DE4303399C2 - Positionsdetektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Positionsdetektor mit einem beweglichen Permanentmagneten, einer Schaltungsplatte mit einem magnetischen Sensorelement zum Erfassen der Bewegung des Permanentmagneten, und einem Spritzgußgehäuse zum Aufnehmen der Schaltungsplatte.

Fig. 4 und 5 illustrieren einen diesbezüglichen Positionsdetektor in einer Querschnittsansicht bzw. ein Schaltungsdiagramm davon. In diesen Figuren umfaßt der Positionsdetektor ein magnetisches Sensorelement 1, welches ein Paar magnetoresistiver Elemente aus NiFe ferromagnetischem Material gebildet in einem magnetoresistiven Muster auf einem Glassubstrat umfaßt. Die magnetoresistiven Elemente sind eingeformt in einem im wesentlichen rechteckigen isolierenden Harz, so daß eine magnetische Erfassungsoberfläche durch die magnetoresistiven Elemente auf der Oberfläche des Glassubstrats gebildet ist.

Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Spritzgehäuse beispielsweise hergestellt aus Polybuthyleneterephtalatharz, 3 eine Drehwelle, welche drehbar angebracht ist in dem Spritzgußgehäuse 2, und 4 ist ein Arm, der an einem Ende der Drehwelle befestigt ist.

Bezugszeichen 5 ist ein zylindrischer Permanentmagnet, welcher am anderen Ende der Drehwelle 3 angebracht ist, 6 ist ein keramisches Substrat, welches als eine Schaltungsplatte dient, auf der eine Sensorschaltung einschließlich eines Verdrahtungsmusters und verschiedene elektronische Komponenten angebracht sind, wobei das magnetische Sensorelement 1 auf der keramischen Schaltungsplatte 6 angebracht ist, so daß seine magnetische Erfassungsoberfläche parallel zur Substratoberfläche ausgerichtet ist. Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Anschluß des magnetischen Sensorelements 1, 8 ist eine Abdeckung des Spritzgußgehäuses 2, 9 ist eine Strahlungsabschirmung für elektromagnetische Strahlung aus Eisen und umgibt das Spritzgußgehäuse 2, und 10 und 11 sind Distanzstücke.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Strahlungsabschirmung 9 ein relativ großes gehäuseförmiges Element aus Eisen ohne Bodenwand und umgibt im wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche des Spritzgußgehäuses 2 und somit die keramische Schaltungsplatte 6, auf der die magnetische Sensorschaltung angebracht ist. Die Strahlungsabschirmung 9 ist angebracht an der äußeren Oberfläche des Spritzgußgehäuses 2 mittels Schrauben oder eines Haftvermittlers (nicht gezeigt). Die Strahlungsabschirmung 9 dient dazu, die elektronische Sensorschaltung auf der Schaltungsplatte 6 abzuschirmen und gegen die externe elektromagnetische Strahlung zu schützen.

Die keramische Schaltungsplatte 6 ist eingesetzt in das Gehäuse 2, wobei seine Plattenoberfläche senkrecht zum Permanentmagneten 5 oder, was damit gleichbedeutend ist, wobei das magnetische Feld vom Permanentmagneten 5 parallel über die magnetische Fassungsoberfläche des magnetischen Sensorelements 1 verläuft.

Wenn der Positionsdetektor angewendet wird auf ein Drosselventil (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt), wird der Arm 4 gedreht in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils innerhalb einer Luftansaugleitung eines Motors, und die Drehung des Arms 4 wird auf den Permanentmagneten 5 durch die Drehwelle 3 übertragen. Wenn sich der Permanentmagnet 5 dreht, ändert sich die Richtung des magnetischen Flusses, der parallel über die magnetische Erfassungsoberfläche des magnetischen Sensorelements 1 verläuft, worausfolgend sich der Widerstand des magnetoresistiven Musters der magnetoresistiven Elemente ändert.

Bei der obenbeschriebenen Struktur des diesbezüglichen Positionsdetektors muß die Strahlungsabschirmung 9 extern am Spritzgußgehäuse 2 durch eine geeignete Befestigungsvorrichtung, wie z. B. Schrauben und Haftvermittler, angebracht sein, so daß die Herstellungseffizienz nicht zufriedenstellend hoch ist. Da ebenfalls die Strahlungsabschirmung 9 einen wesentlichen Abschnitt des Spritzgußgehäuses umgeben muß, ist sie unvermeidbarerweise relativ groß und schwer. Da die Strahlungsabschirmung 9 auch die äußere Oberfläche des Positionsdetektors darstellt, nimmt das äußere Erscheinungsbild des Detektors, insbesondere nach langer Benutzung.

