DE60115767T2 - Magnetkern für einen berührungslosen Verschiebungssensor - Google Patents

Magnetkern für einen berührungslosen Verschiebungssensor Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkern für einen berührungslosen Verschiebungssensor und betrifft im Spezielleren einen Magnetkern für einen berührungslosen Drehmomentsensor, wobei ein Grünling bzw. unbearbeiteter Pressling aus einem isolierten weichmagnetischen Pulvermaterial, das kostengünstig ist und einen relativ hohen spezifischen Widerstandswert aufweist, oder ein sogenannter Pulvermagnetkern als Gerüst für ein den Magnetkern bildendes Spulenaufnahmeelement verwendet wird, und zwar unter effektiver Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, bei denen hinsichtlich der Verwendung des unbearbeiteten Presslings Probleme bestanden, wobei dieser Sensor für eine elektrisch betriebene Servolenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge von besonderem Nutzen ist.
  • Die JP 10300595 offenbart einen elektromagnetischen Drehmomentsensor vom Induktions-Typ, der vereinfacht, miniaturisiert und leicht ausgebildet ist, indem die Anzahl der Detektionsringe und der Detektionsspulen für den Drehmomentsensor vermindert ist.
  • Bei einer Servolenkvorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Unterstützen eines Lenkvorgangs des Kraftfahrzeugs. Obwohl in der Vergangenheit in erster Linie hydraulische Servolenkvorrichtungen verwendet wurden, wurden in letzter Zeit sogenannte elektrisch betriebene Servolenkvorrichtungen zum Unterstützen des Lenkvorgangs mittels eines Elektromotors entwickelt und häufig verwendet.
  • Die elektrisch betriebene Servolenkvorrichtung hat verschiedene Vorteile dahingehend, dass die Steuerbarkeit im Vergleich zu der der hydraulischen Servolenkvorrichung ausgezeichnet ist und die mechanischen Bereiche einfach sind, der Kraftstoffverbrauch gut ist und dem Elektromotor Energie nur bei Bedarf zugeführt wird, usw.
  • Bei dem System der elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung werden eine Richtung und ein Betrag der Kraft beim Betätigen einer Handhabe (eines Lenkrads) durch einen Drehmomentsensor detektiert, und ein Strom des Elektromotors zum Unterstützen des Lenkvorgangs wird durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit von dem detektierten Wert gesteuert.
  • 7 zeigt einen Hauptteil eines repräsentativen berührungslosen Drehmomentsensors zum Bilden der elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung.
  • Der Drehmomentsensor 101 ist in erster Linie gebildet aus einer Eingangswelle 102, die mit einer Handhabe (nicht gezeigt) verbunden ist, einer Ausgangswelle 103, die mit einer Lenkradseite verbunden ist, einem Torsionsstab 104, der die Welle 102 mit der Welle 103 verbindet, einem ersten und einem zweiten Detektionsring 105 und 106, die auf einer Außenumfangsseite des Torsionsstabes 104 auf der Seite der Eingangswelle 102 und der Ausgangswelle 103 sowie einander gegenüberliegend angeordnet sind, sowie aus einem Magnetkern 108 mit einer Detektionsspule 107 zum Detektieren einer relativen Verschiebung des ersten Detektionsrings 105, der bei Ausübung eines Drehmoments auf die Eingangswelle 102 in Abhängigkeit von einer Verlagerung des Torsionsstabes 104 in Bezug auf den zweiten Detektionsring 106 verschoben wird, und zwar in Form einer Veränderung eines Induktivitätswerts in einem berührungslosen Zustand.
  • Weiterhin ist der Magnetkern 108 in erster Linie gebildet aus der Detektionsspule 107, die um einen Spulenkörper gewickelt ist, einem ringförmigen Spulenaufnahmeelement 109, in dem ein Raum zum Aufnehmen der Detektionsspule 107 vorhanden ist und das zusammen mit der darin aufgenommenen Detektionsspule 107 einen geschlossenen Raum S bildet sowie die Detektionsspule 107 in einer Position festhält, in der diese in einer konstanten Distanz von Außenumfangsflächen der Detektionsringe 105 und 106 getrennt ist, sowie ferner aus Leitungsdrähten 110, die an ihren einen Enden mit der Detektionsspule 107 verbunden sind und an ihren anderen Enden aus dem Spulenaufnahmeelement 109 heraus nach außen geführt sind.
