DE9407986U1 - Device for determining an angle of rotation of a throttle valve shaft element - Google Patents
Device for determining an angle of rotation of a throttle valve shaft elementInfo
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Description
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Vorrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels eines DrosselklappenwellenelementsDevice for determining a rotation angle of a throttle valve shaft element
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels eines Drosselklappenwellenelements, das eine Drosselklappe hält und in einem Gehäuseelement einer Drosselklappeneinheit verstellbar angeordnet ist, mitThe invention relates to a device for determining a rotation angle of a throttle valve shaft element, which holds a throttle valve and is adjustably arranged in a housing element of a throttle valve unit, with
- einem Statorelement,- a stator element,
- einem magnetoelektrischen Bauteil- a magnetoelectric component
- einem Magnetelement und- a magnetic element and
- einem Statorhalterungselement, das gegenüber dem Magnetelement das Statoreleraent hält und das- a stator support element which holds the stator element opposite the magnetic element and which
magnetoeletrische Bauteil aufnimmt,magnetoelectric component,
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 92 10 722 bekannt. Sie ist ein magnetischer Meßfühler mit einer Hallsonde zur Messung der Position und der Geschwindigkeit einer Welle. Hierzu umgibt die Welle ein Magnet. Gegenüber dem Magnet ist ein Stator angeordnet,A device of the type mentioned above is known from WO 92 10 722. It is a magnetic sensor with a Hall probe for measuring the position and speed of a shaft. For this purpose, a magnet surrounds the shaft. A stator is arranged opposite the magnet,
der mit einer Halterung an einem Gehäuse befestigt ist. In einer Ausnehmung des Stators sind sich gegenüberliegend die Hallsonde und eine Erregerspule angeordnet.which is attached to a housing with a bracket. The Hall probe and an excitation coil are arranged opposite each other in a recess in the stator.
Dieser Meßfühler hat sich bewährt, bedarf aber für den Einsatz in Kraftfahrzeugen einer Weiterentwicklung.This sensor has proven itself, but requires further development for use in motor vehicles.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung nach dem magnetischen Meßprinzip so weiterzubilden, daß sie als Vorrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels eines Drosselklappenwellenelements für einen Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist und eine hohe Meßgenauigkeit aufweist.The object of the invention is therefore to develop a device based on the magnetic measuring principle in such a way that it is suitable as a device for determining a rotation angle of a throttle valve shaft element for use in motor vehicles and has a high measurement accuracy.
1^ Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, 1 ^ According to the invention, the object is achieved by
- daß das Magnetelement über eine Magnethalterungseinheit an dem Drosselklappenwellenelement und- that the magnetic element is attached to the throttle valve shaft element via a magnetic mounting unit and
- daß das das Statorelement haltende und das magnetoeletrische Bauteil in sich aufnehmende
Statorhaiterumgselement an dem Gehäuseelement der
Drosselklappeneinheit
angeordnet sind.- that the stator holding element holding the stator element and accommodating the magnetoelectric component is attached to the housing element of the throttle valve unit
are arranged.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe-2^ sondere darin, daß das Magnetelement über die Magnethaltergungseinheit direkt am Drosselklappenwellenelement und das Statorelement mit dem magnetoeletrischen Bauteil, z.B.einem Hall-IC-Element o. dgl., durch das Statorhalterungselement direkt am Gehäuseelement der Drosselklappeneinheit angeordnet werden können.The advantages achieved with the invention consist in particular in the fact that the magnetic element can be arranged directly on the throttle valve shaft element via the magnetic holder unit and the stator element with the magnetoelectric component, e.g. a Hall IC element or the like, can be arranged directly on the housing element of the throttle valve unit via the stator holder element.
Hierdurch ist es möglich, diese Teile unabhängig von der Drosselklappeneinheit zu fertigen. Das erbringt den großen Vorteil,, daß die einen Drehwinkelsensor ausmachenden Teile an Drosselklappeneinheiten unterschiedlicher Ausbildung angebracht werden können. Darüber hinaus ist die Wartung, Reparatur u.dgl. wesentlich preisgünstiger und schneller durchzuführen.This makes it possible to manufacture these parts independently of the throttle valve unit. This has the great advantage that the parts that make up a rotation angle sensor can be attached to throttle valve units of different designs. In addition, maintenance, repairs, etc. are much cheaper and can be carried out more quickly.
