DE29701129U1 - Angle of rotation sensor - Google Patents
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Description
(ABG66_T1)(ABG66_T1)
Die Erfindung betrifft einen Drehwinkelsensor mitThe invention relates to a rotation angle sensor with
- einer stationären Einheit, die aus einem Statorelement mit zwei sich gegenüberliegenden, apfelsinenscheibenförmig ausgebildeten Statorelementen besteht, die- a stationary unit consisting of a stator element with two opposing, orange-disk-shaped stator elements, which
-I5 zwischen sich eine Abs tands ausnehmung freilassen, und-I 5 leave a gap between them, and
- einer rotierenden Einheit,- a rotating unit,
die gegenüber der stationären Einheit bewegbar ist und die ein ringförmiges Magnetelement aufweist, das von einer Magnethalterungseinheit gehalten ist.which is movable relative to the stationary unit and which has an annular magnetic element held by a magnetic holding unit.
Ein Drehwinkelsensor der eingangs genannten Art ist aus der DE 94 08 516 Ul der Anmelderin bekannt. Er besteht aus einer stationären und einer rotierenden Einheit, die gegenüber dieser bewegbar ist. Die stationäre EinheitA rotation angle sensor of the type mentioned above is known from DE 94 08 516 Ul of the applicant. It consists of a stationary unit and a rotating unit, which is movable relative to the latter. The stationary unit
2g weist zwei sich gegenüberliegende Statorteilelemente auf, die zwischen sich eine Abstandsausnehmung freilassen. Die Statorteilelemente sind aus einem Blechstapel aus einzelnen Blechen aufgebaut, die gegenüber dem Bodenteil eines Gefäßelementes mit einer Verspanneinheit ge-2g has two opposing stator elements that leave a space between them. The stator elements are made up of a stack of individual sheets that are clamped to the bottom of a vessel element using a clamping unit.
OQ halten werden. Die rotierende Einheit weist ein ringförmiges Magnetelement auf, das in einer Magnethalterungseinheit angeordnet ist.OQ. The rotating unit has an annular magnetic element which is arranged in a magnetic holding unit.
Der Aufbau dieser stationären Einheit hat sich bewährt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese so weiter zu entwickeln, daß sie noch einfacher und stabiler gefertigt werden kann.The design of this stationary unit has proven itself. The aim of the invention is to further develop it so that it can be manufactured even more simply and sturdily.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens die Magnethaiterungseinheit ein wenigstens teilweise aus einem magnetisch leitenden MaterialAccording to the invention, this object is achieved in that at least the magnet holding unit is made at least partially of a magnetically conductive material
im Sinterverfahren hergestellter Sinterhaltekörper ist. 5sintered holding body produced by the sintering process. 5
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Magnethaiterungseinheit kostengünstig und insbesondere maßgenau geformt werden kann. Eine aufwendige, insbesondere spanabhebende Verformung 1^ des Materials entfällt. Dadurch hält die Magnethalterungseinheit das ringförmige Magnetelement nicht nur lagegenau, sondern auch meßtechnisch präzise. Hierdurch wird die Meßgenauigkeit wesentlich erhöht.The advantages achieved with the invention are in particular that the magnet holding unit can be formed inexpensively and in particular with precise dimensions. A complex deformation of the material, in particular by machining, is not necessary. As a result, the magnet holding unit not only holds the ring-shaped magnet element in the correct position, but also with precise measurement technology. This significantly increases the measurement accuracy.
Der Sinterhaltekörper kann in zwei Ausführungsformen ausgebildet sein.The sintered holding body can be designed in two embodiments.
Bei der ersten Ausführungsform ist er ein einteiliger, aus dem magnetisch leitfähigen Material im Sinterverfahren hergestellter likörglasförmiger Sinterhaltestielbecher, der ausIn the first embodiment, it is a one-piece, sintered liqueur glass-shaped sintered stem cup made from the magnetically conductive material using the sintering process, which consists of
- einem im wesentlichen scheibenförmigen Fuß,- a substantially disc-shaped foot,
- einem sich in einem Mittelpunkt des Fußes erhebenden, vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Stiel und - einem im wesentlichen hohlzylInderförmig ausgebildeten- a stem rising from a center of the base, preferably cylindrically shaped and - a substantially hollow cylindrical
Becherkörper, der von dem Stiel gehalten ist, besteht. Die Ausbildung des Sinterhaltestielkörpers aus einem einzigen Material reduziert ganz wesentlich die Fertigungskosten. Der Sinterhaltestielkörper wird hierbei j_m Metallspritzverfahren in einer einzigen Form aus dem magnetisch leitenden Material geformt. Anschließend wird der 3 0 % größere Roh-Haltestielkörper in einem Sinterofen ausgesintert und erhält hier seine endgültige Form. Um den Sinterhaltebecher gegenüber an ihn zu montierenden Teilen magnetisch wenigstens teilweise isolieren zu können, ist der Fuß vom Becherkörper durch den Stiel getrennt.Cup body which is held by the stem. The formation of the sintered holding stem body from a single material significantly reduces the manufacturing costs. The sintered holding stem body is formed in a single mold from the magnetically conductive material using a metal spraying process. The 30% larger raw holding stem body is then sintered in a sintering furnace and receives its final shape there. In order to be able to at least partially insulate the sintered holding cup from parts to be mounted on it, the foot is separated from the cup body by the stem.