  • Bei dem herkömmlichen Magnetkern 108, wie er in 8 gezeigt ist, besitzt das Spulenaufnahmeelement 109 ein Spulenaufnahmegehäuse 111, das die Detektionsspule 107 aufnimmt, sowie eine Abdeckung 112, die im Presssitz in eine Öffnung des Gehäuses 111 gepasst ist. Das Spulenaufnahmegehäuse 111 und die Abdeckung 112 sind jeweils aus einem weichmagnetischen gesinterten Körper gebildet, der durch Formpressen eines Pulvers aus einem elektromagnetischen rostfreien Stahlsystem oder einem weichmagnetischen Material auf Eisenbasis zu einem unbearbeiteten Pressling sowie weiteres Sintern des unbearbeiteten Presslings gebildet ist. Außerdem ist die Detektionsspule 107 im Allgemeinen unter Verwendung eines Klebstoffs 113 an der inneren Oberfläche des Spulenaufnahmeelements 109 angebracht.
  • Da der weichmagnetische gesinterte Körper im Vergleich zu Ferrit, Sendust-Legierung oder dergleichen einen niedrigen spezifischen Widerstandswert hat und eine schlechte Detektionsempfindlichkeit aufweist, wird bei Einstellung einer Frequenz einer Antriebskraft auf einen hohen Wert zum Verbessern der Detektionsempfindlichkeit ein Wirbelstromverlust groß, und die Induktivität wird geringer, und somit kommt es eher zu einer Verschlechterung der Detektionsempfindlichkeit, wobei es ferner schwierig ist, die Detektion mit höherer Genauigkeit durchzuführen.
  • Da andererseits Ferrit und Sendust-Legierung ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweisen, ermöglichen sie die Detektion mit höherer Genauigkeit, wobei sie jedoch teuer sind, so dass ihre Anwendung bei dem Spulenaufnahmeelement vom Standpunkt der Kosten her ungünstig ist. Weiterhin hat Ferrit den Nachteil, dass die Induktivitätstemperaturänderung groß ist.
  • Darüber hinaus ist die Ausbildung des Spulenaufnahmeelements mit einem relativ hohen spezifischen Widerstandswert und in kostengünstiger Ausführung mit einem unbearbeiteten Pressling aus isoliertem weichmagnetischen Pulver bekannt.
  • Das mit einem solchen unbearbeiteten Pressling gebildete Spulenaufnahmeelement weist bekanntermaßen eine gute Detektionsempfindlichkeit auf, da der Wirbelstromverlust im Fall der Beaufschlagung mit einem Strom mit hoher Frequenz gering ist. Da der unbearbeitete Pressling keinem Sintervorgang unterzogen worden ist, weist das Spulenaufnahmeelement jedoch eine geringe Festigkeit auf, wobei insbesondere die Gefahr besteht, dass es bei Ausübung eines Stoßes auf dieses leicht bricht, so dass die Herstellung in der herkömmlichen Pressitz-Konstruktion schwierig ist. Darüber hinaus sind die Anwendungen von kritischer Bedeutung, und man ist der Ansicht, dass die Anwendung bei der elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung in der bestehenden Technik schwierig ist.
  • Bei dem herkömmlichen Magnetkern (8) ist die Detektionsspule 107, genauer gesagt der mit der Detektionsspule bewickelte Spulenkörper 114, lediglich durch den Klebstoff an der inneren Oberfläche des Spulenaufnahmeelements 109 angebracht, so dass von einem Fall auszugehen ist, in dem die Fixierung des Spulenkörpers 114 an der inneren Oberfläche des Spulenaufnahmeelements 109 unzulänglich wird. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass eine starke Stoßkraft durch den Spulenkörper 114 auf das Spulenaufnahmeelement 109 ausgeübt wird und dadurch das Spulenaufnahmeelement 109 bricht.
  • Ferner ist in den nach der Aufnahme der Detektionsspule 107 in dem Spulenaufnahmeelement 109 gebildeten geschlossenen Raum S nichts eingefüllt, so dass die Möglichkeit besteht, dass der Wickelzustand der Detektionsspule 107 beeinträchtigt wird und dadurch wiederum die Gefahr besteht, dass dies in erster Linie einen schlechten Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften hat.
