DE202004020848U1 - Magnetsensor - Google Patents

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    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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Abstract

Magnetsensor (100), mit einer kreisförmigen Basis (102), wobei die Mitte der kreisförmigen Basis (102) ein kreisförmiges Loch (104) hat, und die Bodenfläche der kreisförmigen Basis (102) einen Flansch (103) hat, und mit einer Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete (101, 105, 106) verschiedener Größen, wobei jeder der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) eine Vielzahl magnetischer Pole hat, wobei die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete (101, 105, 106) individuell an der kreisförmigen Basis (102) hängt und als ihre Mitte die Mitte der kreisförmigen Basis (102) hat.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magentsensor. Im besonderen betrifft sie einen Magnetsensor zur Verwendung in elektronischen Servolenkungssysternen (ESL) in Kraftfahrzeugen.
  • Bei der rasanten Entwicklung der Wissenschaft und der Technologie wurden viele Sensoren, wie beispielsweise Bildsensoren, Temperatursensoren und Magnetsensoren in großem Umfang in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen, wie z. B. der Telekommunikation und der Automobilindustrie eingesetzt. In vielen Anwendungsfällen sind Bilder, welche von einem Bildsensor eingefangen wurden, nicht einfach zur Betrachtung auszugeben. Im Gegensatz hierzu kann eine Bildsensorinformation für andere Zwecke verwendet werden, wie z. B. zum Feststellen der Bewegung einer optischen Maus oder zum Feststellen der Bewegung eines Gegenstandes. Beispielsweise werden die Bildsensoren in der visuellen Einheit eines Spielzeugs oder einer Maschine im Wesentlichen verwendet, um eine Bewegung festzustellen. Im Bildfeld werden Bildsensoren auch oft verwendet, um Formen oder Objekte zu unterscheiden.
  • Außerdem gibt es größere Entwicklungen bei den Materialien zur Verwendung beim Herstellen der zuvorgenannten Magnetsensoren. Einige dieser Magnetsensoren können in Fahrzeugen mit elektronischen Servolenkungssystemen (ESL) verwendet werden. Mit anderen Worten, Magnetsensoren können eingesetzt werden, um die Richtung und die Geschwindigkeit einer Servolenkung eines Fahrzeugs zu regeln.
  • Konventionelle Magnetsensoren werden direkt aus Magneten hergestellt und dann in der Motorachse eingebettet. Sie sind relativ abhängig von Umwelt- und klimatischen Fakto ren. Dementsprechend präsentiert die vorliegende Erfindung im Lichte der oben diskutierten Nachteile ein Verfahren zur Lösung der oben genannten Probleme.
  • Demzufolge würde die vorliegende Erfindung im Blick auf die zuvorgenannten Probleme gemacht, und der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Magnetsensor zu schaffen, der ein Automobil mit einem elektronischen Servolenkungssystem (ESL) bestückt. Beispielsweise kann er auf ein elektronisches Servolenkungsrad oder einen bürstenlosen Gleichstrommotor aufgesetzt werden.
  • Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, einen Magnetsensor zu offenbaren, mit einer Basis und einer Vielzahl von Permanentmagneten variierender Größen. Jeder der Permanentmagnete hat eine Vielzahl von Magnetpolen, und die Vielzahl von Permanentmagneten hängt individuell an der zuvor erwähnten Basis. Eine Sensoraktion wird durch die Verwendung der Vielzahl von Magnetpolen der Vielzahl ringförmiger Permanentmagneten erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart einen Magnetsensor, mit einer kreisförmigen Basis, wobei die Mitte der kreisförmigen Basis ein kreisförmiges Loch hat, und die Bodenfläche der kreisförmigen Basis einen Flansch hat, und mit einer Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete verschiedener Größen, wobei jeder der ringförmigen Permanentmagnete eine Vielzahl magnetischer Pole hat, wobei die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete individuell an der kreisförmigen Basis hängt und als ihre Mitte die Mitte der kreisförmigen Basis hat.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart daneben ein System für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Servolenkungssystem, und vielfachen ringförmigen Permanentmagneten verschiedener Größe, welche konzentrisch zueinander über eine Klebverbindung ausgerichtet sind, wobei die Permanentmagnete im Betrieb die Position des Servolenkungssystems über eine Vielzahl von Magnetpolen der Permanentmagnete abtasten.
