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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen magnetische Fühler und
insbesondere einen magnetischen Fühler, welcher eine magnetisch
empfindliche Komponente an einem Substrat oder einer Schaltungsplatine
befestigt, und zulässt,
dass die magnetisch empfindliche Komponente während Kalibrierungsvorgängen bewegt
und dann an einem Vorsprung eines Permanentmagneten starr befestigt werden
kann.
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Durchschnittsfachleuten
sind viele Typen magnetischer Fühler
bekannt. Manche magnetische Fühler
werden als Ritzelzahnfühler
verwendet, welche Ausgabesignale bereitstellen, welche auf die Bewegung
ferromagnetischer Zähne
eines Ritzels durch eine Erfassungszone in der Nähe einer Polfläche eines
Magneten ansprechen. Bestimmte Typen magnetischer Fühler werden
in Verbindung mit Automotoren verwendet, um Signale bereitzustellen,
welche auf die Drehbewegung bestimmter Motorkomponenten ansprechen.
Diese Signale werden von Motorsteuerungssystemen verwendet.
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Zwei
Merkmale magnetischer Fühler
sind wichtig. Der Fühler
muss in der Lage sein, genau kalibriert zu werden, so dass die Ausgabesignale
von einer magnetisch empfindlichen Komponente genau dem Durchgang
ferromagnetischer Zähne
durch die Erfassungszone des Fühlers
entsprechen. Zusätzlich ist
es wünschenswert
den magnetischen Fühler
so herzustellen, dass seine Gesamtgröße und seine Anzahl von Komponenten
minimiert und seine Gesamtkosten reduziert werden. Die magnetisch
empfindliche Komponente, welche in magnetischen Fühlern verwendet
wird, kann Magnetowiderstände
oder Hall-Effekt-Elemente
umfassen. Es wurden viele verschiedene Fühlertypen entwickelt, welche
sich für bestimmte
Zwecke eignen. Bei bestimmten magnetischen Fühlern muss die magnetisch empfindliche Komponente
während
einer aktiven Kalibrierung genau positioniert werden, so dass die
Ausgabesignale vom Fühler
genau auf die Position von Ritzelzähnen ansprechen, ungeachtet
der möglichen Schwankung der
Magnetfeldstärke
und der Gleichmäßigkeit
des Magnetfelds, welches durch den Magneten bereitgestellt wird.
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US-A-5,596,272
beschreibt einen magnetischen Fühler
mit einem abgeschrägten
Permanentmagneten. Die abgeschrägte
Oberfläche
schneidet eine erste Polfläche
in einem vorgewählten
Winkel. Der Permanentmagnet ist einer magnetisch empfindlichen Komponente
zugeordnet, welche erste und zweite Magnetowiderstandselemente umfasst.
Beide Magnetowiderstandselemente umfassen zwei Magnetowiderstände. Die
vier Magnetowiderstände
sind mit jedem anderen elektrisch verbunden, um eine Wheatstone-Brücke auszubilden,
welche ein Ausgabesignal bereitstellt, welches für die Magnetfeldstärke in der
Tastebene der magnetisch empfindlichen Komponente repräsentativ
ist. Der abgeschrägte
Magnet stellt ein Magnetfeld bereit, welches eine magnetisch empfindliche
Komponente in einer derartigen Weise betrifft, dass die Position
eines magnetischen Nulls in der Tastebene vorteilhaft beeinflusst
wird.
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US-A-5,500,589
beschreibt ein Verfahren zum Kalibrieren eines Fühlers durch Bewegen eines Magneten,
während
ein Ausgabesignal von einer magnetisch empfindlichen Komponente überwacht wird.