  • Bei der Bildung des Spulenaufnahmeelements aus dem genannten unbearbeiteten Pressling ist es somit erforderlich, die Detektionsspule 107 sicher an dem Spulenaufnahmeelement 109 zu befestigen sowie Maßnahmen zum Aufrechterhalten des Wickelzustands der Detektionsspule zu ergreifen.
  • Darüber hinaus ist auch ein üblicher Verschiebungssensor in einem aus Aluminiumlegierung oder dergleichen gebildeten Gehäuse in interner Berührung mit diesem angeordnet, um den Einfluss elektromagnetischer Wellen von außen her zu vermeiden. Wenn das Spulenaufnahmeelement, das an seiner äußeren Ober fläche nicht mit einer isolierenden Beschichtung versehen ist, mit dem Inneren des Gehäuses in Berührung tritt, entsteht jedoch im Inneren des Gehäuses ein Wirbelstrom, und es kommt zu dem Problem, dass die Ansprechempfindlichkeit der Detektionsspule geringer wird. Wenn das Gehäuse aus Aluminiumlegierung hergestellt ist, besteht ferner die Möglichkeit, dass es leicht zu dem Phänomen eines zu festen Angreifens an dem Spulenaufnahmeelement aufgrund einer Differenz bei dem Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse und dem Spulenaufnahmeelement kommt, und zwar insbesondere aufgrund eines starken Wärmeschrumpfens des Gehäuses bei niedriger Temperatur, und es kann der Fall auftreten, dass der Magnetkern aufgrund eines derartigen Phänomens verzerrt bzw. beschädigt wird, so dass sich eine Abweichung in dem Induktivitätswert ergibt.
  • Ein Ziel der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Magnetkerns für einen berührungslosen Drehmomentsensor unter Verwendung eines unbearbeiteten Presslings aus einem isolierten weichmagnetischen Pulvermaterial, das kostengünstig ist und einen relativ hohen spezifischen Widerstandswert hat, als Grundgerüst für ein den Magnetkern bildendes Spulenaufnahmeelement, und zwar unter effektiver Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, die bei der Verwendung eines unbearbeiteten Presslings mit Problemen behaftet waren, wobei der Sensor besonders nützlich für die Verwendung in einer elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist.
  • Gemäß der Erfindung wird ein berührungsloser Verschiebungssensor mit einem Magnetkern geschaffen, aufweisend: eine Detektionsspule zum Detektieren einer relativen Verschiebung eines ersten Detektionsrings in Bezug auf einen zweiten Detektionsring in Form einer Induktivitätsänderung in einem berührungslosen Zustand bei Anordnung des ersten und des zweiten Detektionsrings in einander gegenüberliegender Weise an einer Außenumfangsseite eines Torsionstabes, der eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle an den Seiten der Eingangswelle bzw. der Ausgangswelle koaxial miteinander verbindet, sowie bei einer Verschiebung des ersten Detektionsrings in Abhängigkeit von einer Verschiebung des Torsionsstabes durch Aufbringen eines Drehmoments auf die Eingangswelle, ein ringförmiges Spulenaufnahmeelement, das einen darin vor handenen Raum zum Aufnehmen der Detektionsspule aufweist und zusammen mit der darin aufgenommenen Detektionsspule einen geschlossenen Raum bildet und die Detektionsspule in einer Position festhält, in der diese in einer konstanten Distanz von Außenumfangsflächen der Detektionsringe beabstandet ist, sowie Leitungsdrähte, die an ihrem einen Ende mit der Detektionsspule verbunden sind und an ihrem anderen Ende aus dem Spulenaufnahmeelement heraus nach außen geführt sind, wobei das Spulenaufnahmeelement einen rohen bzw. unbearbeiteten Pressling aufweist, der durch Formpressen von isoliertem weichmagnetischen Pulvermaterial in eine bestimmte Form gebildet ist, wobei eine Isolierschicht eine äußere Oberfläche des unbearbeiteten Presslings überdeckt und wobei ein organisches Harz in den geschlossenen Raum des Spulenaufnahmeelements eingefüllt ist, das Aufnahmeelement zum Aufnehmen der Detektionsspule ausgebildet ist und das organische Harz zum sicheren Festhalten der Detektionsspule in dem Spulenaufnahmeelement ausgebildet ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Spulenaufnahmeelement mit wenigstens einer Durchgangsöffnung zum Einfüllen des organischen Harzes in den geschlossenen Raum ausgebildet und/oder das Spulenaufnahmeelement weist ein Spulenaufnahmegehäuse auf, das eine obere und eine untere Öffnung an seinen beiden Enden aufweist und in der Lage ist, die Detektionsspule von der oberen Öffnung her aufzunehmen und die Detektionsspule an die untere Öffnung anzulegen, wobei ferner nach der Unterbringung der Detektionsspule zum Bilden des geschlossenen Raums eine Abdeckung an der oberen Öffnung des Spulenaufnahmegehäuses angebracht wird.
