WO2008000553A1 - Steuervorrichtung - Google Patents

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WO2008000553A1
WO2008000553A1 PCT/EP2007/054890 EP2007054890W WO2008000553A1 WO 2008000553 A1 WO2008000553 A1 WO 2008000553A1 EP 2007054890 W EP2007054890 W EP 2007054890W WO 2008000553 A1 WO2008000553 A1 WO 2008000553A1
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WO
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housing
control device
membrane
sensor
transmitter
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/054890
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Smirra
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Publication of WO2008000553A1 publication Critical patent/WO2008000553A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0239—Electronic boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/70—Inputs being a function of gearing status dependent on the ratio established
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • H05K5/068—Hermetically-sealed casings having a pressure compensation device, e.g. membrane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox

Definitions

  • the invention relates to a control device.
  • Control devices are used for example in the automotive sector for controlling an internal combustion engine or also for controlling a shift ⁇ gearbox of a motor vehicle.
  • a position of a selector lever is to be detected, which is representative of a driver's request.
  • corresponding actuators for setting a corresponding gear ratio are then controlled.
  • control devices In such control devices often the requirement is a housing interior of the control device fluid- tight form to protect optionally therein elekt ⁇ generic or electronic components.
  • the object of the invention is to provide a control device which is simple and reliable.
  • the invention is characterized by a control device with a housing which comprises a housing interior, in which a sensor element of a position sensor is arranged.
  • Fer ⁇ ner is a donor element of the position sensor is provided, which is arranged outside of the housing interior.
  • a membrane which is formed and arranged ⁇ order that it seals the housing interior fluid-tight from ei ⁇ nem area in which the transmitter element is arranged, and which is formed separately from the housing.
  • the membrane thus makes it possible to select the distance between the transmitter element and sensor element suitably low for the required sensing requirements, which advantageously makes it possible, for example, to use an AMR or Hall-based position sensor, which is particularly cost-effective.
  • the membrane has a maximum thickness of about 0.8 millimeters. In this way, it can be reliably produced and thus an optionally small necessary distance between the transmitter element and the sensor element can be safely maintained.
  • the membrane is a microporous membrane which is vapor-permeable.
  • a pressure equalization between the housing interior and the surrounding area outside of the housing possible.
  • it can be ensured even at ⁇ example, greater temperature fluctuations that too high pressure peaks are avoided within the housing space, which could lead to damage arranged in the housing interior elements, such as a conductor carrier.
  • damage to the membrane can be reliably avoided.
  • a microporous membrane which is permeable to vapor is preferred as the membrane.
  • the membrane is preferably formed from mechanically expanded polytetrafluoroethylene. It has been shown here that this is particularly well suited for this purpose.
  • the transmitter element is arranged on a driver element which is mounted in the recess of the housing.
  • the driver element is designed and arranged so that it protects the membrane from mechanical effects and / or contamination. In this way, it takes on a dual function and thus contributes to the simple design of the control device and protects the membrane from mechanical effects and / or contamination.
  • the membrane is coupled to the housing by laser welding. This allows a very compact design to be simple and precise.
  • the membrane with the housing is caulked hot. This he ⁇ allows a particularly low thickness of the membrane.
  • the membrane is arranged on a ring element which is coupled to the housing. So a particularly easy handling during installation of the membrane or the housing is ensured especially when Her ⁇ position of the controller.
  • FIG. 1 shows a first view of a control device
  • FIG. 2 shows a second view of the control device
  • FIG. 3 shows a first sectional view of the control device
  • Figure 4 is a second sectional view of the control device and Figure 5 is a further sectional view of an alternative embodiment of the control device.
  • a control device is preferably used for controlling a gearbox of a vehicle.
  • a gearbox of a vehicle For the determ ⁇ ed usage it is mounted in a vehicle, and indeed preferably such that a linkage of a selector lever for the shifting position of an automatic transmission can be coupled mechanically to the control device.
  • the controller can also be used for any other purpose is ⁇ uses, such as for controlling an internal combustion engine or other actuators, which are ⁇ classified in the vehicle. In addition, they can also be used for other control ⁇ purposes that are known to the expert.
  • the control device is assigned to at least one actuator, independently of its use, and is preferably designed to generate a control signal for the at least one actuator.
  • the at least one actuator can also be an output unit.