Bei der zweiten Ausführungsform ist der Sinterhaltekörper ein zweiteilig ausgebildeter Sinterhaltekörper. Dieser besteht aus einem scheibenförmigen Becherbodenkörper, der aus einem ersten Material, nämlich einem triages In the second embodiment, the sintered holding body is a two-part sintered holding body. This consists of a disk-shaped cup base body, which is made of a first material, namely a triages
netisch nichtleitenden Material geformt wird. Dieser Becherbodenkörper wird anschließend in einer anderen Form mit einem im wesentlichen hohlzylinderförmigen Becherhohlzylinderkörper aus einem zweiten Material, nämlich einem magnetisch leitenden Material umzogen. Anschließend wird der so aus beiden Materialien um 30 % größere Roh-Sinterhaltekörper in einem Sinterofen ausgesintert. Der Becherbodenkörper und der Becherhohlzylinderkörper werden nicht nur innig miteinander verbunden, sondern genauestens ausgebildet. Hierdurch kann das ringförmige Magnetelement lagegenau gehalten werden. Dadurch, daß der Becherbodenkörper aus einem magnetisch nicht leitenden Material hergestellt ist, besteht eine sehr gute magnetische Isolierung bei einer Verbindung mit anderen Teilen. Von besonderem Vorteil ist, daß der Becherbodenkörper mit einer Ausnehmung versehen werden kann, in die ein Drosselklappenwellelement nur eingesteckt zu werden braucht. Hierdurch wird der höhere Fertigungsaufwand kompensiert.magnetically non-conductive material. This cup base body is then covered in another form with an essentially hollow-cylindrical cup hollow cylinder body made of a second material, namely a magnetically conductive material. The raw sintered holding body, which is 30% larger from both materials, is then sintered in a sintering furnace. The cup base body and the cup hollow cylinder body are not only intimately connected to one another, but are also formed with great precision. This allows the ring-shaped magnetic element to be held in position precisely. Because the cup base body is made of a magnetically non-conductive material, there is very good magnetic insulation when connected to other parts. A particular advantage is that the cup base body can be provided with a recess into which a throttle valve shaft element only needs to be inserted. This compensates for the higher manufacturing costs.
Der Becherkörper und der Becherhohlzylinderkörper sind wenigstens mit einer Spaltausnehmung versehen. Das ringförmige Magnetelement ist mit kompatiblen Stegelementen versehen. Hierdurch besteht die Möglichkeit, daß die Nord-Süd-Pole des ringförmigen Magnetelements im rechten Winkel, d. h. senkrecht gegenüber der Abstandsausnehmung zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Statorteilelementen einstellbar ist. Ist in einem speziellen Fall eine von 90° abweichende Einstellung erforderlich, ist auch dieser Winkel für alle in einer Serie hergestellten Drehwinkelsensoren genau voreingestellt. Wesentlich ist vor allem, daß das Magnetelement verdrehungssicher gehalten wird.The cup body and the hollow cylinder body are provided with at least one gap recess. The ring-shaped magnetic element is provided with compatible web elements. This makes it possible for the north-south poles of the ring-shaped magnetic element to be set at a right angle, i.e. perpendicular to the gap recess between the two opposing stator elements. If a setting other than 90° is required in a special case, this angle is also precisely preset for all rotation angle sensors produced in a series. It is particularly important that the magnetic element is held securely against rotation.
Als magnetisch leitendes Material kann ein wenigstens Chrom und Molybdän enthaltender Stahl, insbesondere einAs magnetically conductive material, a steel containing at least chromium and molybdenum, in particular a
X12CrMol7Si nichtrostender Stahl zum Einsatz kommen. 5X12CrMol7Si stainless steel is used. 5
Das magnetisch nicht leitende Material kann ein wenigstens Chrom und Nickel enthaltender Stahl, insbesondere ein X2CrNil911 nichtrostender Stahl sein. Durch die Verwendung von Stahlsorten, die sich nur durch einige Zu-1^ sätze unterscheiden, entsteht rein äußerlich ein einheitlich ausgebildeter Becher- bzw. Becherhohlzylinderkörper. The magnetically non-conductive material can be a steel containing at least chromium and nickel, in particular a X2CrNil911 stainless steel. By using steel types that differ only in a few additives, a cup or cup hollow cylinder body with a uniform design is created purely externally.