  • Ferner handelt es sich bei einem Material zum Bilden der Isolierschicht und des in den geschlossenen Raum eingefüllten organischen Harzes in weiter bevorzugter Weise um ein thermoplastisches Harz oder ein unter Wärme aushärtendes Harz.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichungen erläutert; darin zeigen:
  • 1A eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des Magnetkerns für einen berührungslosen Verschiebungssensor gemäß der Erfindung;
  • 1B eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung einer elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung, die mit dem in 1 dargestellten Magnetkern versehen ist;
  • 3 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetkerns;
  • 4 eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetkerns;
  • 5 eine schematische Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetkerns;
  • 6A bis 6C auseinandergezogene Perspektivansichten von Elementen, die in erster Linie ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetkerns bilden;
  • 6D eine schematische, fragmentarische Schnittdarstellung des Magnetkerns, der unter Verwendung dieser Elemente hergestellt ist;
  • 7 eine Perspektivansicht eines Hauptteils des herkömmlichen berührungslosen Drehmomentsensors; und
  • 8 eine schematische Schnittdarstellung eines Magnetkerns bei dem herkömmlichen berührungslosen Drehmomentsensor.
  • Ein repräsentativer Magnetkern für einen berührungslosen Verschiebungssensor gemäß der Erfindung ist in den 1A und 1B dargestellt, wobei 1A eine Draufsicht zeigt und 1B eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht zeigt.
  • In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrisch betriebenen Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die mit dem in den 1A und 1B dargestellten Magnetkern ausgestattet ist.
  • Der in 1 gezeigte Magnetkern 1 ist in erster Linie gebildet aus einer Detektionsspule 2, die um einen Spulenkörper 17 gewickelt ist einem Spulenaufnahmeelement 3, in dem die Detektionsspule 2 untergebracht ist, sowie aus einem Anschluss 4 (einschließlich Leitungsdrähten), der sich von der Detektionsspule 2 weg nach außerhalb des Spulenaufnahmeelements 3 erstreckt.
  • Wie in 2 gezeigt ist, handelt es sich bei der Detektionsspule 2 um ein Element zum Detektieren einer relativen Verschiebung eines ersten Detektionsrings 8 in Bezug auf einen zweiten Detektionsring 9 in Form einer Induktivitätsänderung in einem berührungslosen Zustand, bei Anordnung des ersten und des zweiten Detektionsrings 8, 9 in einander gegenüberliegender Weise auf einer Außenumfangsseite eines Torsionsstabes 7, der eine Eingangswelle 5 und eine Ausgangswelle 6 an deren beiden Seiten koaxial miteinander verbindet, und zwar bei Ausübung eines Drehmoments auf die Eingangswelle 5, um den ersten Detektionsring 8 in Abhängigkeit von einer Verlagerung bzw. Verschiebung des Torsionsstabes 7 zu verlagern.
  • Bei dem Spulenaufnahmeelement 3 handelt es sich um ein Element mit einem Raum zum Unterbringen der Detektionsspule 2 in diesem sowie zum Bilden eines geschlossenen Raums S zusammen mit der darin aufgenommenen Detektionsspule 2 und zum Festhalten der Detektionsspule 2 in einer Position, die über eine konstante Distanz von den Außenumfangsflächen der Detektionsringe 8, 9 beabstandet ist.
  • Der Anschluss 4 dient zum Zuführen von Hochfrequenzstrom von einer externen Energiequelle (nicht gezeigt) zu der Detektionsspule 2 und ist einerseits mit der Detektionsspule 2 und andererseits mit der externen Energiequelle verbunden.