Der Fühler
ist mit einem Träger
versehen, welcher einen Hohlraum aufweist, welcher zum Aufnehmen
eines darin gleitenden Magneten gestaltet ist. Es werden Rippen
bereitgestellt, um die Bewegung des Magneten in den Hohlraum zu
führen,
und eine deformierbare Rippe wird verwendet, um den Magneten an
einer genauen Position zu halten, welche durch ein aktives Kalibrierungsverfahren
festgestellt wird. Eine magnetisch empfindliche Komponente ist starr
an einem Substrat befestigt, und das Substrat ist starr am Träger befestigt,
in welchem der Hohlraum ausgebildet ist. Es sind elektrisch leitende
Anschlüsse
in den Träger
eingepresst und erstrecken sich durch den Träger zu Positionen, wo sie elektrisch
mit Schaltungsbahnen auf dem Substrat verbunden sind. Eine flexible
Wand kann auch im Träger ausgebildet
werden, um sich als Reaktion auf das Einsetzen eines Magneten in
den Hohlraum zu biegen. Dies stellt eine zusätzliche Haltefähigkeit
bereit, welche den Magneten in einer Position festhält, wenn eine
externe Kraft entfernt wird.
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Ein ähnlicher
Magnetfeldfühler
und ein Verfahren zu seiner Kalibrierung werden in WO 93/12434 offenbart.
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US-A-5,414,355
offenbart einen Magnetträger,
welcher innerhalb eines äußeren Gehäuses angeordnet
ist. Der Fühler
wird mit dem Gehäuse
versehen, in welches ein Träger
eingesetzt ist. Der Träger
ist insbesondere gestaltet, um einen Permanentmagneten in einer
bestimmten Position relativ zu mehreren elektrischen Leitern und
zu einem Substrat festzuhalten, auf welchem eine magnetisch empfindliche
Komponente befestigt ist. Der Träger
und seine zugeordneten Komponenten werden in ein Gehäuse eingesetzt,
welches deformiert werden kann, um den Träger innerhalb eines Hohlraums
des Gehäuses dauerhaft
festzuhalten. Alle Bestandteile des Fühlers sind so entworfen, dass
sie leicht entlang einer gemeinsamen Achse zusammengebaut werden
können,
um den automatischen Zusammenbau und die Herstellung des Fühlers zu
erleichtern. Die magnetisch empfindliche Komponente kann ein Hall-Effekt-Element
sein, welches anderen elektrischen Komponenten zugeordnet ist, welche
auch an einem Substrat befestigt sind, welches in der Nähe eines Vorderendes
des Trägers
angeordnet ist.
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Ein
magnetischer Fühler,
welcher gemäß der vorliegenden
Erfindung angefertigt wurde, umfasst einen Permanentmagneten, welcher
eine erste Polfläche
und eine zweite Polfläche
aufweist. Die erste und die zweite Polfläche stehen im Allgemeinen senkrecht
zu einer axialen Mittellinie, welche sich entlang der Mittelachse
des Permanentmagneten erstreckt. Im Permanentmagneten ist ein Kanal
in einer Richtung entlang der Mittellinie ausgebildet. Bei einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Kanal durch Formpressen eines
Magneten zu einer Gestalt ausgebildet, welche einen im Allgemeinen
U-förmigen
Querschnitt aufweist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin eine magnetisch empfindliche
Komponente, welche wenigstens teilweise innerhalb des Kanals angeordnet
ist, wobei ihre Tastebene im Allgemeinen in senkrechter Beziehung
zur Mittellinie des Permanentmagneten angeordnet ist, welche sich
entlang des Kanals erstreckt. Ein Substrat oder eine gedruckte Schaltungsplatine wird
mit einer Öffnung
versehen, welche dort hindurch ausgebildet ist. Die magnetisch empfindliche Komponente
ist am Substrat befestigt.