Als weitere magnetisch nicht leitende Materialien können ■*-° hier Kupfer, Aluminium oder Kunststoff eingesetzt werden. Other magnetically non-conductive materials that can be used here include copper, aluminum or plastic.
Die aus ferritischem Material bestehenden Statorteilelemente können auch im Sinterverfahren hergestellte Sin-The stator sub-elements made of ferritic material can also be sintered.
^O ter-Statorkörper sein. Die Sinter-Statorkörper können mit Halteausnehmungen auf einem Grundplattenlement aus einem nicht magnetisierbaren Material durch Halteelemente gehalten sein. Hierdurch können die im Sinterverfahren hergestellten Sinter-Statorkörper maßgenau und lagegerecht geformt werden. Ein mühsames Stapeln aus einzelnen Blechen ist nicht mehr erforderlich. Von besonderem Vorteil ist, daß jeder Sinter-Statorkörper mit dem Grundplattenelement genauestens verbunden werden kann.^O ter stator body. The sintered stator bodies can be held with holding recesses on a base plate element made of a non-magnetizable material by holding elements. This means that the sintered stator bodies produced in the sintering process can be formed with exact dimensions and in the correct position. A laborious stacking of individual sheets is no longer necessary. A particular advantage is that each sintered stator body can be connected to the base plate element with the greatest possible precision.
Die Halteelemente können in zwei Ausführungsformen ausgebildet sein. Zum einen können sie als Sinterhaltebolzen und zum anderen als Sinterhaltefüße geformt sein. Sowohl die Sinterhaltebolzen als auch die Sinterhaltefüße enden jeweils in einer Sinterhaltekappe. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Sinter-Statorkörper unverrückbar in dem Grundplattenelement gehalten werden.The holding elements can be designed in two ways. On the one hand, they can be shaped as sintered holding bolts and on the other hand as sintered holding feet. Both the sintered holding bolts and the sintered holding feet each end in a sintered holding cap. This ensures that the sintered stator bodies are held immovably in the base plate element.
Das Grundplattenelement kann auf zweierlei Art und Weise ausgebildet sein.The base plate element can be designed in two ways.
Zum einen ist das Grundplattenelement einem Bodenteil eines Gefäßelements der stationären Einheit.On the one hand, the base plate element is a bottom part of a vessel element of the stationary unit.
Zum anderen ist das Grundplattenelement eine Statorgrundplatte mit einem kreisrunden Haltescheibenkörper mit wenigstens einer Halteausnehmung. Der Haltescheibenkörper ist wenigstens teilweise von einem Befestigungskörper mit wenigstens einer Befestigungsausnehmung umgeben.On the other hand, the base plate element is a stator base plate with a circular retaining disk body with at least one retaining recess. The retaining disk body is at least partially surrounded by a fastening body with at least one fastening recess.
Der Befestigungskörper und der Haltescheibenkörper sind wenigstens teilweise vom Bodenteil des Gefäßelementes ° umschlossen.The fastening body and the retaining disc body are at least partially enclosed by the bottom part of the vessel element ° .
Die Statorgrundplatte kann aus Aluminium, Kupfer oder Kunststoff bestehen.The stator base plate can be made of aluminum, copper or plastic.
^O Das Gefäßelement mit seinem Bodenteil kann aus einem formbaren Kunststoff, vorzugsweise gespritztem Kunststoff, hergestellt sein.^O The vessel element with its base part can be made of a moldable plastic, preferably injection-molded plastic.
Durch die unterschiedliche Ausbildung des Grundplatten- ^° elementes können die Sinter-Statorkörper auf zweierlei Art und Weise befestigt werden.Due to the different design of the base plate element, the sintered stator bodies can be attached in two different ways.
Befestigungsvariante 1:Mounting variant 1:
Die Sinter-Haltekörper werden im Sinterverfahren maßge-The sintered holding bodies are custom-made in the sintering process.
SQ nau geformt. Danach werden sie lagegerecht positioniert und beim Formen des gesamten Gefäßelementes in dessen Bodenteil eingeformt. Der wesentlichste Vorteil dieser Befestigungsvariante besteht in der äußerst kostengünstigen Halterung und Fixierung der Sinter-Statorkörper. Die stationäre Einheit kann damit in nur zwei Fertigungsgrundetappen endgültig fertiggestellt werden. SQ nau formed. They are then positioned correctly and molded into the bottom part of the entire vessel element when it is formed. The most important advantage of this fastening variant is the extremely cost-effective mounting and fixing of the sintered stator bodies. The stationary unit can thus be finally completed in just two basic production stages.