  • the control device ( Figure 1) comprises a housing base 1, which is preferably formed of metal and preferably has ei ⁇ ne good thermal conductivity for dissipating heat, the is generated within the control device.
  • the housing base part preferably also cooling ⁇ ribs 6, which are provided for increasing the surface area of the housing ⁇ basic part 1.
  • control device also comprises a housing cover 2, which is sealingly coupled to the housing base part 1, for example by providing a circumferential inserting seal between the housing base part 1 and the housing cover 2.
  • the housing base 1 is penetrated by a plug 4 for electrical contacting of the control device from the outside ( Figure 2).
  • the control device comprises a housing interior 8, which is enclosed by the housing base 1 and the housing cover 2.
  • the housing interior 8 is sealed fluid-tight to the surroundings of the control device.
  • a conductor carrier 10 is arranged, which is preferably fi ⁇ xiert on the housing base part 1 ⁇ . He is preferably on the housing base 1 aufla ⁇ minimized and good thermally gekop ⁇ pelt with the housing base 1, so as to ensure a good heat dissipation. Depending on the design of the conductor support 10, this can be fixed to different ⁇ Liche way on the housing base part 1.
  • the conductor carrier 10 is preferably formed as a ceramic conductor carrier, but may also be formed on another be ⁇ known for this purpose manner, such as a PCB circuit board.
  • the position sensor can be designed to detect a rotational or translational position. It is designed to detect a rotational position.
  • the position sensor comprises a transmitter element 12 and a sensor element 14, which is preferably integrated on a sensor chip.
  • the sensor element 14 is arranged on the conductor carrier 10 ⁇ .
  • the position sensor is based on a non-contact sensing principle.
  • the encoder element 12 is formed for example as a permanent magnet.
  • the sensor element 14 is be ⁇ vorzugt a Hall-based element or AMR sensor element.
  • By changing the position of the transmitter element 12 thus changes the magnetic flux density, which passes through the Hall-based element in a plane, for example, perpendicular to the end face of the transmitter element 12.
  • a direction of the magnetic field strength for determining the position of the transmitter element 12 is then detected.
  • the transmitter element 12 is arranged in a recess 16 of the housing, specifically on a driver element 18, which is arranged on ⁇ , that it can perform a rotational or translational movement.
  • the driver element is designed and arranged such that it can perform a rotational movement with respect to an axis 28.
  • the driver element is further to be ⁇ forms a shaft end receiving form-fitting manner and thus to change its position depending on a rotation of the shaft.
  • the shaft is preferably part of a shift linkage of a selector lever.
  • the driver element 18 is preferably rotatable gela ⁇ Gert by means of a Ringplat ⁇ te 20 between this and the housing cover 2.
  • the annular plate 20 is preferably fixed by means of at least ei ⁇ nes fastener 24 on the housing cover 2.
  • the transmitter element 12 is arranged on a sensor element 14 hinge ⁇ facing side 26 of the cam element 18th Zvi ⁇ 's transmitter element 12 and sensor element 14 is disposed a membrane 30 in such a manner that they are fluid-tight seals from the housing inner space 8, the recess sixteenth
  • the membrane is a thin partition.
  • the membrane preferably has a thickness, in relation to the axis 28 of approximately 0.8 mm maximum. Depending on the circumstances, the membrane may also have a significantly lower thickness, for example, preferably between about 0.1 and 0.3 millimeters and in particular between about 0.2 and 0.3 millimeters. It is formed as a separate part separate to the housing cover 2 and fixed to it for example by means of ⁇ a weld 32 ( Figure 4), which is preferably made by laser welding or friction welding.
  • the housing cover 2 is preferably a molded part and is manufactured in ⁇ example of plastic. However, it can also be made of another material, such as metal, in particular ⁇ special aluminum. Preferably, the Gezza ⁇ seteil is made of aluminum and is for example produced by means of die-casting or ⁇ Extrudierprofil.
  • the housing ⁇ basic part 1 can also be made of plastic or aluminum, in particular in the form of an aluminum diecasting, Herge ⁇ provides.
  • the membrane 30 is preferably made by means of rolling or rolling. For example, it may also comprise a non-ferromagnetic material, such as aluminum.
