet.
  • Wie weiter in 8 zu sehen ist, sind die beiden Magnete 2, 2" im Gehäuse 11 aufgenommen und somit am beweglichen Element 4 befestigt. Zur Aufnahme der beiden Magnete 2, 2" dient eine Verrastung 30 im Gehäuse 11. Die Leiterplatte 13, auf der sich der in 6 sichtbare Sensor 3 befindet, ist an dem in das Gehäuse 11 ragenden Schieber 29 befestigt. Am Schieber 29 ist schließlich noch eine Steckaufnahme 31 für einen nicht weiter gezeigten Stecker zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte 13 angeordnet.
  • Im übrigen kann auch die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 gemäß 7, 8 wie oben beschrieben näher ausgestaltet sein, beispielsweise kann es sich bei dem Sensor 3 um einen analog arbeitenden Hallsensor, GMR-Sensor o: dgl. handeln.
  • Falls gewünscht können schließlich die weiteren Magnete 2', 2" gemäß 5, 6 wie auch der Magnet 2 aus kunststoffgebundenen Magnetpartikeln bestehen und mittels Spritzgießen hergestellt sein. Ebenso können die Magnete 2, 2', 2". in das bewegliche Element 4 integriert sein. Hierfür kann der kunststoffgebundene Magnet 2, 2', 2" in das bewegliche Element 4 in der Art eines Zwei-Komponenten-Teils eingespritzt sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Schutzansprüche definierten Erfindung. So kann die Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung 1 außer in sonstigen Haushaltsgeräten auch in Kraftfahrzeugen, beispielsweise in Kraftfahrzeugschlössern, zur Fahrwerkserkennung, zur Erfassung der Bewegung von Hydraulikkolben an Cabrioverdecken, für die Kupplungspedalabfrage o. dgl. Verwendung finden.
  • 1
    Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung
    2
    Magnet
    2'
    Magnet (mit zwei Bereichen)
    2"
    (weiterer) Magnet
    3
    Sensor
    4
    bewegliches Element / Stößel
    5
    Richtung / Achse des Magneten
    6
    Anschluß (am Sensor)
    7,7'
    Kennlinie (für die Flußdichte des Magneten)
    8
    Höhe (des Magneten)
    9
    Luftspalt
    10
    Rastnase
    11
    Gehäuse
    12
    Längsachse (von Stößel)
    13
    Leiterplatte
    14
    Halterung
    15
    Steckaufnahme
    16
    Stecker
    17,18
    Kugelgelenk
    19
    Kugel (von Kugelgelenk)
    20
    Kugelpfanne (von Kugelgelenk)
    21,22
    Befestigungsplatte
    23,24
    Bereich (von Magnet)
    25,25
    schräge Seite (von Magnet)
    26
    schräge Seite (von Magnet)
    27,27
    gerade Seite (von Magnet)
    28
    Pfeil für Magnetfeld
    29
    Schieber
    30
    Verrastung
    31
    Steckaufnahme

Claims (5)

  1. Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung mit einem Magneten (2') und mit einem die Magnetfeldstärke detektierenden Sensor (3), wobei der Magnet (2') und/oder der Sensor (3) mit einem beweglichen Element (4) zusammenwirkt, wobei der Magnet (2') eine derartige Form besitzt, daß die Magnetfeldstärke entlang einer Achse (5) des Magneten (2') einen variierenden Verlauf besitzt, und wobei mittels des beweglichen Elementes (4) eine im wesentlichen in Richtung dieser Achse (5) des Magneten (2') verlaufende Relativbewegung zwischen dem Sensor (3) und dem Magneten (2') bewirkbar ist, derart daß der Weg und/oder die Position des beweglichen Elementes (4) aufgrund der vom Sensor (3) detektierten Magnetfeldstärke feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2') wenigstens zwei Bereiche (23, 24) aufweist, und daß die Magnetfeldstärke in den beiden Bereichen (23, 24) einen unterschiedlich variierenden Verlauf besitzt, derart daß die Auflösung für die Weg- und/oder Positionsbestimmung in den beiden Bereichen (23, 24) unterschiedlich ist.
  2. Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2') in Richtung der Achse (5) eine mehrfach rampen- oder keilförmige Gestalt, die insbesondere mehrere aneinander anschließende, schräge Seiten (25, 26) sowie eine gerade Seite (27) und eine lineare Änderung der Höhe (8) des Magneten (2') in Richtung der Achse (5) aufweist, besitzt, daß vorzugsweise die schrägen Seiten (25, 26) wenigstens zwei unterschiedliche Steigungen aufweisen, und daß weiter vorzugsweise der Luftspalt (9) zwischen dem Magneten (2') und dem Sensor (3) entlang der Richtung der Achse (5) im wesentlich gleich ist.
  3. Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sensor (3) um einen insbesondere analog arbeitenden Hallsensor, GMR-Sensor o. dgl. handelt, daß vorzugsweise der Sensor (3) eine elektrische Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Magnetfeldstärke erzeugt, wobei weiter vorzugsweise die Ausgangsspannung im wesentlichen proportional zur erfaßten Magnetfeldstärke, insbesondere zu der der jeweiligen Magnetfeldstärke zugehörigen Flußdichte, ist, daß noch weiter vorzugsweise der Sensor (3), der insbesondere in der Art eines integrierten Schaltkreises ausgestaltet ist, auf einer Leiterplatte (13) angeordnet ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise eine Elektronik zur Auswertung dies Sensorsignals auf der Leiterplatte (13) befindlich ist.
  4. Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2') am beweglichen Element (4) befestigt ist, daß vorzugsweise das bewegliche Element (4) aus einem Stößel zur Aufnahme des Magneten (2'), beispielsweise mittels einer Verrastung, ausgestaltet ist, daß weiter vorzugsweise der Stößel (4) mittels eines Kugelgelenks (17) sowie gegebenenfalls einer Befestigungsplatte (21) an einem beweglichen Teil angelenkt ist, daß noch weiter vorzugsweise die Leiterplatte (13) an einer in einem Gehäuse (11) befindlichen Halterung (14) befestigt ist, wobei insbesondere an der Halterung (14) eine Steckaufnahme (15) für einen Stecker (16) zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte (13) angeordnet ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise das Gehäuse (11) mittels eines Kugelgelenks (18) sowie gegebenenfalls einer Befestigungsplatte (22) an einem feststehenden Teil angeordnet ist.
  5. Weg- und/oder Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2') aus kunststoffgebundenen Magnetpartikeln besteht, wobei insbesondere der Magnet (2') durch Spritzgießen hergestellt ist, und daß vorzugsweise der Magnet (2') in das bewegliche Element (4) integriert ist, insbesondere daß der kunststoffgebundene Magnet (2') in das bewegliche Element (4) in der Art eines Zwei-Komponenten-Teils eingespritzt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011010182A1 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Pierburg Gmbh Linearsensoreinrichtung mit Magnetvorrichtung
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