  • Die 6A bis 6C zeigen auseinander gezogene Perspektivansichten zum Erläutern einer Konstruktion eines repräsentativen Magnetkerns gemäß der Erfindung, wobei 6A eine Abdeckung 16 zeigt, 6B einen Zustand zeigt, in dem die Detektionsspule 2 um den Spulenkörper gewickelt ist, und 6C ein Spulenaufnahmegehäuse 15 zeigt.
  • Eine Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein bestimmter unbearbeiteter Pressling 10, der einen relativ hohen spezifischen Widerstandswert aufweist und kostengünstig ist, als Gerüst für das den Magnetkern 1 bildende Spulenaufnahmeelement 3 verwendet wird und ein organisches Harz 12 in einen geschlossenen Raum des Spulenaufnahmeelements 3 eingefüllt wird, in dem die Detektionsspule 2 aufgenommen ist. Genauer gesagt ist das Spulenaufnahmeelement 3 gebildet unter Verwendung des unbearbeiteten Presslings 10, den man durch Formpressen von isolierenden weichmagnetischen Pulvermaterialien in eine bestimmte Form erhält, sowie unter Verwendung einer Isolierschicht 11, die eine äußere Oberfläche des unbearbeiteten Presslings 10 überdeckt, wobei das organische Harz 12 in den geschlossenen Raum des Spulenaufnahmeelements 3 mit der darin aufgenommenen Detektionsspule 2 eingefüllt wird, um die Detektionsspule 2 in dem Spulenaufnahmeelement 3 sicher festzulegen.
  • Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann somit selbst bei Beaufschlagung der Detektionsspule 2 mit Strom hoher Frequenz der Wirbelstromverlust reduziert werden, um auf diese Weise die Detektionsempfindlichkeit zu steigern. Auch wird die Festigkeit des Magnetkerns insgesamt beträchtlich erhöht, so dass insbesondere bei Ausübung eines Stoßes auf den Magnetkern es kaum zu einem Bruch des Magnetkerns kommt. Darüber hinaus kann ein derartiger Magnetkern kostengünstig hergestellt werden. Als Ergebnis hiervon besitzt der erfindungsgemäße Magnetkern in zufriedenstellender Weise die Leistungseigenschaften eines Magnetkerns für einen berührungslosen Ver schiebungssensor, so dass ein solcher Magnetkern z.B. bei einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung für Kraftfahrzeug Verwendung finden kann.
  • Den unbearbeiteten Pressling 10 erhält man durch Formpressen der isolierten weichmagnetischen Pulvermaterialien in eine bestimmte Form. Als isoliertes weichmagnetisches Pulvermaterial wird vorzugsweise ein Mischpulver verwendet, das man erhält durch Mischen von Eisenpulver, das z.B. einer Phosphatbehandlung oder einer anorganischen Beschichtungsbehandlung unterzogen worden ist, mit nicht mehr als 1 Masse-% eines organischen Binders. Ferner erfolgt der Formpressvorgang vorzugsweise unter der Bedingung, dass die Dichte des unbearbeiteten Presslings nicht geringer als 7,2 g/cm3 wird. Zum Verbessern der Eigenschaften des Magnetkerns ist es darüber hinaus weiter bevorzugt, den unbearbeiteten Pressling auf eine Temperatur von nicht mehr als 500°C nach dem Formpressvorgang zu erwärmen.
  • Die Isolierschicht 11 schützt den unbearbeiteten Pressling von der Seite seiner äußeren Oberfläche her, verhindert die Entstehung von Wirbelstrom bei Anordnung derselben in innerer Berührung mit dem Gehäuse und hat eine Wirkung einer Abschwächung des zu festen Angreifers des Gehäuses an dem Magnetkern bei einer niedrigeren Temperatur, wenn das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Auch wird die Leitung zu dem Gehäuse abgefangen, so dass ein stabiles Ansprechen ohne Beeinträchtigung durch die Potenzialänderung von dem Fahrzeugkörper erzielt werden kann.
  • Als Material zum Bilden der Isolierschicht 11 wird vorzugsweise ein thermoplastisches Harzmaterial, wie z.B. Polyphenylensulfid, Polyester, Polyamid oder dergleichen in einer Verbindung mit Glasfasermaterial, oder ein unter Wärme aushärtendes Harz verwendet, wie z.B. Phenolharz oder dergleichen in Verbindung mit Glasfasermaterial.