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Vorteilhaft ist es, wennIt is advantageous if
- das Statorelement zylinderförmig ausgebildet ist und im Inneren des Statorhalterungselements über seinem Boden angeordnet ist und- the stator element is cylindrical and is arranged inside the stator support element above its base and
- das Magnetelement das Statorelement ringförmig unter Belassung eines Luftspaltes umgibt.- the magnetic element surrounds the stator element in a ring shape, leaving an air gap.
Das Statorelement und das Magnetelement können auf diese Art und Weise einfach montiert und einjustiert werden. Das Montieren kann dabei durch ein einfaches Zusammenstecken des Stator- und Magnetelements geschehen. Dadurch, daß beide Elemente am Drosselklappenwellenelement und am Gehäuseelement gehalten werden, ist eine 1^ sichere Funktion gewährleistet.The stator element and the magnet element can be easily assembled and adjusted in this way. Assembly can be carried out by simply plugging the stator and magnet elements together. Since both elements are held on the throttle valve shaft element and the housing element, reliable function is guaranteed.
Vorteilhaft ist es, wenn das Statorhalterungselement als an einer Seite offener Hohlzylinder ausgebildet ist, der an der offenen Seite mit seiner Zylinderwand mit dem Gehäuseelement, verbunden ist. Hierdurch übernimmt das Statorhalterungselement nicht nur die Funktion der Halterung des Statorelements, sondern ist darüber hinaus äußeres Schutzelement des gesamten Drehwinkelsensors. Durch die unmittelbare Verbindung mit dem Gehäuseelement ist es so möglich, den gesamten Drehwinkelsensor abdichtend zu kapseln, so daß Schmutz, öl, Staub und dergleichen die Funktion des Drehwinkelsensors nicht beeinflussen können.It is advantageous if the stator mounting element is designed as a hollow cylinder that is open on one side and that is connected to the housing element with its cylinder wall on the open side. As a result, the stator mounting element not only takes on the function of mounting the stator element, but is also the external protective element for the entire angle of rotation sensor. The direct connection to the housing element makes it possible to seal the entire angle of rotation sensor so that dirt, oil, dust and the like cannot affect the function of the angle of rotation sensor.
Das magnetoeletrische Bauteil ist dabei vorteilhafterweise in einer Zentralausnehmung, die im Statorelement und/oder Statorhalterungselement angeordnet ist, untergebracht. Hierdurch wird das magnetoeletrische Bauteil sowohl vor mechanischen als auch vor Umwelteinflüssen wie Staub und Öl geschützt.The magnetoelectric component is advantageously housed in a central recess arranged in the stator element and/or stator mounting element. This protects the magnetoelectric component from both mechanical and environmental influences such as dust and oil.
Die Magnethalterungseinheit besteht vorteilhafterweiseThe magnetic holder unit advantageously consists
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aus einem hohlzylinderförmig ausgebildeten Magnethalterungselement und einem mit dem Wellenelement verbundenen Distanzscheibenelement, das in das Magnethalterungselement einführbar und in ihm festsetzbar ist. Damit bilden das Magnethalterungselement, das Distanzscheibenelement und das Magentelement einen mit dem Wellenelement verbundenen Rotor, der sich im Inneren des Statorhalterungselements geschützt und frei bewegen kann.from a hollow cylindrical magnet holder element and a spacer element connected to the shaft element, which can be inserted into the magnet holder element and secured in it. The magnet holder element, the spacer element and the magnet element thus form a rotor connected to the shaft element , which can move freely and in a protected manner inside the stator holder element.
1^ Vorteilhaft ist es, wenn das ringförmige Magnetelement hohlzylinderfönmig ausgebildet ist und in das Magnethalterungselement einführbar und in ihm festsetzbar ist. Durch diese Ausbildung ist die Möglichkeit gegeben, die rotierenden Teile des Drehwinkelsensors zusammensteckbar 1 ^ It is advantageous if the ring-shaped magnet element is designed as a hollow cylinder and can be inserted into the magnet holder element and fixed in it. This design makes it possible to plug the rotating parts of the angle of rotation sensor together.
1^ und leicht montierbar auszubilden. 1 ^ and easy to assemble.