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Am
Permanentmagneten ist ein Stab befestigt und durch die Öffnung des
Substrats hindurch angeordnet. Die Öffnung, welche sich durch die
Dicke des Substrats erstreckt, ist größer als die Querschnittsabmessungen
des Stabs, so dass das Substrat in einem Bereich von Positionen
bewegt werden kann, während
sich der Stab durch die Öffnung
erstreckt. Das Substrat kann bewegt werden, um die magnetisch empfindliche
Komponente an einer vorgewählten
Position relativ zum Permanentmagneten anzuordnen. Die vorgewählte Position
wird durch Überwachen
eines Ausgabesignals von der magnetisch empfindlichen Komponente
festgelegt, wenn das Substrat relativ zum Permanentmagneten bewegt
wird. Wenn die magnetisch empfindliche Komponente sich auf der Grundlage
der Ausgabesignale von der Komponente in der optimalen Position
befindet, wird der Stab starr am Substrat befestigt. Dieses Positionieren
der magnetisch empfindlichen Komponente kann durch Anlöten des
Stabs an einer Metallbahn erzielt werden, welche um die Öffnung herum auf
einer der Oberflächen
des Substrats angeordnet ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Permanentmagnet ein formgepresster
Magnet, welcher aus einem Neodym-Eisen-Bor in einem thermoplastischen Material
angefertigt ist. Der Stab ist ein Metallschaft, welcher plattiert
ist, um die Lötbarkeit
zu verbessern, und wird in den Permanentmagneten bei seiner Herstellung
eingepresst. Die magnetisch empfindliche Komponente kann ein Hall-Effekt-Element umfassen,
es versteht sich jedoch, dass auch alternative magnetisch empfindliche
Komponenten möglich
sind.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Ränder des Permanentmagneten,
wo die erste Polfläche auf
den Kanal trifft, welcher im Magneten ausgebildet ist, abgeschrägt, um den
Vorteil der Gestalt des Magnetfelds zu nutzen, welche aus diesem
optionalen Abschrägen
des Magneten resultiert. Bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist die magnetisch empfindliche Komponente vollständig innerhalb
des Kanals angeordnet. Während
des Kalibrierungsvorgangs kann die magnetisch empfindliche Komponente
jedoch an eine Position bewegt werden, wo sie teilweise über den
Kanal hervorsteht und sich von der ersten Polfläche des Magneten auswärts erstreckt.
Der Stab kann bei bestimmten alternativen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung als ein integraler Teil des Permanentmagneten ausgebildet
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger und lückenloser
durch Lesen der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden, bei welchen:
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1 und 2 vereinfachte
Darstellungen eines Permanentmagneten in Verbindung mit einer magnetisch
empfindlichen Komponente sind;
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3 die
Abbildung der 2 mit der zusätzlichen
Darstellung beispielhafter magnetischer Kraftflusslinien zeigt;
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4 einen
Permanentmagneten in Verbindung mit der magnetisch empfindlichen
Komponente zeigt, welche an mehreren alternativen Positionen illustriert
ist;
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5 eine
Schnittdarstellung eines Permanentmagneten in Verbindung mit einem
Substrat zeigt, welches relativ zu einem Stab beweglich ist, welcher
sich vom Permanentmagneten aus erstreckt;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines formgepressten Permanentmagneten ist,
in welchem ein Stab eingesetzt ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Substrats oder einer gedruckten Schaltungsplatine ist,
an welcher eine magnetisch empfindliche Komponente befestigt ist;
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8 den
Permanentmagneten der 6 zusammen mit dem Substrat
und der magnetisch empfindlichen Komponente der 7 zeigt;
und
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9 eine
Endansicht der Abbildung ist, welche in 8 gezeigt
wird;
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10 und 11 zwei
Ausführungsformen eines
Polstücks
zeigen, welches am Permanentmagneten in der Nähe der zweiten Polfläche befestigt werden
kann.
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Überall in
der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform werden gleiche Komponenten durch
gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
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1 bis 5 sind
stark vereinfachte Darstellungen, welche dazu gedacht sind, bei
der grundlegenden Beschreibung der Erfindung zu helfen. Die anderen Figuren
sind viel ausführlicher
und zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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In 1 wird
ein Permanentmagnet 10 mit einem Kanal 12, welcher
innerhalb seiner Struktur ausgebildet ist, in einer Endansicht gezeigt.
Der Permanentmagnet 10 ist im Querschnitt nicht vollständig radialsymmetrisch,
sondern weist stattdessen zwei im Allgemeinen ebene Flächen 14 und 16 auf.
Der Kanal 12 ist im Magneten ausgebildet und schneidet die
ebenen Flächen 14 und 16.
Die axiale Oberfläche 18 des
Magneten 10 ist im Allgemeinen zylindrisch, außer der
abgeschnittenen Gestalt, welche zu den ebenen Flächen 14 und 16 führt. Eine
magnetisch empfindliche Komponente 20 wird im Kanal 12 des Magneten
angeordnet gezeigt. Die Ansicht der 1 liegt
in einer Richtung, welche auf eine erste Polfläche 22 des Magneten
zeigt.