  • Die Dicke der Isolierschicht 11 ist vorzugsweise nicht geringer als 0,3 mm. Wenn die Dicke geringer ist als 0,3 mm, kann der unbearbeitete Pressling nicht ausreichend geschützt werden.
  • Darüber hinaus ist es bevorzugt, ein Einsatzformverfahren als Verfahren zum Bilden der Isolierschicht 11 zu verwenden.
  • Als organisches Harzmaterial 12, das in den geschlossenen Raum des Spulenaufnahmeelements 3 eingefüllt wird, kann ein anderes Material als das die Isolierschicht 11 bildende Material verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise das gleiche Material wie bei der Isolierschicht verwendet. In letzterem Fall ist die Verwendung des Einsatzformverfahrens günstig, da sich damit gleichzeitig die Bildung der Isolierschicht 11 und das Einfüllen des organischen Harzes 12 in den geschlossenen Raum bewerkstelligen lassen.
  • Das Spulenaufnahmeelement 3 ist vorzugsweise mit wenigstens einem Durchgangsloch 13 (ein Durchgangsloch in 1) versehen, um das organische Harz in dem geschlossenen Raum einzufüllen. Wenn es erforderlich ist, das organische Harz rasch in den geschlossenen Raum einzufüllen, wie dies in 6C gezeigt ist, ist es stärker bevorzugt, eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 13 an einer Außenumfangsfläche des Spulenaufnahmeelements in gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen vorzusehen.
  • Wie in 6C gezeigt ist, ist das Spulenaufnahmeelement 3 vorzugsweise gebildet aus einem Spulenaufnahmegehäuse 15, das an seinen beiden Enden eine obere und eine untere Öffnung 14a und 14b aufweist und dazu ausgebildet ist, die Detektionsspule 2 von der oberen Öffnung 14a her aufzunehmen und die Detektionsspule 2 an die untere Öffnung 14b anzulegen, sowie aus einer Abdeckung 16 zum Bilden des geschlossenen Raums S durch Anbringen derselben an der oberen Öffnung 14a des Spulenaufnahmegehäuses 15, in dem die Detektionsspule 2 aufgenommen ist. In diesem Fall kann das Durchgangsloch 13 in wenigstens einem Element aus dem Spulenaufnahmegehäuse 15 und der Abdeckung 16 ausgebildet sein.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in 3 gezeigt ist, wird nach der Anordnung von zwei unbearbeiteten Presslingen 10a und 10b mit der darin aufgenommenen Detektionsspule 2 in einer derartigen Weise, dass zwei Abdeckungen 16a und 16b einander überlappen, unter Verwendung des Einsatzformverfahrens das organische Harz 12 in die geschlossenen Räume der unbearbeiteten Presslinge 10a, 10b eingefüllt, während die Gesamtheit der äußeren Oberflächen der unbearbeiteten Presslinge mit der Isolierschicht 11 überdeckt werden. Auf diese Weise lässt sich die Produktivität steigern.
  • Wie in 4 gezeigt ist, können die oberen Öffnungen der beiden unbearbeiteten Presslinge 10a, 10b mittels einer gemeinsamen Abdeckung 16 geschlossen werden, so dass die Produktionskosten für den Magnetkern reduziert werden können und die Produktivität noch weiter verbessert werden kann.
  • Obwohl sich die vorstehende Beschreibung nur auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht, sind im Umfang der Erfindung verschiedene Modifikationen möglich. Wie in 5 gezeigt ist, sind z.B. drei oder mehr vorstehende Bereiche 18 (bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier vorstehende Bereiche) an der Außenumfangsfläche des Magnetkerns für den Verschiebungssensor angeordnet, so dass der Magnetkern an der Innenumfangsfläche des Gehäuses fest angebracht werden kann.
  • Wie vorstehend erwähnt worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der unbearbeitete Pressling aus dem isolierten weichmagnetischen Pulvermaterial als Gerüst für das Spulenaufnahmeelement verwendet, so dass der Wirbelstromverlust bei der Anwendung von Hochfrequenzstrom reduziert wird und hohe Induktivitätseigenschaften erzielt werden, so dass auf diese Weise die Detektionsempfindlichkeit wirksam verbessert werden kann.