  • the transmitter element 12 and the Sensorele ⁇ element 14 are preferably substantially flush with one another, in particular with regard to the axis 28, disposed as it is for example shown with reference to FIG. 4
  • the transmitter element 12 has a distance to the sensor element 14 of approximately 0.5 millimeters relative to the axis 28.
  • the distance can also be slightly lower or depending on the application still significantly higher and, for example, up to about one millimeter or optionally up to about two millimeters.
  • the membrane is a microporous membrane which is vapor permeable.
  • the pores of the microporous membrane are formed such that they substantially un twistläs ⁇ sig for fluid, in particular for fluid drops are, however, allow the passage of steam.
  • Such microporous Memb ⁇ rane may for example be formed so that they have approximately the 9 billion pores per square inch and each of them about 20,000 times smaller than a Wassertrop ⁇ fen.
  • the membrane 30 is thus breathable.
  • the microporous membrane is designed as mechanically expanded polytetrafluoroethylene (PTFE). This may for example have a thickness of 0.1 to 0.3 millimeters.
  • the membrane 30 can also be attached to the housing by means of hot caulking. cover 2 be fixed or in principle be coupled with this by means of an adhesive bond.
  • the membrane 30 may be fixed and to be tensioned to this and also be fixed to the annular element by means of one of the above already disclosed connection ⁇ or fixing also on a ring member 34 (see Figure 5), in which case the ring element is fastened to the housing cover 2 and that e- b Kennedy means of the above-described connection ⁇ or fixing.
  • the membrane when the membrane is a microporous membrane, which is vapor permeable, it can be avoided that must be provided in the housing Ge ⁇ a further recess, which has to be provided only for the purpose of receiving a pressure-equalizing element.
  • the membrane can thus perform a multiple function and this design thus contributes particularly to a cost-effective and compact design of the control device.
  • AMR and Hall-based position sensors are characterized by very high reliability and robustness and at the other hand, ⁇ is also characterized by its cost-effectiveness. By providing the driver 18 and a mechanical protection against contamination of the membrane 30 is particularly easy to ensure.

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Abstract

Eine Steuervorrichtung hat ein Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum (8) umfasst, in dem ein Sensorelement (12) eines Positionssensors angeordnet ist. Die Steuervorrichtung umfasst ferner ein Geberelement (12) des Positionssensors, das außerhalb des Gehäuseinnenraums (8) angeordnet ist. Zwischen Geberelement (12) und Sensorelement (14) ist an einer Ausnehmung (16) des Gehäuses eine Membran (30) angeordnet, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den Gehäuseinnenraum (8) fluiddicht von einem Bereich abdichtet, in dem das Geberelement (12) angeordnet ist, und die separat vom Gehäuse aus- gebildet ist.

Description

Beschreibung
Steuervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung. Steuervorrichtungen werden beispielsweise im Automobilbereich zum Steuern einer Brennkraftmaschine oder auch zum Steuern eines Schalt¬ getriebes eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Im Zusammenhang mit dem Einsatz für ein Schaltgetriebe ist unter anderem eine Stellung eines Wählhebels zu erfassen, die repräsentativ für einen Fahrerwunsch ist. Abhängig von diesem Fahrerwunsch und gegebenenfalls weiterer Einflussgrößen werden dann entsprechende Aktoren zum Einstellen einer entsprechenden Getriebeübersetzung gesteuert.
Bei derartigen Steuervorrichtungen besteht häufig die Anforderung einen Gehäuseinnenraum der Steuervorrichtung fluid- dicht auszubilden, um gegebenenfalls darin befindliche elekt¬ rische oder elektronische Bauelemente zu schützen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die einfach und zuverlässig ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine Steuervorrichtung mit einem Gehäuse aus, das einen Gehäuseinnenraum umfasst, in dem ein Sensorelement eines Positionssensors angeordnet ist. Fer¬ ner ist ein Geberelement des Positionssensors vorgesehen, das außerhalb des Gehäuseinnenraums angeordnet ist. Zwischen Ge¬ berelement und Sensorelement ist an einer Ausnehmung des Ge- häuses eine Membran angeordnet, die so ausgebildet und ange¬ ordnet ist, dass sie den Gehäuseinnenraum fluiddicht von ei¬ nem Bereich abdichtet, in dem das Geberelement angeordnet ist, und die separat vom Gehäuse ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich einfach die Möglichkeit, die Membran mit¬ tels eines vom Gehäuse verschiedenen Herstellungsverfahrens herzustellen, so zum Beispiel durch Rollen oder Walzen oder gegebenenfalls Stampfen, was dann einfach ermöglicht, die Membran mit einer sehr geringen Stärke auszubilden und dennoch die benötigten Eigenschaften , wie Fluiddichtigkeit , zu gewährleisten .