Befestigungsvariante 2:Mounting variant 2:
Hierbei werden zuerst die Grundelemente der Statorkörper im Metall-Spritzguß-Verfahren aus ferritischem Material geformt. Anschließend wird in einem weiteren Metall- ° Spritzguß-Formungsschritt die Statorgrundplatte, insbesondere aus Aluminium, um die Statorkörper gelegt. Das so gefertigte Rohteil wird aus dem Werkzeug genommen und in einem Sinterofen eingebracht und die Sinter-Statorkörper sowie die Statorgrundplatte gesindert. HierbeiHere, the basic elements of the stator body are first formed from ferritic material using a metal injection molding process. Then, in a further metal injection molding step, the stator base plate, in particular made of aluminum, is placed around the stator body. The blank thus produced is taken out of the tool and placed in a sintering furnace and the sintered stator body and the stator base plate are sintered. Here,
1^ schrumpft sowohl das ferritische Material als auch das Aluminium. Im Ergebnis des Sinterprozesses werden die Sinter-Statorkörper lage- und paßgenau sehr fest in der gesinterten Statorgrundplatte gehalten. Selbst stärkste Beanspruchungen sind nicht in der Lage, die Sinter-Sta- 1 ^ both the ferritic material and the aluminum shrink. As a result of the sintering process, the sintered stator bodies are held very firmly in the sintered stator base plate in the correct position and fit. Even the strongest stresses are not able to damage the sintered stator
1^ torkörper aus der Statorgrundplatte herauszulösen. 1 ^ Remove the stator body from the stator base plate.
Die so fertiggestellte gesinterte Baueinheit wird in ein vorgespritztes Gefäßelement eingesetzt und entsprechend befestigt. Das Befestigen kann entweder durch ein 2^ Einrasten in das Gefäßelement oder durch ein wenigstens teilweises Einspritzen gehalten werden.The sintered structural unit thus completed is inserted into a pre-injected vessel element and secured accordingly. The securing can be maintained either by snapping it into the vessel element or by at least partial injection.
Der Befestigungskörper und der Haltescheibenkörper können wenigstens teilweise vom Bodenteil eines Gefäßele-The fastening body and the retaining disc body can be at least partially removed from the base part of a vessel element.
2^ mentes umschlossen sein. Das Bodenteil des Gefäßelements kann auch zugleich Statorgrundplatte sein. Das Gefäßelement mit seinem Bodenteil kann aus einem formbaren Kunststoff, vorzugsweise einem gespritzten Kunststoff, hergestellt sein. Hierdurch wird die paßgenaue Herstellung der stationären Einheit als Teil des Drehwinkelsensors gesichert. 2 ^ mentes. The bottom part of the vessel element can also be the stator base plate. The vessel element with its bottom part can be made of a moldable plastic, preferably an injection-molded plastic. This ensures that the stationary unit is manufactured with a precise fit as part of the angle of rotation sensor.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen 35The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. They show 35
Fig. la eine erste Ausführungsform einer Magnethalterungseinheit für eine rotierende Einheit,Fig. la shows a first embodiment of a magnet holder unit for a rotating unit,
Fig. Ib einen Schnitt durch eine Magnethalterungseinheit gemäß Fig. la entlang der Linie IB - IB,Fig. Ib a section through a magnet holder unit according to Fig. la along the line IB - IB,
° Fig. Ic eine zweite Ausführungsform einer Magnethalterungseinheit für eine rotierende Einheit,° Fig. Ic a second embodiment of a magnet holder unit for a rotating unit,
Fig. Id einen Schnitt durch eine MagnethalterungseinheitFig. Id a section through a magnet holder unit
gemäß Fig. Ic entlang der Linie ID - ID, 10according to Fig. Ic along the line ID - ID, 10
Fig. 2a eine erste Ausführungsform einer stationären Einheit in einer schematischen Teildarstellung,Fig. 2a a first embodiment of a stationary unit in a schematic partial representation,
Fig. 2b einen Schnitt durch eine stationäre Einheit gemaß Fig. 2a entlang der Linie HB - HB undFig. 2b a section through a stationary unit according to Fig. 2a along the line HB - HB and
Fig. 3 einen mit einer stationären Einheit gemäß denFig. 3 a with a stationary unit according to the
Fig. la bis 2b aufgebauten Drehwinkelsensor, der mit einer Drosselklappeneinheit verbunden ist,Fig. la to 2b constructed angle sensor, which is connected to a throttle valve unit,
2^ in einer schematischen, teilweise geschnittenen 2 ^ in a schematic, partially sectioned
Darstellung.Depiction.
Eine Magnethalterungseinheit besteht ausA magnetic holder unit consists of
- einem Magnethaiterungselement 26 und _ einem Distanzscheibenelement 27.- a magnetic holding element 26 and _ a spacer element 27.