  • Durch Einfüllen des organischen Harzes in den geschlossenen Raum des Spulenaufnaheelements mit der darin aufgenommen Spule kann die Detektionsspule sicher an dem Spulenaufnahmeelement festgelegt werden, und die Festigkeit desselben als Magnetkern lässt sich beträchtlich steigern.
  • Der Wirbelstromverlust, der bei innerer Berührung des Magnetkerns mit dem Gehäuse wahrscheinlich ist, lässt sich ferner durch Überdecken der äußeren Oberfläche des unbearbeiteten Presslings mit der Isolierschicht kontrollieren. Wenn das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, wird das feste Angreifen des Gehäuses an dem Magnetkern, das bei niedrigen Temperaturen wahrscheinlich ist, durch die Isolierschicht abgeschwächt, so dass es kaum zu Verzerrungen des Magnetkerns kommt und stabile Induktivitätseigenschaften erzielt werden können.

Claims (4)

  1. Berührungsloser Verschiebungssensor mit einem Magnetkern (1), aufweisend: eine Detektionsspule (2) zum Detektieren einer relativen Verschiebung eines ersten Detektionsrings (8) in Bezug auf einen zweiten Detektionsring (9) in Form einer Induktivitätsänderung in einem berührungslosen Zustand bei Anordnung des ersten und des zweiten Detektionsrings (8, 9) in einander gegenüberliegender Weise an einer Außenumfangsseite eines Torsionsstabes (7), der eine Eingangswelle (5) und eine Ausgangswelle (6) an den Seiten der Eingangswelle (5) bzw. der Ausgangswelle (6) koaxial miteinander verbindet, sowie bei einer Verschiebung des ersten Detektionsrings (8) in Abhängigkeit von einer Verschiebung des Torsionsstabes (7) durch Aufbringen eines Drehmoments auf die Eingangswelle (5), ein ringförmiges Spulenaufnahmeelement (3), das einen darin vorhandenen Raum zum Aufnehmen der Detektionsspule (2) aufweist und zusammen mit der darin aufgenommenen Detektionsspule (2) einen geschlossenen Raum bildet und die Detektionsspule (2) in einer Position festhält, in der diese in einer konstanten Distanz von Außenumfangsflächen der Detektionsringe (8, 9) beabstandet ist, und Leitungsdrähte, die an ihrem einen Ende mit der Detektionsspule (2) verbunden sind und an ihrem anderen Ende aus dem Spulenaufnahmeelement (3) heraus nach außen geführt sind, wobei das Spulenaufnahmeelement (3) einen unbearbeiteten Pressling (10) aufweist, der durch Formpressen von isoliertem weichmagnetischen Pulvermaterial in eine bestimmte Form gebildet ist, wobei eine Isolierschicht (11) eine äußere Oberfläche des unbearbeiteten Presslings überdeckt und wobei ein organisches Harz (12) in den geschlossenen Raum des Spulenaufnahmeelements (3) eingefüllt ist, das Aufnahmeelement (3) zum Aufnehmen der Detektionsspule (2) ausgebildet ist und das organische Harz (12) zum si cheren Festlegen der Detektionsspule (2) in dem Spulenaufnahmeelement (3) ausgebildet ist.
  2. Berührungsloser Verschiebungssensor nach Anspruch 1, wobei das Spulenaufnahmeelement (3) mit mindestens einem Durchgangsloch (13) zum Einfüllen des organischen Harzes (12) in den geschlossenen Raum versehen ist.
  3. Berührungsloser Verschiebungssensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Spulenaufnahmeelement (3) ein Spulenaufnahmegehäuse (15) aufweist, das eine obere und eine untere Öffnung (14a, 14b) an seinen beiden Enden hat und dazu ausgebildet ist, die Detektionsspule (2) von der oberen Öffnung (14a) her aufzunehmen und die Detektionsspule (2) an die untere Öffnung (14b) anzulegen, sowie ferner eine Abdeckung (16) aufweist, die nach der Unterbringung der Detektionsspule (2) zum Bilden des geschlossenen Raums an der oberen Öffnung (14a) des Spulenaufnahmegehäuses (15) angebracht wird.
  4. Berührungsloser Verschiebungssensor nach Anspruch 1, wobei es sich bei einem Material zum Bilden der Isolierschicht (11) sowie des in den geschlossenen Raum eingefüllten organischen Harzes (12) um ein thermoplastisches Harz oder ein unter Wärme aushärtendes Harz handelt.
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