Das Vorsehen der Membran ermöglicht so den Abstand zwischen Geberelement und Sensorelement für die benötigten Sensierung- sanforderungen geeignet gering zu wählen, was beispielsweise vorteilhaft einen Einsatz eines AMR oder Hall-basierten Positionssensors ermöglicht, der besonders kostengünstig ist.
Ferner ist so lediglich eine statische Dichtung notwendig, um in Bezug auf den Einsatz des Positionssensors die Fluiddich¬ tigkeit des Gehäuseinnenraums zu gewährleisten. Eine derarti¬ ge statische Dichtung ist weit zuverlässiger und weniger aufwändig als eine dynamische Dichtung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat die Membran eine Stärke von maximal in etwa 0,8 Millimeter. Auf diese Weise ist sie zuverlässig herstellbar und somit kann ein gegebenenfalls geringer notwendiger Abstand zwischen Geberelement und Sensorelement sicher eingehalten werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran eine mikroporöse Membran, die dampfdurchlässig ist. Auf diese Weise ist zusätzlich zum Sicher- stellen der Fluiddichtigkeit ein Druckausgleich zwischen Gehäuseinnenraum und den ihn umgebenden Bereich außerhalb des Gehäuses möglich. Auf diese Weise kann dann auch bei bei¬ spielsweise größeren Temperaturschwankungen sichergestellt werden, dass zu hohe Druckspitzen innerhalb des Gehäuseraums vermieden werden, die zu einer Beschädigung von im Gehäuseinnenraum angeordneten Elementen, wie beispielsweise einem Leiterträger führen könnten. Darüber hinaus kann so auch gegebenenfalls eine durch entsprechende Druckspitzen hervorgerufene Beschädigung der Membran zuverlässig vermieden werden. In diesem Zusammenhang ist als Membran eine mikroporöse Membran bevorzugt, die dampfdurchlässig ist. Sie ist somit undurch¬ lässig für Fluid aufgrund ihrer Mikroporosität und anderer¬ seits durchlässig für Dampf und kann somit einen Druckaus¬ gleich einfach herbeiführen. So kann auf eine zusätzliche Ausnehmung des Gehäuses für den Druckausgleich verzichtet werden .
Bevorzugt ist die Membran in diesem Zusammenhang aus mechanisch expandiertem Polytetrafluorethylen ausgebildet. Es hat sich hier gezeigt, dass dies besonders gut für diesen Einsatzzweck geeignet ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Geberelement auf einem Mitnehmerelement angeordnet, das in der Ausnehmung des Gehäuses gelagert ist. So ist ein besonders einfaches mechanisches Koppeln eines Elements möglich, dessen Position dann sensiert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mitnehmerelement so ausgebildet und angeordnet, dass es die Membran vor mechanischen Einwirkungen und/oder Verschmutzung schützt. Auf diese Weise übernimmt es eine Doppelfunktion und trägt so zum einfachen Aufbau der Steuervorrichtung bei und schützt die Membran vor mechanischen Einwirkungen und/oder Verschmutzung .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran mit dem Gehäuse durch Laserschweißen gekoppelt. So ist einfach und präzise ein sehr kompakter Aufbau ermöglicht .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran mit dem Gehäuse heiß verstemmt. Dies er¬ möglicht eine besonders geringe Stärke der Membran.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran auf einem Ringelement angeordnet, das mit dem Gehäuse gekoppelt ist. So ist besonders bei der Her¬ stellung der Steuervorrichtung eine besonders einfache Handhabbarkeit bei der Montage der Membran auf oder im Gehäuse gewährleistet .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ansicht einer Steuervorrichtung,
Figur 2 eine zweite Ansicht der Steuervorrichtung,
Figur 3 eine erste Schnittdarstellung der Steuervorrichtung,
Figur 4 eine zweite Schnittdarstellung der Steuervorrichtung und Figur 5 eine weitere Schnittdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Steuervorrichtung.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine Steuervorrichtung, ist bevorzugt zum Steuern eines Schaltgetriebes eines Fahrzeugs eingesetzt. Für den bestim¬ mungsgemäßen Betrieb ist sie in einem Fahrzeug montiert und zwar bevorzugt so, dass ein Gestänge eines Wählhebels für die Schaltstellung eines automatisierten Schaltgetriebes mechanisch mit der Steuervorrichtung koppelbar ist. Die Steuervorrichtung kann jedoch auch für beliebige andere Zwecke einge¬ setzt werden, wie beispielsweise zum Steuern einer Brennkraftmaschine oder weiterer Aktuatoren, die im Fahrzeug ange¬ ordnet sind. Darüber hinaus kann sie auch für andere Steuer¬ zwecke eingesetzt werden, die dem Fachmann bekannt sind.