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2 ist
eine Seitenansicht der Anordnung, welche in 1 illustriert
wird. Der Magnet 10 wird mit einer ersten Polfläche 22 und
mit einer zweiten Polfläche 24 an
seinen gegenüberliegenden,
axialen Enden gezeigt. Der Kanal 12 erstreckt sich entlang der
Länge des
Magneten zwischen der ersten und der zweiten Polfläche 22 und 24 und
entlang einer Mittellinie 26. Die beiden im Allgemeinen
ebenen Flächen 14 und 16 sind
in 2 zusammen mit der im Allgemeinen zylindrischen äußeren Oberfläche 18 sichtbar.
Die magnetisch empfindliche Komponente 20 ist innerhalb
des Kanals 12 angeordnet. In 2 wird die
magnetisch empfindliche Komponente 20 vollständig innerhalb
des Kanals 12 angeordnet gezeigt, es versteht sich jedoch,
dass alternative Positionen der magnetisch empfindlichen Komponente 20 entlang
der Mittellinie 26 sie höher in 2 an einer Position
platzieren könnten,
wo sie teilweise über
die erste Polfläche 22 hervorsteht.
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3 zeigt
den Permanentmagneten 10 und das Hall-Effekt-Element 20 der 2,
jedoch mit der zusätzlichen
Darstellung beispielhafter Linien des magnetischen Kraftflusses 30.
In 3 ist es offensichtlich, dass sich die Kraftflusslinien,
welche von der ersten Polfläche
zur zweiten Polfläche
verlaufen, durch die magnetisch empfindliche Komponente 20 hindurch
erstrecken. Zum Zweck dieser Beschreibung wird angenommen, dass
ein Hall-Effekt-Element als die magnetisch empfindliche Komponente verwendet
wird. Deshalb liegt die Tastebene der magnetisch empfindlichen Komponente 20 in
einer im Allgemeinen horizontalen Ebene in 3 und ist empfindlich
für die
Stärke
der vertikalen Bestandteile des magnetischen Kraftflusses. Wenn
ein ferromagnetisches Objekt durch die Erfassungszone über der ersten
Polfläche 22 hindurchgeht,
werden die Kraftflusslinien in diesem Bereich durch die Gegenwart des
ferromagnetischen Objekts verzerrt. Wie Durchschnittsfachleuten
wohlbekannt ist, kann das ferromagnetische Objekt der Zahn eines
Ritzels sein. Wenn die Kraftflusslinien 30 durch die Gegenwart
eines ferromagnetischen Objekts in der Erfassungszone verzerrt werden,
verändern
sich die vertikalen Komponenten derjenigen Kraftflusslinien, welche durch
die magnetisch empfindliche Komponente 20 hindurchgehen.
Dies ermöglicht
der magnetisch empfindlichen Komponente, ein Ausgabesignal bereitzustellen,
welches auf die Position eines ferromagnetischen Objekts in der
Erfassungszone anspricht.
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Wie
Durchschnittsfachleuten wohlbekannt ist, sind Permanentmagneten
in ihrer Magnetfeldkonfiguration und -Stärke nicht völlig gleichmäßig. Es
ist deshalb nützlich,
die magnetisch empfindliche Komponente an einem vorgewählten Ort
relativ zum Permanentmagneten zu positionieren, welcher zu einem Ausgabesignal
führt,
welches bestimmten vorbestimmten Eigenschaften entspricht, wenn
sich kein ferromagnetisches Objekt in der Erfassungszone befindet.