Aus der DE 40 14 885 A1 ist ein Positionsdetektor bekannt, bei dem an der einen Seite eines Schaltungssubstrats eine Vielzahl von Leitungselementen vorgesehen ist, die in das Teilgehäuse eingebettet sind und sich in seitlicher Richtung erstrecken, um einen einstückig mit dem Gehäuse geformten Anschluß zu bilden. Dieser Positionsdetektor weist keine Strahlungsabschirmung auf.

Aus der EP-A-0 145 882 ist ein berührungsloser elektronischer Winkelgeber bekannt. Vorzugsweise ist dieser bekannte Winkelgeber mit einem drehbaren Magneten und einem Ringkern mit Sensorspulen in einem gegenüber dem Erdfeld abschirmenden Gehäuse untergebracht. Das gesamte Gehäuse besteht aus magnetisch abschirmendem Material, oder zumindest sind der obere Innenraum und der untere Innenraum innerhalb einer Platine von außen abgeschirmt. Dieser Winkelgeber weist keine Strahlungsabschirmung in Verbindung mit einem Spritzgußgehäuse für einen Positionsdetektor auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Positionsdetektor der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der eine Strahlungsabschirmung aufweist, wobei die Herstellung und der Zusammenbau des Positionsdetektors einfach sind.

Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Positionsdetektor gelöst nach Anspruch 1 durch eine Strahlungsabschirmung, welche die Schaltungsplatte innerhalb des Spritzgußgehäuses umgibt, zum Abschirmen äußerer elektromagnetischer Strahlung, wobei die Strahlungsabschirmung Anschlüsse zum elektrischen Verbinden der Schaltungsplatte mit einem äußeren Steckerteil des Spritzgußgehäuses aufweist, und die Strahlungsabschirmung durch Einspritzformen einheitlicher Bestandteil des Spritzgußgehäuses wird.

Deshalb ist ein separater Betrieb zum Zusammenbauen und Befestigen der Strahlungsabschirmung am Positionsdetektor nicht erforderlich, so daß die Herstellung und der Zusammenbau des Positionsdetektors einfach und leicht sind. Da ebenfalls die Strahlungsabschirmung in dem Gehäuse eingebettet ist und nur die Schaltungsplatte des magnetischen Sensors umgibt, kann die Strahlungsabschirmung relativ klein und leicht gemacht werden. Da weiterhin die Strahlungsabschirmung nicht der äußeren Oberfläche ausgesetzt ist, kann die äußere Erscheinungsform des Detektors attraktiver gemacht werden und nimmt nicht durch Altern ab.

Das Strahlungsschild kann einen gehäuseartigen Behälter einschließlich eines Abschirmhauptkörpers mit einem offenen Ende und einer Abschirmabdeckung zum Schließen des offenen Endes des Abschirmhauptkörpers umfassen. Das Spritzgußgehäuse kann ebenfalls einen Hohlraum, der auf der gleichen Seite, auf der das offene Ende des Abschirmhauptkörpers liegt, offen ist, und eine an der Gehäuseöffnung angebrachte Gehäuseabdeckung zum Schließen des Hohlraums umfassen.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsseitenansicht eines Positionsdetektors nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht der in Fig. 1 illustrierten Strahlungsabschirmung;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 1 illustrierten Positionsdetektors;

Fig. 4 eine Seitenquerschnittsansicht eines Beispiels eines gattungsgemäßen Positionsdetektors; und

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsansicht des gattungsgemäßen in Fig. 4 illustrierten Positionsdetektors.

Die Fig. 1 bis 3 illustrieren einen Positionsdetektor nach der vorliegenden Erfindung, welcher ein Spritzgußgehäuse 2 mit einem Hohlraum 2a mit einer Öffnung 2b umfaßt, in dem ein drehbarer Permanentmagnet 5 durch ein Drehwelle 3 drehbar gelagert ist, welche in dem Spritzgußgehäuse 2 durch Distanzstücke 10 und 11 unterstützt ist. Die Drehwelle 3 hat einen Verbindungsarm 4 am äußeren Ende 3 zur Verbindung mit einem beweglichen Element, wie z. B. einem Drosselventil (nicht gezeigt) eines Motors.

Im Hohlraum 2a des Spritzgußgehäuses 2 ist eine Schaltungsplatte 6 mit einer magnetischen Sensorschaltung 14 einschließlich eines magnetischen Sensorelements 1 zum Erfassen der Bewegung des Permanentmagneten 5 angebracht.

Nach der vorliegenden Erfindung ist die Schaltungsplatte 6, auf der die magnetische Sensorschaltung 14 angebracht ist, eingebettet in einer durch Einspritzformen gebildeten Strahlungsabschirmung 12 zum Abschirmen der Schaltungsplatte 6 gegen jegliche externe elektromagnetische Strahlung. Die Strahlungsabschirmung 12, welche aus einem geeigneten Abschirmmaterial gegen elektromagnetische Strahlung, wie z. B. Kupfer und Messing hergestellt sein kann, kann einheitlich ausgebildet sein mit dem Spritzgußgehäuse 2 durch Einspritzformen.