Bezüglich ihres Einsatzes zum Steuern des Schaltgetriebes sind der Steuervorrichtung bevorzugt verschiedene Sensoren, wie unter anderem ein Positionssensor, zugeordnet und auch entsprechende Aktuatoren, mittels derer vorgegebene Überset¬ zungsverhältnisse des Schaltgetriebes eingestellt werden kön¬ nen. Grundsätzlich ist der Steuervorrichtung unabhängig von ihrem Einsatz bevorzugt mindestens ein Aktuator zugeordnet, und sie ist bevorzugt zum Erzeugen eines Steuersignals für den mindestens einen Aktuator ausgebildet. Grundsätzlich kann der mindestens eine Aktuator auch eine Ausgabeeinheit sein.
Die Steuervorrichtung (Figur 1) umfasst ein Gehäusegrundteil 1, das bevorzugt aus Metall ausgebildet ist und bevorzugt ei¬ ne gute Wärmeleitfähigkeit zum Abführen von Wärme hat, die innerhalb der Steuervorrichtung erzeugt wird. In diesem Zusammenhang weist das Gehäusegrundteil 1 auch bevorzugt Kühl¬ rippen 6 auf, die zum Vergrößern der Oberfläche des Gehäuse¬ grundteils 1 vorgesehen sind.
Ferner umfasst die Steuervorrichtung auch einen Gehäusedeckel 2, der dichtend mit dem Gehäusegrundteil 1 gekoppelt ist, so zum Beispiel durch Vorsehen einer umlaufenden Einlegedichtung zwischen dem Gehäusegrundteil 1 und dem Gehäusedeckel 2.
Bevorzugt ist das Gehäusegrundteil 1 von einem Stecker 4 zur elektrischen Kontaktierung der Steuervorrichtung von außen (Figur 2) durchdrungen.
Die Steuervorrichtung umfasst einen Gehäuseinnenraum 8, der vom Gehäusegrundteil 1 und Gehäusedeckel 2 umfasst ist. Der Gehäuseinnenraum 8 ist fluiddicht zur Umgebung der Steuervorrichtung abgedichtet. Im Gehäuseinnenraum 8 ist ein Leiterträger 10 angeordnet, der bevorzugt am Gehäusegrundteil 1 fi¬ xiert ist. Er ist bevorzugt auf das Gehäusegrundteil 1 aufla¬ miniert und gut thermisch mit dem Gehäusegrundteil 1 gekop¬ pelt, um so eine gute Wärmeabfuhr zu gewährleisten. Je nach Ausbildung des Leiterträgers 10 kann dieser auf unterschied¬ liche Art und Weise am Gehäusegrundteil 1 fixiert sein. Der Leiterträger 10 ist bevorzugt als Keramik-Leiterträger ausgebildet, kann jedoch auch auf eine andere für diese Zwecke be¬ kannte Art und Weise ausgebildet sein, wie beispielsweise als PCB-Leiterplatte . Ferner sind auf dem Leiterträger 10 elekt¬ rische oder elektronische Bauelemente angeordnet, was auch die Anordnung von integrierten Schaltkreisen und Bauelementen umfasst . Der Positionssensor kann zum Erfassen einer rotatorischen o- der auch translatorischen Position ausgebildet sein. Er ist zum Erfassen einer rotatorischen Position ausgebildet. Der Positionssensor umfasst ein Geberelement 12 und ein Sensorelement 14, das bevorzugt auf einem Sensorchip integriert ist. Das Sensorelement 14 ist auf dem Leiterträger 10 ange¬ ordnet .