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4 ist
im Allgemeinen ähnlich
zu 3, zeigt jedoch alternative Positionen für die magnetisch empfindliche
Komponente 20. Während
des Kalibrierungsvorgangs beim Überwachen
der Ausgabesignale von der magnetisch empfindlichen Komponente 20 kann
sie bei einem Versuch, die Eigenschaften des Ausgabesignals zu verbessern,
ein Bisschen bewegt werden, wenn sich kein ferromagnetisches Objekt
in der Erfassungszone befindet. Sie kann aufwärts entlang der Mittellinie 26 bis
zur Position bewegt werden, welche durch Bezugszeichen 20A bezeichnet
ist, oder ersatzweise abwärts
entlang der Mittellinie 26 bis zur Position, welche durch
Bezugszeichen 20B bezeichnet ist. Theoretisch kann die magnetisch
empfindliche Komponente 20 auf eine unendliche Anzahl von
Positionen innerhalb des Kanals 12 bewegt werden, bis ein
entsprechendes Ausgabesignal aufgenommen wird.
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5 zeigt
den Magneten 10 mit seiner ersten Polfläche 22 und seiner
zweiten Polfläche 24.
Die magnetisch empfindliche Komponente 20 ist im Kanal 12 angeordnet.
Die magnetisch empfindliche Komponente 20 ist an einem
Substrat 50 befestigt, welches bei den meisten Anwendungen
der vorliegenden Erfindung eine gedruckte Schaltungsplatine mit
mehreren elektronischen Komponenten umfasst, welche auf ihrer Oberfläche angeordnet
sind. Zum Zweck dieser Beschreibung werden die elektronischen Komponenten
allgemein durch Bezugszeichen 52 bezeichnet. Der bestimmte
Typ einer elektronischen Komponente, welche an der gedruckten Schaltungsplatine
befestigt ist, ist für
die vorliegende Erfindung nicht unmittelbar relevant und wird hier nicht
ausführlicher
beschrieben. Das Substrat 50 wird mit einer Öffnung 54 bereitgestellt,
welche sich durch seine Dicke hindurch erstreckt. Am Magneten 10 ist
ein Stab 56 befestigt und erstreckt sich aufwärts durch
den Kanal 12 in 5. Das Substrat 50 kann
so positioniert werden, dass es zulässt, dass der Stab 56 sich,
wie gezeigt, durch seine Öffnung 54 hindurch
erstreckt. Die Öffnung 54 ist so
gestaltet, dass sie Freiraum für
den Stab 56 bereitstellt. Mit anderen Worten kann mit dem
Stab 56, welcher sich durch Öffnung 54 hindurch
erstreckt, das Substrat 50 nach links oder nach rechts
bewegt werden, wie durch die Pfeile in 5 bezeichnet,
ohne durch einen Kontakt zwischen dem Stab 56 und dem Substrat 50 begrenzt
zu werden. Die Öffnung 54 ist
mit irgendeinem lötbaren
Materialtyp versehen, welches sie umgibt, um zu ermöglichen,
dass der Stab 56 starr und fest am Substrat 50 angelötet wird,
wenn festgestellt wird, dass die magnetisch empfindliche Komponente 20 sich
an einem richtigen Ort befindet. Diese Feststellung wird während eines
aktiven Kalibrierungsvorgangs getroffen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 5 versteht
es sich, dass die Darstellungen stark schematisch sind und dazu
gedacht sind, eine grundlegende Diskussion der Konzepte der vorliegenden
Erfindung zu erleichtern. 6 bis 11 sind
viel ausführlicher
und dazu gedacht, eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zu illustrieren, und können
als ein Verstelloch verwendet werden.
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6 illustriert
den Permanentmagneten 10 mit seiner im Allgemeinen zylindrischen
Oberfläche 18 und
mit seinen ebenen Flächen 14 und 16.
Die erste Polfläche 22 wird
zusammen mit dem Kanal 12 gezeigt, welcher im Permanentmagneten 10 ausgebildet
ist. Der Stab 56 ist in den Permanentmagneten 10 eingepresst
und erstreckt sich durch den Kanal 12 aufwärts. Bei
der bestimmten Struktur, welche in 6 illustriert
ist, sind die Ränder
des Permanentmagneten, wo die erste Polfläche 22 auf die Wände des
Kanals 12 trifft, abgeschrägt. Diese Abschrägungen 60 stellen
ein Grad einer vorteilhaften Gestalt des Magnetfelds bereit, welches
durch den Permanentmagneten 10 bereitgestellt wird.