  • In der folgenden Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detaillierter im Licht der folgenden Zeichnungen beschrieben:
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Magnetsensors gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Grundrissansicht eines Magnetsensors gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung wird als ein Magnetsensor beschrieben. Dieser Magnetsensor hat eine kreisförmige Basis und eine Vielzahl von ringförmigen Permanentmagneten unterschiedlicher Größen, wobei die kreisförmige Basis ein Rad ist, welches als ein Träger dient und welches mit der Motorachse verbunden ist. Die genannten ringförmigen Permanentmagnete sind der Hauptteil des Magnetsensors. Seine Funktion besteht natürlich darin, mittels der Anzahl magnetischer Pole der Permanentmagnete eine Sensoraktion mit Hall-Komponenten zu erreichen. In der folgenden Beschreibung wird eine spezielle detaillierte Erklärung gegeben, sodass dieses Ausführungsbeispiel vollständig verstanden werden kann. Dennoch könnte ein Fachmann die vorliegende Erfindung ohne eine oder eine mehr spezifische detaillierte Erklärung, beispielsweise durch Anwendung unterschiedlicher Verfahren oder unterschiedlicher Ausbildungsmerkmale ausführen.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Magnetsensors 100 der vorliegenden Erfindung. Der Magnetsensor 100 hat eine kreisförmige Basis 102 und eine Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete 101 verschiedener Größe. In der Mitte der kreisförmigen Basis 102 befindet sich ein kreisförmiges Loch 104, und die untere Oberfläche der kreisförmigen Basis 102 ist mit einem Flansch 103 versehen. Jeder der Vielzahl der ringförmigen Permanentmagente 101 unterschiedlicher Größen hat eine Vielzahl von Magnetpolen, wie beispielsweise 6 oder 72 Magnetpole. Außerdem hängt die Vielzahl der ringförmigen Permanentmagnete 101 individuell an der kreisförmigen Basis 102 und hat als deren Mitte die Mitte der kreisförmigen Basis 102. Eine Sensoraktion wird durch den Einsatz der Vielzahl von Magnetpolen der Vielzahl von ringförmigen Permanentmagneten 101 ausgeführt.
  • Die kreisförmige Basis 102 bei der vorliegenden Erfindung kann aus einem Metall-, Kunststoff- oder Keramikmaterial gebildet werden. Metall, welches ein magnetisch durchlässiges Material ist, wird besonders bevorzugt. Mit anderen Worten, kann je nach Bedarf das für die kreisförmige Basis der vorliegenden Erfindung erforderliche Material ausgewählt werden.
  • Zusätzlich kann die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete 101 gemäß der vorliegenden Erfindung aus Materialien gebildet werden, welche im Folgenden aufgelistet sind: Aluminium-Nickel-Kobalt (AlNiCo), Samarium-Kobalt (SmCo), Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Hartferrit, Magnequench (MQ), Samarium-Eisen-Stickstoff (SmFeN) oder Mangan-Aluminium-Kohlenstoff (MnAlC). Demnach könnten in einem Ausführungsbeispiel Permanentmagnete ausgewählt werden, die aus einem der oben genannten Materialien gebildet sind, um als ringförmige Permanentmagnete 101 der vorliegenden Erfindung zu dienen. Die ringförmigen Permanentmagnete 101 können durch Durchführen der Verfahren Sintern, Gießen oder Kleben geschaffen werden.