Der Positionssensor beruht hierbei auf einem berührungslosen Sensierungsprinzip . Das Geberelement 12 ist beispielsweise als Permanentmagnet ausgebildet. Das Sensorelement 14 ist be¬ vorzugt ein Hall-basiertes-Element oder ein AMR- Sensorelement . Durch Verändern der Position des Geberelements 12 ändert sich somit die magnetische Flussdichte, die das Hall-basierte-Element in einer Ebene beispielsweise senkrecht zur Stirnseite des Geberelements 12 durchsetzt. Im Falle des AMR-Messprinzips wird dann eine Richtung der magnetischen Feldstärke zum Ermitteln der Position des Geberelements 12 erfasst .
Das Geberelement 12 ist in einer Ausnehmung 16 des Gehäuses angeordnet und zwar auf einem Mitnehmerelement 18, das so an¬ geordnet ist, dass es eine rotatorische oder translatorische Bewegung durchführen kann. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Mitnehmerelement so ausgebildet und angeordnet, dass es eine rotatorische Bewegung, bezogen auf eine Achse 28, durchführen kann. Das Mitnehmerelement ist ferner dazu ausge¬ bildet ein Wellenende formschlüssig aufzunehmen und somit seine Position abhängig von einer Rotation der Welle zu verändern. Die Welle ist bevorzugt Teil eines Schaltgestänges eines Wählhebels. Das Mitnehmerelement 18 ist bevorzugt mittels einer Ringplat¬ te 20 zwischen dieser und dem Gehäusedeckel 2 drehbar gela¬ gert. Die Ringplatte 20 ist bevorzugt mittels mindestens ei¬ nes Befestigungsmittels 24 am Gehäusedeckel 2 fixiert.
Das Geberelement 12 ist auf einer dem Sensorelement 14 hinge¬ wandten Seite 26 des Mitnehmerelements 18 angeordnet. Zwi¬ schen Geberelement 12 und Sensorelement 14 ist eine Membran 30 angeordnet und zwar derart, dass sie die Ausnehmung 16 fluiddicht vom Gehäuseinnenraum 8 abdichtet. Die Membran ist eine dünne Trennwand.
Die Membran hat bevorzugt eine Stärke und zwar bezogen auf die Achse 28 von in etwa maximal 0,8 Millimeter. Je nach den Gegebenheiten kann die Membran auch eine deutlich geringere Stärke aufweisen so zum Beispiel bevorzugt zwischen in etwa 0,1 und 0,3 Millimetern und insbesondere zwischen in etwa 0,2 und 0,3 Millimeter. Sie ist als separates Teil separat zum Gehäusedeckel 2 ausgebildet und an diesem beispielsweise mit¬ tels einer Schweißnaht 32 (Figur 4) fixiert, die bevorzugt mittels Laserschweißen oder auch Reibschweißen hergestellt ist .
Der Gehäusedeckel 2 ist bevorzugt ein Spritzteil und ist bei¬ spielsweise aus Kunststoff hergestellt. Er kann jedoch auch aus einem anderen Material, wie zum Beispiel Metall, insbe¬ sondere Aluminium hergestellt sein. Bevorzugt ist das Gehäu¬ seteil aus Aluminium hergestellt und ist beispielsweise mit¬ tels Druckguss oder Extrudierprofil hergestellt. Das Gehäuse¬ grundteil 1 kann auch aus Kunststoff oder auch aus Aluminium, insbesondere in Form eines Aluminiumdruckgussteils, herge¬ stellt sein. Die Membran 30 ist bevorzugt mittels Rollens oder Walzens hergestellt. Sie kann beispielsweise auch ein nichtferro- magnetisches Material, wie zum Beispiel Aluminium umfassen. Sie ist bevorzugt mit einer geeignet geringen Stärke ausge¬ bildet, bei der ein geforderter Grad an Fluiddichtigkeit ge¬ währleistet ist und die Membrane andererseits die benötigten mechanischen Eigenschaften für ihren Einsatz in der Steuervorrichtung aufweist. Das Geberelement 12 und das Sensorele¬ ment 14 sind bevorzugt im Wesentlichen zueinander fluchtend, insbesondere im Hinblick auf die Achse 28, angeordnet, wie es beispielsweise anhand der Figur 4 dargestellt ist.