Vorteilhafterweise ist das Magnetelement ein Dauermagnet. Hierbei können die allgemein bekannten Werkstoffe für Dauermagneten eingesetzt werden. Selbstverständlich ist es möglich, daß anstelle eines Dauermagnets ein Elektromagnet verwendet werden kann.The magnetic element is advantageously a permanent magnet. The generally known materials for permanent magnets can be used here. Of course, it is possible to use an electromagnet instead of a permanent magnet.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt schematisch dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in a longitudinal section in an embodiment.
Die Zeichnung zeigt eine Drosselklappeneinheit 1, an der ein Drehwinkelsensor 2 angeordnet ist.The drawing shows a throttle valve unit 1 on which a rotation angle sensor 2 is arranged.
Die Drosselklappeneinheit 1 weist ein Drosselklappenelement 11 auf, das mit einem Drosselklappenwellenelement 12 in einem Gehäuseelement 13 gehalten wird.The throttle valve unit 1 has a throttle valve element 11 which is held in a housing element 13 with a throttle valve shaft element 12.
Der Drehwinkelsensor 2 besteht aus
- einem Statorelement 21,The rotation angle sensor 2 consists of
- a stator element 21,
- einem Statorhalterungselement 23, in dem das Statorelement 21 angeordnet ist,- a stator support element 23 in which the stator element 21 is arranged,
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- einem Magnetelement 24 und- a magnetic element 24 and
- einer Magnethalterungseinheit 26, 27, die das Magnetelement 24 unter Belassung eines Luftspaltes 25 um das Statorelement 21 anordnet.- a magnet holding unit 26 , 27 which arranges the magnet element 24 around the stator element 21 while leaving an air gap 25.
Das Statorhalterungselement 23 ist als ein an einer Seite offener Hohlzylinder ausgebildet, dessen Zylinderwand 23' mit dem Gehäuseelement 13 der Drosselklappeneinheit 1 verbunden ist. An seinem Boden 23", der eine dem Statorelement 21 entsprechende Erhöhung o.dgl.The stator mounting element 23 is designed as a hollow cylinder that is open on one side and whose cylinder wall 23' is connected to the housing element 13 of the throttle valve unit 1. On its base 23", which has an elevation or the like corresponding to the stator element 21.
aufweist, ist das Statorelement 21 angeordnet. In einer Zentralausnehniung 21' des Statorelements 21 ist als magnetoeletrisches Bauteil ein Hall-IC-Element 22 angeordnet. Die Zentralausnehmung ist als Nut ausgebildet. Diese Nut. kann dabei so lang sein, daß sie das Statorelement 21 in zwei Teile teilt.The stator element 21 is arranged in a central recess 21' of the stator element 21. A Hall IC element 22 is arranged as a magnetoelectric component. The central recess is designed as a groove. This groove can be so long that it divides the stator element 21 into two parts.
Die Magnethalterungseinheit besteht aus einem zylinderförmig ausgebildeten Magnethalterungselement 26, in das ein Distanzscheibenelement 27 einführbar und fixierbar ist. Das Distanzscheibenelement 27 ist mit dem Drosselklappenwellenelement 12 direkt verbunden. Zwischen dem Distanzscheibenelement 27 und dem Statorelement 21 befindet sich ein Spalt 28. Zwischen der Zylinderwand 23' und dem Magnethalterungselement 26 liegt ein Spalt 29. Dadurch bilden das Magnethalterungselement 26 und das in ihm gehaltene Magnetelement 24 sowie das Distanzscheibenelement 27 eine Rotoreinheit, die sich geschützt im Inneren des Statorhalterungselements 23 bewegen kann.The magnet holder unit consists of a cylindrical magnet holder element 26 into which a spacer element 27 can be inserted and fixed. The spacer element 27 is directly connected to the throttle valve shaft element 12. There is a gap 28 between the spacer element 27 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 magnet holder element 26 and the magnet element 24 held in it as well as the spacer element 27 form a rotor unit that can move in a protected manner inside the stator holder element 23.