Eine erste Ausführungsform einer Magnethalterungseinheit ist als ein likörglasförmiger Sinterhaltestielbecher 40A first embodiment of a magnetic holder unit is a liqueur glass-shaped sintered holder stem cup 40
in den Fig. la und Ib dargestellt.
30shown in Fig. la and Ib.
30
Der Sinterhaltestielbecher 40 besteht ausThe sintered holding stem cup 40 consists of
- einem scheibenförmigen Fuß 43, aus dessen Mitte sich- a disc-shaped base 43, from the centre of which
- ein Fuß 43 erhebt, der dann in- a foot 43 is raised, which then
- einen Becherkörper 41 übergeht.
35- a cup body 41.
35
Im Becherkörper 41 sind sich gegenüberliegende Spaltausnehmungen 44 und 45 angeordnet.Opposite gap recesses 44 and 45 are arranged in the cup body 41.
nehmungen 44 und 45 angeordnet.recesses 44 and 45.
Erfindungswesentlich ist, daß dieser so likörglasförmige Sinterhaltestielkörper 40 aus einem X12CrMol7Si Stahl als magnetisch leitendes Material geformt wird. Hierzu wird der nicht rostende X12CrMol7Si Stahl in eine Form eingespritzt. Der so im Spritzverfahren ausgeformte Roh-Sinterhaltestielbecher wird in einem Sinterofen gesin- ^Q tert. Beim Sinterverfahren reduziert sich das Volumen des Sinterhaltestielbechers 40 um etwa 30 % und erhält damit seine endgültige Form.What is essential to the invention is that this liqueur glass-shaped sintered holding stem body 40 is formed from a X12CrMol7Si steel as a magnetically conductive material. For this purpose, the non-rusting X12CrMol7Si steel is injected into a mold. The raw sintered holding stem cup thus formed by the injection process is sintered in a sintering furnace. During the sintering process, the volume of the sintered holding stem cup 40 is reduced by about 30% and thus receives its final shape.
Der Becherkörper 41 ist hierbei ein Magnethalterungsele-The cup body 41 is a magnetic holding element
.c ment 26 und der Fuß 43 ein Distanzscheibenelement 27.. c element 26 and the foot 43 a spacer element 27.
Der Stiel 42 verbindet das Magnethalterungselement 26 und das Distanzscheibenelement 27 und isoliert sie wenigstens teilweise magnetisch gegeneinander.The stem 42 connects the magnet holder element 26 and the spacer element 27 and at least partially magnetically isolates them from each other.
Eine weitere Ausführungsform einer Magnethalterungseinheit, die als Sinterhaltebecher 50 ausgebildet ist, ist in den Fig. Ic und Id dargestellt.Another embodiment of a magnet holding unit, which is designed as a sinter holding cup 50, is shown in Figs. Ic and Id.
Der Sinterhaltebecher 50 besteht aus - einem scheibenförmig ausgebildeten BecherbodenkörperThe sintered holding cup 50 consists of - a disc-shaped cup base body
52 und
- einem ihn umgebenden Becherhohlzylinderkörper 51.52 and
- a hollow cylinder body 51 surrounding it.
In dem Becherbodenkörper 52 ist eine Steckausnehmung 53 a0 und in den Becherhohlzylxnderkörper 51 eine Spaltausnehmung 54 eingebracht.A plug-in recess 53 a0 is made in the cup base body 52 and a gap recess 54 is made in the cup hollow cylinder body 51.
Der Becherbodenkörper 52 wird in einer Spritzform aus einem X2CrNil9ll Stahl als magnetisch nicht leitendes nc Material geformt. Anschließend wird in einem zweitenThe cup base body 52 is formed in an injection mold from a X2CrNil9ll steel as a magnetically non-conductive nc material. Then, in a second
Spritzgang um diesen Roh-Becherbodenkörper ein Roh-Becherhohl zyl inderkörper aus einem X12CrMol7Si stahl ebenfalls im Metallspritzgußverfahren geformt.Injection molding around this raw cup base body is a raw cup hollow cylinder body made of X12CrMol7Si steel also formed using the metal injection molding process.
Anschließend wird der so geformte Roh-Sinterhaltebecher in einem Sinterofen zum Sinterhaltebecher 50 in den geforderten Maßen gesintert, wobei sich sein Volumen und seine Abmaße gegenüber dem Roh-Sinterhaltebecher um etwa 30 % reduzieren.The raw sintered holding cup thus formed is then sintered in a sintering furnace to form the sintered holding cup 50 in the required dimensions, whereby its volume and dimensions are reduced by approximately 30% compared to the raw sintered holding cup.
