WO2008009662A1 - Sensorvorrichtung zum erfassen einer relativen position - Google Patents

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WO2008009662A1
WO2008009662A1 PCT/EP2007/057342 EP2007057342W WO2008009662A1 WO 2008009662 A1 WO2008009662 A1 WO 2008009662A1 EP 2007057342 W EP2007057342 W EP 2007057342W WO 2008009662 A1 WO2008009662 A1 WO 2008009662A1
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WO
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sensor
housing
sensor device
sensor element
transmitter
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/057342
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Ante
Stephan Heinrich
Andreas Ott
Willibald Reitmeier
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
    • G01D5/06—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means acting through a wall or enclosure, e.g. by bellows, by magnetic coupling

Definitions

  • the invention relates to a sensor device for detecting a relative position of a first and a second body to each other.
  • the invention relates to a sensor device for detecting a shearing movement of the two bodies relative to one another or for detecting a distance of the two bodies from one another.
  • the detection of the shearing motion or the distance may be affected by debris getting into an area of the sensor device between the two bodies.
  • the object of the invention is to provide a sensor device which is reliable and which is easy to assemble.
  • the invention is characterized by a sensor device for detecting a relative position of a first and a second body to each other.
  • the sensor device comprises a sensor element, a transmitter element and a connecting element.
  • the sensor element is mechanically LAD ⁇ Pelbar to the first body, so that a position of the sensor element is representa tive ⁇ for a position of the first body.
  • the Geberele ⁇ ment is mechanically coupled to the second body, so that a position of the donor element is representative of a position of the second body.
  • the connecting element is formed elastically.
  • the connecting element encloses fer ⁇ ner a gap between the sensor element and the transmitter element or sealingly fills this gap in a sealing manner.
  • the sensor element is so formed that a Messsig ⁇ nal of the sensor element is dependent on the relative ⁇ positi on of the donor element to the sensor element.
  • the advantage is that the sensor element and the transmitter element are ⁇ by providing the connecting member so verbun each other so that these elements educational a common structural unit, and the sensor device characterized integrally.
  • Such a one-piece sensor device is easy to handle and easy to install.
  • the sensor device further there is a possibility the sensor element and the sensor element in the manufacture of the sensor device to be disposed in a predetermined rest position to each other and to calibrate the sensor device relative to this predetermined Ru ⁇ heposition. This saves work and thus costs after assembly of the sensor device. Furthermore, such a calibrated sensor device is particularly precise.
  • the connecting element is further ensured that no dirt between the sensor element and the donor ⁇ element can get. This prevents the He ⁇ summarize the relative position is affected by the dirt.
  • the sensor device can thereby be permanently reliable.
  • the elastic design of the Verbin ⁇ manure elements, the sensor element and the sensor element are arranged to each other ⁇ movable so that a shearing motion and / or a change of a distance of the transmitter element and the sensor element to each other is possible.
  • the transmitter element is a magnet and the sensor element is a Hall sensor. This is particularly advantageous for a Erfas ⁇ sen of the shearing motion of the donor element sorelement relative to the transmitter. Furthermore, such a sensor device is particularly simple and reliable.
  • the transmitter element is an electrically conductive body and the sensor element is a magnetic coil.
  • the sensor element is a magnetic coil.
  • the connecting element is an elastomeric body which fills the intermediate space between the sensor element and the transmitter element.
  • the Geberele ⁇ ment and / or the sensor element are embedded in the elastomeric body.
  • the transmitter element and / or the sensor element are cast into the elastomer body or the transmitter element and / or the sensor element are encapsulated with the elastomer of the connecting element.
  • the sensor device is so very easy and inexpensive to produce.
  • the connecting element is a corrugated membrane which sealingly encloses the intermediate space between the sensor element and the transmitter element.
  • the sensor device comprises at least one Monta ⁇ mate, which is provided between a donor element housing, in which the donor element is arranged, and a sensor element housing, in which the sensor element is arranged, for receiving between the donor element housing and the sensor element housing acting axial forces during assembly of the sensor device.
  • the assembly aid ⁇ a segment ring or mounting clip. This is very easy.