  • Darüberhinaus kann bei dem oben beschriebenen Verfahren der Adhäsion die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete 101 unter Verwendung von Klebstoff an der kreisförmigen Basis 102 angeheftet werden. Beim Ausführungsbeispiel 1 ist der genannte Klebstoff ein Epoxidharz.
  • 2 zeigt eine Zeichnung eines Magnetsensors 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Magnetsensor 100 hat eine kreisförmige Basis 102 und zwei ringförmige Permanentmagnete 105 und 106 unterschiedlicher Größen. In der Mitte der kreisförmigen Basis 102 befindet sich ein kreisförmiges Loch 104, und die untere Oberfläche der kreisförmigen Basis 102 ist mit einem (in 1 gezeigten) Flansch 103 versehen. Die ringförmigen Permanentmagnete 105 und 106 haben eine Vielzahl magnetischer Pole, beispielsweise 6 oder 72 magnetische Pole. Außerdem haften die ringförmigen Permanentmagnete 105 und 106 separat an der kreisförmigen Basis 102 und haben die Mitte der kreisförmigen Basis 102 als ihre Mitte. Eine Sensoraktion wird erreicht durch Verwendung der Vielzahl magnetischer Pole der ringförmigen Permanentmagnete 105 und 106.
  • Außerdem kann bei dem zuvor beschriebenen Verfahren der Adhäsion die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete 105 und 106 an der kreisförmigen Basis 101 unter Verwendung eines Klebstoffs angeheftet werden. Beim Ausführungsbeispiel 1 ist dieser Klebstoff ein Epoxidharz.
  • Der Magnetsensor 100 der vorliegenden Erfindung kann in Fahrzeugen verwendet werden, welche ein elektronisches Servolenkungssystem (ESL) haben. Beispielsweise kann er in einem Servolenkungsrad und einem bürstenlosen Gleichstrommotor verwendet werden. Mit anderen Worten, kann der Magnetsensor der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs oder die Richtung eines Steuerrades zu regeln. Da die zuvor erwähnten Materialien bei der Herstellung von Magnetsensoren weit gefächert im Einsatz sind, sind sie für die Herstellung von Magnetsensoren leicht erhältlich.
  • Ein Automobilfahrzeugsystem weist beispielsweise ein elektronisches Servolenkungssystem auf, und vielfache ringförmige Permanentmagnete unterschiedlicher Größen, welche zueinander durch eine haftende Klebung konzentrisch ausgerichtet sind. Die Permanentmagnete erfassen im Betrieb die Position des Servolenkungssystems über eine Vielzahl magnetischer Pole der Permanentmagente. Die Permanentmagnete können wenigstens 6 Magnetpole haben, und ringförmige und flache Oberflächen der Permanentmagnete können in der selben Ebene liegen.
  • Das System kann außerdem eine nicht-leitende Basis aufweisen, welche an den Permanentmagneten angebracht ist. Ein Epoxidharz befestigt die Permanentmagnete direkt an der Basis, wobei die Basis wenigstens aus Kunststoff oder Keramik ist.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist das System eine Basis 102 auf, welche an den Permanentmagneten befestigt ist. Die Basis 102 und die Permanentmagnete haben zentrale Löcher 104 und einen Flansch 103, welcher von einer Oberfläche der Basis 102 gegenüber den Permanentmagneten vorragt.
  • Vorteile der vorliegenden Erfindung sind: 1. Die kreisförmige Basis kann in Präzisionsfertigung hergestellt werden. Wenn die Materialien der kreisförmigen Basis ferromagnetische Materialien sind, können sie magnetische Permeabilitätseffekte unterstützen.
  • 2. Die Form der Adhäsion kann auf der einen Seite den Verbrauch von Magnetmaterial reduzieren, während sie auf der anderen Seite eine größere Abhängigkeit, speziell unter Bezug auf Umwelt und klimatische Faktoren erreicht wird.
  • Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel verwendet wird, um die vorliegende Erfindung für einen Fachmann zu erklären, besteht keine Absicht, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Geänderte und ähnliche Anordnungen, welcher innerhalb des Grundgedankens und des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung bleiben, sollen unter den folgenden Ansprüchen eingeschlossen sein. Ein derartiger Schutzbereich sollte mit der breitesten Interpretation konsistent sein, welche alle modifizierten und ähnlichen Strukturen umfasst.
  • Demnach kann die Erklärung des oben bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um unterschiedliche Abarten, welche innerhalb des Grundgedankens im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegen, zu unterscheiden.

Claims (21)

  1. Magnetsensor (100), mit einer kreisförmigen Basis (102), wobei die Mitte der kreisförmigen Basis (102) ein kreisförmiges Loch (104) hat, und die Bodenfläche der kreisförmigen Basis (102) einen Flansch (103) hat, und mit einer Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete (101, 105, 106) verschiedener Größen, wobei jeder der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) eine Vielzahl magnetischer Pole hat, wobei die Vielzahl ringförmiger Permanentmagnete (101, 105, 106) individuell an der kreisförmigen Basis (102) hängt und als ihre Mitte die Mitte der kreisförmigen Basis (102) hat.
  2. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der kreisförmigen Basis (102) Metall ist.
  3. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der kreisförmigen Basis (102) Kunststoff ist.
  4. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der kreisförmigen Basis (102) Keramik ist.
  5. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei die ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) durch ein Sinterverfahren geformt sind.
  6. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei die ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) durch ein Gießverfahren geformt sind.
  7. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei die ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) durch ein Klebeverfahren geformt sind.
  8. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Aluminium-Nickel-Kobalt (AlNiCo) ist.
  9. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Samarium-Kobalt (SmCo) ist.
  10. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) ist.
  11. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Hartferrit ist.
  12. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Magnequench (MQ) ist.
  13. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Samarium-Eisen-Stickstoff (SmFeN) ist.
  14. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei das Material der ringförmigen Permanentmagnete (101, 105, 106) im Wesentlichen Magnesium-Aluminium-Kobalt (MnAlCo) ist.
  15. Magnetsensor nach Anspruch 1, wobei der Klebstoff die Permanentmagnete (101, 105, 106) an der kreisförmigen Basis (102) anklebt.
  16. Magnetsensor nach Anspruch 15, wobei der Klebstoff ein Epoxidharz ist.
  17. System für Kraftfahrzeuge mit: einem elektronischen Servolenkungssystem, und vielfachen ringförmigen Permanentmagneten (101, 105, 106) verschiedener Größe, welche konzentrisch zueinander über eine Klebverbindung ausgerichtet sind, wobei die Permanentmagnete (101, 105, 106) im Betrieb die Position des Servolenkungssystems über eine Vielzahl von Magnetpolen der Permanentmagnete (101, 105, 106) abtasten.
  18. System nach Anspruch 17, mit einer nicht-leitenden Basis, welche an den Permanentmagneten angebracht ist.
  19. System nach Anspruch 18, mit einem Epoxidharz, welches die Permanentmagnete (101, 105, 106) direkt mit der Basis (102) verbindet, wobei die Basis aus Kunststoff oder Keramik besteht.
  20. System nach Anspruch 17, mit einer Basis (102), welche an den Permanentmagneten (101, 105, 106) befestigt ist, wobei die Basis (102) und die Permanentmagnete (101, 105, 106) zentrale Löcher (104) haben, und mit einem Flansch (103), der von einer Oberfläche der Basis (102) entgegengesetzt zu den Permanentmagneten (101, 105, 106) vorragt.
  21. System nach Anspruch 17, wobei die Permanentmagnete (101, 105, 106) wenigstens sechs Magnetpole haben, und ringförmige und flache Oberflächen der Permanentmagnete (101, 105, 106) in einer Ebene liegen.
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