In den Fig. 2a und 2b ist eine stationären Einheit dargestellt. Sie besteht aus einer Statorgrundplatte 30, auf der zwei apfelsinenscheibenförmig ausgebildete Statorteilelemente 21.1 und 21.2 aufgesetzt sind. Die Statorteilelemente 21.1 und 21.2 lassen zwischen sich eine Abstandsausnehmung 21" frei. Die Ecken der Statorteilelemente 21.1 und 21.2 sind am Ende der Abstandsausnehmung 21" abgeschrägt, vorzugsweise in einem Winkel von 45 &ogr;A stationary unit is shown in Fig. 2a and 2b. It consists of a stator base plate 30, on which two orange disk-shaped stator sub-elements 21.1 and 21.2 are placed. The stator sub-elements 21.1 and 21.2 leave a spacer recess 21" between them. The corners of the stator sub-elements 21.1 and 21.2 are bevelled at the end of the spacer recess 21", preferably at an angle of 45 &ogr;
Die Statorgrundplatte 3 0 ist gesintert ausgebildet. Es kommen magnetisch nicht leitende Materialien, wie Kupfer, Aluminium oder Kunststoff zum Einsatz. Die Statorgrundplatte 3 0 weist einen kreisrunden Haltescheibenkörper 34 auf, in dem sich gegenüberliegend zu beiden Seiten der Abstandsausnehmung 21" wenigstens zwei Haiteausnehmungen 32 befinden. Die Halteausnehmungen 32 sind ebenfalls kreisrund. Der Scheibenkörper 34 geht dann in einen Befestigungsringkörper 35 über, in den gleichfalls der Abstandsausnehmung 21" gegenüberliegend zwei Befestigungsausnehmungen 33 angebracht sind.The stator base plate 3 0 is sintered. Magnetically non-conductive materials such as copper, aluminum or plastic are used. The stator base plate 3 0 has a circular holding disk body 34 in which there are at least two holding recesses 32 opposite each other on both sides of the spacing recess 21". The holding recesses 32 are also circular. The disk body 34 then merges into a fastening ring body 35 in which two fastening recesses 33 are also located opposite the spacing recess 21".
Die Statorteilelemente 21.1 und 21.2 sind jeweils als ein Sinter-Statorkörper 60 geformt. Hier wird als magnetisch leitendes Material ein ferritisches Material im Sinterverfahren so geformt, daß mit der Ausbildung des Sinter-Statorkörpers 60 zugleich ein Sinterhaltebolzen 62 geformt wird, der die Halteausnehmungen 32 durchdringt. An der Gegenseite endet der Sinterhaltebolzen in einer Sinterhaltekappe 61. Die Sinterhaltekappe 61 kann entweder den gleichen Querschnitt wie der Sinterhalte-The stator sub-elements 21.1 and 21.2 are each formed as a sintered stator body 60. Here, a ferritic material is formed as a magnetically conductive material in the sintering process in such a way that with the formation of the sintered stator body 60, a sintered retaining bolt 62 is formed at the same time, which penetrates the retaining recesses 32. On the opposite side, the sintered retaining bolt ends in a sintered retaining cap 61. The sintered retaining cap 61 can have either the same cross-section as the sintered retaining
■*■ bolzen 62 oder einen größeren haben. Mit Hilfe der Sinterhai tebol&zgr;en 62 wird der Sinter-Statorkörper 60 im Haltescheibenkörper 34 gehalten und durch die Sinterhaltekappen 61 gegenüber seiner Oberfläche fest angedrückt. ■*■ bolts 62 or larger. With the help of the sintered holding bolts 62, the sintered stator body 60 is held in the holding disk body 34 and is pressed firmly against its surface by the sintered holding caps 61.
Hergestellt wird die beschriebene Konfiguration wie folgt:The described configuration is created as follows:
1^ Zuerst werden in einem Werkzeug die Statorkörper 60 mit einem ferritischen Material im Metallspritzverfahren geformt. 1 ^ First, the stator bodies 60 are formed in a tool with a ferritic material using the metal spraying process.
Anschließend werden die gespritzten Statorkörper 60 in 1^ einem gleichen oder einem weiteren Werkzeug mit der beschriebenen Grundplatte 3 0 ebenfalls im Metallspritzverfahren umgeben. Als Material kommt eines der erwähnten nicht ferritischen Materialien, im speziellen Fall das Metall Aluminium, zum Einsatz. Die gespritzten Statorkörper 60 und die gespritzte Grundplatte■30 sind etwa 30% größer als die gewünschten Endmaße. Sie werden anschließend in einem Ofen "gebacken" oder "ausgedampft", d.h. gesintert. Die so gesinterten Statorkörper 60 und die gesonderte Grundplatte 3 0 stellen sich dann als 2^ Endprodukt so dar, wie es Fig. 2a und 2b zeigt.The sprayed stator bodies 60 are then surrounded in 1 ^ the same or another tool with the described base plate 3 0, also using the metal spraying process. One of the non-ferritic materials mentioned, in this specific case the metal aluminum, is used as the material. The sprayed stator bodies 60 and the sprayed base plate 30 are about 30% larger than the desired final dimensions. They are then "baked" or "evaporated" in an oven, ie sintered. The stator bodies 60 sintered in this way and the separate base plate 3 0 then appear as a 2 ^ end product as shown in Fig. 2a and 2b.