Wird die Verbindung zwischen dem Statorelement 23 und dem GehäuseelesMient 13 abdichtend gestaltet, übernimmt das Statorhalterungselement 23 nicht nur die Funktion einer Halterung, sondern insbesondere die eines äußeren Schutzmantels. Durch diese Maßnahme ist der gesarate Drehwinkelsensor 2 gegen äußere Einflüsse insbesondere die im Motorretum sehr stark belastenden Temperatur- und anderen äußerem Einflüssen wie Staub, öl, Wasser undIf the connection between the stator element 23 and the housing element 13 is designed to be sealed, the stator mounting element 23 not only takes on the function of a mounting, but in particular that of an external protective cover. This measure protects the entire angle of rotation sensor 2 against external influences, in particular the very high temperatures and other external influences in the motor housing, such as dust, oil, water and
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dergleichen geschützt:.such as:.
Von besonderem Vorteil ist, daß der Drehwinkelsensor direkt an der Drosselklappeneinheit 1 angeordnet ist. Besonders vorteilhaft läßt sich die gesamte Einrichtung wie folgt montieren?It is particularly advantageous that the angle of rotation sensor is arranged directly on the throttle valve unit 1. The entire device can be installed particularly advantageously as follows?
Auf das aus dem Gehäuseelement 13 der Drosselklappeneinheit 1 herausragende Wellenelement 12 wird das Distanzscheibenelement 27 aufgesetzt und entsprechend versplintet. Danach wird das Magnethalterungselement mit dem innen bereits eingebrachten Magnetelement 24 auf das Distanzscheibenelement 27 gesteckt. Danach wird das Statorhalterungselement 23 mit dem bereits angeformten Statorelement 21 und dem in der Zentralausnehmung 21' angeordneten magnetoeletrische Bauteil über das Magnethalterungselement 26 geschoben. Durch die Verschieb- und Arretierbarkeit der einzelnen Teile besteht eine ausgezeichnete Möglichkeit der Justierbarkeit, so daß der Luftspalt 25 und die Spalte 28 und sehr genau ausgebildet werden könnein. Danach wird das Statorhalterungselement 23 mit der Zylinderwand 23' am Gehäuseelement 13 befestigt. Hierbei ist es möglich, zwischen der Zylinderwand 23' und dem GehäuseelementThe spacer element 27 is placed on the shaft element 12 protruding from the housing element 13 of the throttle valve unit 1 and splinted accordingly. The magnet holder element with the magnet element 24 already inserted inside is then placed on the spacer element 27. The stator holder element 23 with the already molded stator element 21 and the magnetoelectric component arranged in the central recess 21' is then pushed over the magnet holder element 26. The ability to move and lock the individual parts means that there is an excellent possibility of adjustment, so that the air gap 25 and the gaps 28 can be formed very precisely. The stator holder element 23 is then attached to the housing element 13 with the cylinder wall 23'. It is possible to create a spacer between the cylinder wall 23' and the housing element.
2^ eine Ringdichtung aus einem elastischen Material oder Metall einzubringen. Durch eine entsprechende Verschraubung ist eine dauerhafte und haltbare Verbindung zwischen der Zylinderwand 23' und dem Gehäuseelement 13 gegeben. Danach werden entsprechende Verbindungen zum magnetoeletrische Bauteil 22 vorbereitet und ausgerichtet. 2 ^ a ring seal made of an elastic material or metal is inserted. A suitable screw connection provides a permanent and durable connection between the cylinder wall 23' and the housing element 13. Then the corresponding connections to the magnetoelectric component 22 are prepared and aligned.
Diese Verbindungen können dabei als Steckverbindungen ausgebildet werden. Kommt es zu Störungen innerhalb der Vorrichtungen, können ihre Einzelelemente in umgekehrter Reihenfolge sehr leicht demontiert und nach einer Reparatur oder Erneuerung wieder zusammengesetzt werden.These connections can be designed as plug connections. If there are any faults within the devices, their individual elements can be very easily dismantled in reverse order and reassembled after repair or replacement.
Claims (7)
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DE9407986U Expired - Lifetime DE9407986U1 (en) | 1993-11-20 | 1994-05-13 | Device for determining an angle of rotation of a throttle valve shaft element |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6577119B1 (en) | 1999-12-01 | 2003-06-10 | Sena Yaddehige | Pedal position sensor with magnet movable relative to a magnetic field sensor located in a stator channel |
-
1994
- 1994-05-13 DE DE9407986U patent/DE9407986U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6577119B1 (en) | 1999-12-01 | 2003-06-10 | Sena Yaddehige | Pedal position sensor with magnet movable relative to a magnetic field sensor located in a stator channel |
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