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7 zeigt
das Substrat 50 mit einigen elektronischen Komponenten 52,
welche an seiner Oberfläche befestigt
sind. Die magnetisch empfindliche Komponente 20 ist am
Substrat 50 mit Stiften befestigt, welche sich durch Öffnungen
im Substrat aufwärts
erstrecken und an vorgewählten
Leiterbahnen angelötet
sind, welche auf der oberen Oberfläche des Substrats 50 angeordnet
sind, welches bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eine gedruckte Schaltungsplatine sein kann. Die magnetisch
empfindliche Komponente 20 stellt an den gegenüberliegenden
Enden des Substrats 50 drei leitende Lötflächen 71 bis 73 bereit,
um zuzulassen, dass die gedruckte Schaltungsplatine mit elektrisch
leitenden Anschlüssen
angeschlossen werden kann.
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8 zeigt
das Substrat 50 und die magnetisch empfindliche Komponente 20 zusammen
mit dem Permanentmagneten 10. Die magnetisch empfindliche
Komponente 20 ist im Kanal 12 des Magneten 10 angeordnet,
und der Stab 56 erstreckt sich aufwärts durch den Kanal 12 und
durch die Öffnung 54 des
Substrats 50. Im in 8 gezeigten
Zustand kann das Substrat 50 eine bestimmte Strecke in
eine Richtung parallel zur Mittellinie bewegt werden, welche sich
durch den Kanal des Magneten 10 erstreckt. Der Freiraum
zwischen der Öffnung 54 und
dem Stab 56 lässt
diesen Bewegungsgrad ohne Einschränkung zu. Natürlich versteht
es sich, dass die Bewegung des Substrats 50 wegen des begrenzten
Umfangs des Freiraums, welcher durch die Öffnung 54 um den Stab 56 herum
bereitgestellt wird, etwas begrenzt ist. Während einer Kalibrierung wird
das Ausgabesignal von der magnetisch empfindlichen Komponente 20 an
vorgewählten
Lötflächen 71 bis 73 überwacht, während das
Substrat 50 bewegt wird. Wenn die richtige Größenordnung
des Ausgabesignals erzielt wird, wird der Stab 56 dauerhaft
am Substrat 50 angelötet. Um
diese starre Befestigung zu erleichtern, wird ein lötbares Material
um die Öffnung 54 herum
auf der gedruckten Schaltungsplatine abgelagert. Dies lässt zu,
dass der Stab 56 an dieses zuvor positionierte lötbare Material
angelötet
werden kann, um die starre Befestigung des Substrats 50 am
Stab 56 zu erzielen. Diese starre Befestigung platziert
auch die magnetisch empfindliche Komponente 20 an der vorgewählten Position
relativ zum Magneten 10 und erhält diese Position strikt.
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9 ist
eine Endansicht der in 8 gezeigten Darstellung. Sie
illustriert die erste Polfläche 22 mit
dem Kanal 12, welcher sich durch sie hindurch erstreckt,
und die abgeschrägten
Ränder 60,
wo die erste Polfläche 22 auf
den Kanal 12 trifft. Zusätzlich zeigt sie das Substrat 50 mit
der magnetisch empfindlichen Komponente 20, welche starr
an ihm befestigt ist. Wenn das Substrat 50 starr am Stab 56 in der
oben stehenden, in Verbindung mit 8 beschriebenen
Weise befestigt ist, ist die magnetisch empfindliche Komponente 20 in
einer gewünschten Position
innerhalb des Kanals 12 fixiert. Unter Bezugnahme auf 6 und 9 ist
es offensichtlich, dass die Vertiefungen 91 und 92,
welche in den ebenen Flächen 14 und 16 des
Magneten 10 ausgebildet sind, beim Erhalt der Position
des Substrats 50 relativ zum Magneten 10 hilfreich
sind. Diese Einkerbungen in den ebenen Flächen 14 und 16 stellen
eine Führung
bereit, entlang welcher das Substrat 50 während des
Kalibrierungsvorgangs vor dem Anlöten des Stabs 56 an
das Substrat 50 gleiten kann.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen magnetischen Fühler bereit,
welcher die Gesamtgröße des Fühlers minimiert