Besonders bevorzugt weist das Geberelement 12 bezogen auf die Achse 28 einen Abstand zum Sensorelement 14 von in etwa 0,5 Millimetern auf. Der Abstand kann jedoch auch etwas geringer oder auch je nach Anwendung noch deutlich höher sein und zum Beispiel bis zu in etwa einem Millimeter oder gegebenenfalls auch bis zu in etwa zwei Millimeter betragen.
Bevorzugt ist die Membran eine mikroporöse Membran, die dampfdurchlässig ist. Dabei sind die Poren der mikroporösen Membran so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen undurchläs¬ sig für Fluid insbesondere für Fluidtropfen sind jedoch den Durchlass von Dampf ermöglichen. Derartige mikroporöse Memb¬ rane können beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie in etwa 9 Milliarden Poren pro Quadratzoll aufweisen und jede von ihnen ungefähr 20.000 mal kleiner ist als ein Wassertrop¬ fen. Die Membran 30 ist somit atmungsfähig. Besonders bevorzugt ist die mikroporöse Membran als mechanisch expandiertes Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet. Dies kann beispielsweise eine Stärke von 0,1 bis 0,3 Millimeter aufweisen. Die Membran 30 kann auch mittels Heißverstemmens am Gehäuse- deckel 2 fixiert sein oder grundsätzlich auch mit diesem mittels einer Klebverbindung gekoppelt sein.
Alternativ kann die Membran 30 auch an einem Ringelement 34 (siehe Figur 5) fixiert sein und auf dieses gespannt sein und auch mittels eines der oben bereits offenbarten Verbindungs¬ oder Fixierverfahren am Ringelement fixiert sein, wobei dann das Ringelement am Gehäusedeckel 2 befestigt ist und zwar e- benfalls mittels eines der oben beschriebenen Verbindungs¬ oder Fixierverfahren.
Insbesondere wenn die Membran eine mikroporöse Membran ist, die dampfdurchlässig ist, kann vermieden werden, dass im Ge¬ häuse eine weitere Ausnehmung vorgesehen sein muss, die nur zum Zwecke der Aufnahme eines druckausgleichenden Elements vorgesehen sein muss. Die Membrane kann so eine Mehrfachfunktion wahrnehmen und diese Ausgestaltung trägt somit besonders zu einem kostengünstigen und kompakten Aufbau der Steuervorrichtung bei.
AMR und auch Hall-basierte Positionssensoren zeichnen sich durch eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Robustheit und ande¬ rerseits auch durch ihre Kostengünstigkeit aus. Durch das Vorsehen des Mitnehmers 18 ist auch ein mechanischer Schutz vor Verschmutzung der Membran 30 besonders einfach sichergestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Steuervorrichtung mit einem Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum (8) umfasst, in dem ein Sensorelement (14) eines Po¬ sitionssensors angeordnet ist, und einem Geberelement (12) des Positionssensors, das außerhalb des Gehäuseinnenraums (8) angeordnet ist, wobei zwischen Geberelement (12) und Sensor¬ element (14) an einer Ausnehmung (16) des Gehäuses eine Memb¬ ran (30) angeordnet ist, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den Gehäuseinnenraum (8) fluiddicht von einem Bereich abdichtet, in dem das Geberelement (12) angeordnet ist, und die separat vom Gehäuse ausgebildet ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Membran (30) eine Stärke von maximal 0,8 Millimetern hat.
3. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Membran (30) eine mikroporöse Membran ist, die dampfdurchlässig ist.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Membran (30) aus mechanisch expandierten Polytetrafluorethylen besteht .
5. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Geberelement (12) auf einem Mitnehmerelement (18) angeordnet ist, das in der Ausnehmung (16) des Gehäuses gela¬ gert ist.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, bei dem das Mitnehmerelement so ausgebildet und angeordnet ist, dass es die Mem¬ bran (30) vor mechanischen Einwirkungen und/oder Verschmutzung schützt .
7. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Membran (30) mit dem Gehäuse durch Laserschweißen gekoppelt ist.
8. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Membran (30) mit dem Gehäuse heißverstämmt ist.
9. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Membran (30) auf einem Ringelement (34) angeord¬ net ist, das mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
PCT/EP2007/054890 2006-06-29 2007-05-21 Steuervorrichtung WO2008000553A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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