Wie am besten in Fig. 2 ersichtlich, ist die Strahlungsabschirmung 12 ein gehäuseartiger Behälter mit einem Abschirmhauptkörper 12a mit einem offenen Ende 12c und einer Abschirmabdeckung 12b zum Schließen des offenen Endes 12c des Abschirmhauptkörpers 12a. Um die Abschirmabdeckung 12b fest mit dem Abschirmhauptkörper 12a zu verbinden, ist ein Paar von Biegestreifen 12d auf dem offenen Ende 12c des Abschirmhauptkörpers 12a vorgesehen, und ein Paar entsprechender Eingriffskerben 12e ist auf den Rändern der Abschirmabdeckung 12b ausgebildet. Am Abschirmhauptkörper 12a sind Anschlüsse 7 mittels Kondensatordurchführungen 13 zur externen Verbindung befestigt, was einen mit dem Spritzgußgehäuse 2 einheitlichen Stecker 2c bildet (Fig. 1). Die inneren Abschnitte der Anschlüsse 7 haben herausragende Enden zur internen Verbindung innerhalb der Strahlungsabschirmung 12.

Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, weist der Abschirmhauptkörper 12a der Strahlungsabschirmung durch Einspritzformen in das Spritzgußgehäuse 2 einheitlicher Bestandteil davon, und das Spritzgußmaterial 2d des Gehäuses fließt in das Innere des Abschirmhauptkörpers 12a, um die Bodenwand des Abschirmhauptkörpers 12a und den inneren Abschnitt der Anschlüsse 7 mit Ausnahme der herausragenden Enden zu bedecken. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Abschirmhauptkörper 12a der Abschirmung durch Einspritzformen innerhalb des Spritzgußharzgehäuses 2 gebildet, wobei sein offenes Ende 12c so ausgerichtet ist, daß es sich auf derselben Seite öffnet wie das offene Ende 2b des Abschirmhauptkörpers 12a. Innerhalb des Abschirmhauptkörpers 12a der Strahlungsabschirmung ist die Schaltungsplatte 6 mit der magnetischen Sensorschaltung 14 angebracht und elektrisch verbunden mit den inneren Enden der Anschlüsse 7.

Nach dem notwendigen Trimmen der magnetischen Sensorschaltung 14 relativ zum Magneten 5 wird die Abschirmungdeckung 12b an dem Abschirmhauptkörper 12a angebracht, um das offene Ende 12c zu schließen und somit das Innere vollständig gegen die elektromagnetische Strahlung abzuschirmen. Dann kann die Gehäuseabdeckung 8 an dem Spritzgußgehäuse 2 angebracht werden, um die Gehäuseöffnung 2b zum Schutz des Inneren des Positionsdetektors zu schließen.

Claims (4)

1. Positionsdetektor mit
einem beweglichen Permanentmagneten (5),
einer Schaltungsplatte (6) mit einem magnetische Sensorelement (1) zum Erfassen der Bewegung des Permanentmagneten (5), und
einem Spritzgußgehäuse (2) zum Aufnehmen der Schaltungsplatte (6),
gekennzeichnet durch
eine Strahlungsabschirmung (12), welche die Schaltungsplatte (6) innerhalb des Spritzgußgehäuses (2) umgibt, zum Abschirmen äußerer elektromagnetischer Strahlung,
wobei
die Strahlungsabschirmung (12) Anschlüsse (7, 13) zum elektrischen Verbinden der Schaltungsplatte (6) mit einem äußeren Steckerteil (2c) des Spritzgußgehäuses (2) aufweist, und
die Strahlungsabschirmung (12) durch Einspritzformen einheitlicher Bestandteil des Spritzgußgehäuses (2) wird.

2. Positionsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsabschirmung (12) einen gehäuseartigen Behälter (12a, 12b) umfaßt.

3. Positionsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gehäuseartige Behälter (12a, 12b) der Strahlungsabschirmung (12) einen Hauptteil (12a) mit Anschlüssen (7, 13) und einen darauf angebrachten Abdeckteil (12b) aufweist.

4. Positionsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgußgehäuse (12) einen Hohlraum (2a) mit einer offenen Seite aufweist, in den der Hauptteil (12a) der Strahlungsabschirmung (12) so einspritzgeformt ist, daß der Abdeckteil (12b) darauf von der offenen Seite her anbringbar ist, und die offene Seite durch eine Gehäuseabdeckung (8) verschließbar ist.