Gegenüber der so ausgebildeten stationären Einheiten 2 0 gemäß den Fig. 2a und 2b ist, wie Fig. 3 zeigt, die rotierende Einheit 20' positioniert. 30The rotating unit 20' is positioned opposite the stationary units 20 designed in this way according to Fig. 2a and 2b, as shown in Fig. 3. 30
Die rotierende Einheit 20' weist als Magnethalterungseinheit The rotating unit 20' has as a magnetic holding unit
zum einen den likörglasförmigen Sinterhaltestielbecher
4 0 und
zum anderen den Sinterhaltebecher 50 auf.on the one hand the liqueur glass-shaped sintered stem cup 4 0 and
on the other hand, the sintering holding cup 50.
Beim Sinterhaltestielbecher 40 wird der Fuß 43 als Distanzscheibenelement mit einem Drosselklappenwellenelement 12 verbunden. In den Becherkörper 41 wird alsIn the sintered holding stem cup 40, the foot 43 is connected as a spacer element with a throttle valve shaft element 12. In the cup body 41,
Magnethalterungselement 26 das Magnetelement 24 gelegt. Hierbei greifen die Stegelemente des Magnetelements rastend in die sich gegenüberliegenden Spaltausnehmungen 44 und 45 ein. Hierdurch wird das ringförmige Magnetele- -^Q ment 24 so ein justiert, daß die Winkelstellung seine Nord-Süd-Pole gegenüber der Zentralausnehmung 21' genau positioniert werden. Der stiel 42 isoliert wenigstens teilweise magnetisch das Distanzscheibenelement 27 gegenüber dem Magnethalterungselement 26.The magnet element 24 is placed on the magnet holder element 26. The web elements of the magnet element engage in the opposing gap recesses 44 and 45 in a locking manner. This adjusts the ring-shaped magnet element 24 so that the angular position of its north-south poles are precisely positioned relative to the central recess 21'. The stem 42 at least partially magnetically insulates the spacer element 27 from the magnet holder element 26.
Kommt ein Sinterhaltebecher 50 zum Einsatz, übernimmt hier der Becherhohlzylinder 51 die Funktion des Magnethalterungselements 26. In ihm wird das Magnetelement 24 mit Hilfe eines Stegelements in der Spaltausnehmung 54If a sintered holding cup 50 is used, the hollow cup cylinder 51 takes over the function of the magnet holding element 26. In it, the magnet element 24 is held in the gap recess 54 with the aid of a web element.
2Q ebenfalls justiert gehalten. Der Becherbodenkörper 52 übernimmt die Funktion des Distanzscheibenelements 27. Dadurch, daß er aus einem magnetisch nicht leitenden Material besteht, wirkt er isolierend gegenüber dem Drosselklappenwellenelement 12. Von besonderem Vorteil ist, daß in die Steckausnehmung 53 ein kompatibles Ende des Drosselklappenwellenelements 12 direkt einschiebbar ist. 2Q is also kept adjusted. The cup base body 52 takes over the function of the spacer element 27. Because it is made of a magnetically non-conductive material, it has an insulating effect on the throttle valve shaft element 12. It is particularly advantageous that a compatible end of the throttle valve shaft element 12 can be inserted directly into the plug-in recess 53.
Zwischen den so ausgebildeten Distanzscheibenelementen O0 27 und dem Statorelement 21 befindet sich, wenn das Gehäuse 23 am Drosselklappengehäuseelement 13 einer Drosselklappeneinheit 1 befestigt ist, ein Spalt 28. Zwischen der Zylinderwand 23' und dem Magnethalterungselement 26 liegt ein Spalt 29. Dadurch bilden das Magnetic halterungselement 26 und das in ihm gehalte Magnetelement 24 sowie das Distanzscheibenelement eine Rotoreinheit, die sich geschützt im Inneren des Gehäuseelements 23 bewegen kann. Wird die Verbindung zwischen dem Gehäu-When the housing 23 is attached to the throttle valve housing element 13 of a throttle valve unit 1, there is a gap 28 between the spacer elements 0 0 27 formed in this way and the stator element 21. There is a gap 29 between the cylinder wall 23' and the magnet holder element 26. As a result, the magnetic holder element 26 and the magnet element 24 held in it as well as the spacer element form a rotor unit which can move in a protected manner inside the housing element 23. If the connection between the housing
-I ~-I ~
j. Z j. Z
seelement 23 und dem Drosselklappen-Gehäuseelement 13 abdichtend gestaltet, übernimmt das Gehäuseelement 23 nicht nur die Funktion einer Halterung, sondern insbesondere den eines äußeren Schutzmantels. Durch diese Maßnahmen ist der gesamte Drehwinkelsensor 2 gegen äußere Einflüsse, insbesondere die im Motorraum sehr stark belastenden Temperatur- und anderen äußeren Einflüsse wie Staub, Öl, Wasser und dergleichen geschützt.As the housing element 23 is designed to seal the throttle valve housing element 13, the housing element 23 not only takes on the function of a holder, but in particular that of an external protective casing. These measures protect the entire angle of rotation sensor 2 against external influences, in particular the very stressful temperature and other external influences in the engine compartment, such as dust, oil, water and the like.