und den Kalibrierungsvorgang deutlich vereinfacht. Sie lässt weiterhin
eine positiven Weg zu, die magnetisch empfindliche Komponente 20 innerhalb
des Kanals 12 des Permanentmagneten 10 am Ort
zu verankern, ohne eine Bewegung der magnetisch empfindlichen Komponente
zu riskieren, nachdem das entsprechende Ausgabesignal während des
Kalibrierungsverfahrens erzielt wurde. Bestimmte spezifische Merkmale
lassen es zu, dass diese Vorteile erzielt werden können. Erstens
ist der formgepresste Magnet 10 mit dem Kanal versehen, in
welchem sich die magnetisch empfindliche Komponente 20 bewegen
kann. Zweitens stellt der Stab 56 oder die Stange ein Mittel
bereit, durch welches das Substrat 50 am Magneten 10 verankert
werden kann. Die Öffnung 54 im
Substrat hilft dabei, diese Verankerung zusammen mit dem Stab 56 zu
erreichen. Der Freiraum zwischen der Öffnung 54 und dem
Stab 56 lässt
eine Bewegungsfreiheit zu, welche während des Kalibrierungsverfahrens
beim Erzielen der gewünschten
Ausgabesignale als ein Ergebnis der Bewegung des Substrats 50 eingesetzt
werden kann. Diese und andere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
ermöglichen
ein vereinfachtes und sicheres Mittel zum Kalibrieren des magnetischen
Fühlers
und reduzieren die Gesamtgröße des Fühlers. Zusätzlich wird
die Gesamtlänge
des Fühlers
reduziert, wenn die magnetisch empfindliche Komponente 20 innerhalb
des Kanals 12 des Magneten 10 angeordnet wird
und nicht vollständig über die
erste Polfläche 22 hinaus
vorsteht. Bedeutender ist, dass diese Struktur es zulässt, dass
die erste Polfläche 22 näher an der
Erfassungszone platziert werden kann, wo erwartet wird, dass die
Zähne eines
Ritzels durchgehen. Wie Durchschnittsfachleuten bekannt ist, werden
deutliche Vorteile bei Genauigkeit und Zuverlässigkeit erzielt, wenn die
Polfläche
des Magneten näher
an der Erfassungszone platziert wird.
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10 zeigt
ein Polstück 100,
welches bei bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um das magnetische
Feld an der ersten Polfläche 22 zu
verstärken. Es
ist dazu vorgesehen, an der zweiten Polfläche 24 befestigt zu
werden. Die aufwärts
gerichteten Erweiterungen 102 und 104 werden nach
den ebenen Flächen 16 bzw. 14 ausgerichtet.
Die Öffnung
zwischen den aufwärts
gerichteten Erweiterungen 102 und 104 ist nach
den Vertiefungen 91 und 92 ausgerichtet, um Freiraum
für das
Substrat 50 bereitzustellen. Der Vorsprung 108 ist
in den Kanal 12 eingefügt,
um beim Ausrichten des Polstücks 100 nach
dem Magneten 10 zu helfen.
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11 ist
eine alternative Form des Polstücks 100,
wobei der Vorsprung 108 mit zwei getrennten Erweiterungen 110 und 112 bereitgestellt wird.
Diese getrennten Erweiterungen lassen zu, dass der Stab 56 dazwischen
passieren kann, wenn der Vorsprung 108 des Polstücks in den
Kanal eingefügt
wird.
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Die
in 10 und 11 gezeigten
Polstücke
können
verwendet werden, um das Magnetfeld vorteilhaft zu beeinflussen.
Diese Wirkung kann das Magnetfeld an der gegenüberliegenden Polfläche 22 verstärken. Diese
nützliche
Wirkung ist das Ergebnis der Reduktion der Reluktanz durch das Polstück 100 in
der Nähe
der zweiten Polfläche 24.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in einer bestimmten Ausprägung beschrieben
wurde und illustriert wurde, um eine bevorzugte Ausführungsform davon
zu zeigen, versteht es sich, dass alternative Ausführungsformen,
welche durch Modifikationen der vorliegenden Erfindung erzielt wurden,
auch innerhalb ihres Schutzumfangs liegen.