Besonders vorteilhaft läßt sich der so beschriebene Drehwinkelsensor 2 mit der Drosselklappeneinheit 1 wie folgt montieren:The rotation angle sensor 2 described above can be mounted particularly advantageously with the throttle valve unit 1 as follows:
Auf das aus dem Drosselklappen-Gehäuseelement 13 herausragende Wellenelement wird das jeweilige Distanzscheibenelement 27 mit dem bereits in dem entsprechend ausgebildeten Magnethalterungselement 26 gehaltenen Magnetelement 24 gesetzt.The respective spacer element 27 with the magnet element 24 already held in the correspondingly designed magnet holder element 26 is placed on the shaft element protruding from the throttle valve housing element 13.
Da die einzelnen Elemente der rotierenden Einheit bereits vorjustiert und gerichtet sind, wird das Gefäßelement 23 mit den ebenfalls bereits vorjustierten Statorelementen 21 und einem in der Abstandsausnehmung 21' gehaltenen Hallelement 22 über das Magnethalterungselement 26 geschoben. Durch die Verschieb- und Arretierbarkeit der einzelnen Teile ist eine ausgezeichnete Justierbarkeit möglich, so daß der Luftspalt 25 und der Spalt 28, 29 sehr genau ausgebildet werden können. Danach wird dasSince the individual elements of the rotating unit are already pre-adjusted and aligned, the vessel element 23 with the also pre-adjusted stator elements 21 and a Hall element 22 held in the spacer recess 21' is pushed over the magnet holder element 26. The ability to move and lock the individual parts allows excellent adjustability, so that the air gap 25 and the gap 28, 29 can be formed very precisely. The
a0 Gehäuseelement 23 mit der Zylinderwand 23' am Drosselklappen-Gehäuseelement 13 befestigt. Hierbei ist es möglich, zwischen der Zylinderwand 23' und dem Drosselklappen-Gehäuseelement 13 eine Ringdichtung aus einem elastischen Material oder Metall einzubringen. Durch a0 Housing element 23 is attached to the throttle valve housing element 13 by the cylinder wall 23 ' . It is possible to insert a ring seal made of an elastic material or metal between the cylinder wall 23' and the throttle valve housing element 13.
a- eine entsprechende Verschraubung ist eine dauerhafte und haltbare Verbindung zwischen der Zylinderwand 23' und dem Drosselklappen-Gehäuseelement 13 gegeben. a - a corresponding screw connection provides a permanent and durable connection between the cylinder wall 23' and the throttle valve housing element 13.
13 Die im Sinterverfahren hergestellte Magnethalterungseinheit ist genauestens geformt und das ringförmige Magnetelement präzise justiert. Die ebenfalls im Sinterverfahren hergestellten Statorteilelemente sind gleichfalls genau und präzise geformt. Ihre Statorteilelemente 21.1 und 21.2 werden als Sinter-Statorkörper 60 fest und lagegenau im Gehäuseelement 23 gehalten. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Drehwinkelsensor 2 auch unter extremsten Belastungsbedingungen sicher und genau arbeitet.13 The magnet holder unit, manufactured using the sintering process, is precisely shaped and the ring-shaped magnet element is precisely adjusted. The stator sub-elements, also manufactured using the sintering process, are also precisely and accurately shaped. Their stator sub-elements 21.1 and 21.2 are held firmly and precisely in the housing element 23 as sintered stator bodies 60. This ensures that the angle of rotation sensor 2 works safely and precisely even under the most extreme load conditions.
Claims (11)
2Q dadurch gekennzeichnet,which has an annular magnet element (24) held by a magnet holding unit (26, 27),
2 Q characterized by
besteht.cup body (41) which is held by the stem (42),
consists.
15consists.
15
30{61, 62) are held.
30
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|---|---|---|---|
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| JP52519998A JP4054906B2 (en) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Rotation angle sensor |
| US09/101,913 US6194894B1 (en) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Rotation angular sensor with metal-injection molded magnet holder |
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Family Applications (1)
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-
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- 1997-01-23 DE DE29701129U patent/DE29701129U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970522 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000321 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030224 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20050714 |
|
| R071 | Expiry of right |