  • a segment ring or mounting clip can be designed and arranged on the sensor device such that the mounting aid can be removed very easily after assembly.
  • the sensor device comprises a GeberelementgePFu ⁇ se, in which the transmitter element is arranged, and the sensor device comprises a sensor element housing, in which the sensor element is arranged.
  • the encoder element housing and / or the sensor element housing have at least one Klippverschluß on fastening the donor element housing or the sensor element ⁇ housing as the first or the second body by clipping.
  • the sensor device comprises a GeberelementgePFu ⁇ SE, in which the transmitter element is arranged, and the sensor device comprises a sensor element housing, in which the sensor element is arranged senor.
  • the donor element housing and / or the sensor element housing have at least one fastening tab on ⁇ for attaching the transducer element housing Bezie ⁇ hung example of the sensor element housing at the first Bezie ⁇ hung as the second body by screwing.
  • the sensor device is so easy and reliable to the respective body mountable.
  • the sensor device comprises a GeberelementgePFu ⁇ SE, in which the transmitter element is arranged, and the sensor device comprises a sensor element housing, in which the sensor element is arranged senor.
  • the transmitter element housing and / or the sensor element housing are designed for fastening the transmitter element housing or the SensorelementgePFu ⁇ ses on the first or on the second body by pressing into a recess of the respective body.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the sensor device
  • Figure 2 shows a second embodiment of the sensor device
  • FIG 3 shows a third embodiment of the sensor device.
  • a first embodiment of the sensor device comprises a sensor element 1, which is arranged in a sensor element housing 2 angeord ⁇ net, and a donor element 3, the housing in a Geberelementge- 4 is arranged ( Figure 1).
  • the sensor device further comprises a connecting element 5, which is elastically refined ⁇ forms and encloses a gap between the sensor element 1 and the donor element 3 sealing or you ⁇ tend fills.
  • the sensor device is designed such that a measurement signal of the sensor element 1 is dependent on a relative position of the encoder element 3 to the sensor element 1.
  • the sensor element 1 is designed, for example, as a Hall sensor 6.
  • the transmitter element 3 is designed, for example, as a magnet 7.
  • the Hall sensor 6 detects a current position of the magnet 7 depending on a magnetic field which is generated by the magnet 7 and which penetrates the Hall sensor 6.
  • the sensor apparatus is particularly suitable for detecting the shearing movement between the magnet 7 and the Hall sensor 6.
  • the relative position is Auslenkungsbe ⁇ range from about one to five millimeters to a predetermined rest position very accurately detectable in particular in a.
  • the sensor element 1 may also be formed as a magnetic coil.
  • the transmitter element 3 is then formed as a elekt ⁇ driven conductive body.
  • An alternating magnetic field is he witnesses ⁇ by appropriate actuation of the solenoid coil, which produces a vortex Ström in the electrically conductive body.
  • the alternating magnetic field is attenuated.
  • the distance between the transmitter element 3 and the sensor element 1 can thus be detected as a function of the damping of the alternating magnetic field.
  • Such a sensor device is therefore especially suitable for detecting a distance or a proximity ⁇ tion of the transmitter element 3 and the sensor element. 1
  • the connecting element 5 is preferably designed as a Elastomerkör ⁇ per 8.
  • different materials for the Elasto ⁇ mer are suitable. The higher, for example, the forces that may possibly act on the sensor device, the stiffer the elastomer can be selected.
  • Prefers the stiffness of the elastomer is chosen so that the Ver ⁇ change in the relative position between the sensor element 1 and the transmitter element 3 through the connecting element 5 in the We ⁇ sentlichen is unaffected.
  • the elastomer body 8 may be made of silicone, fluoropolymer rubber, or short: FKM, ethylene-propylene-diene rubber, or EPDM for short, acrylonitrile-butadiene rubber, or NBR for short, or one or be prepared several other elastomers.
  • the sensor element 1 and the transmitter element 3 are preferably cast in each case in a potting compound 9 in the sensor element housing 2 or in the transmitter element housing 4. Be ⁇ it is particularly advantageous if the potting compound 9 is formed by the elastomer body 8.
  • the transmitter are sorelement 1 and / or the sensor element 3 is poured into the Elastomerkör ⁇ per 8 or encapsulated by the elastomer of the elastomeric body. 8 Characterized the sensor element 1 are rela ⁇ hung as the transmitter element 3 embedded in the elastomer body 8 turned ⁇ .
  • the potting compound 9 may also be formed by another material.
  • a plug 10 for electrically contacting the sensor device and possibly also an electronic sensor circuit is cast in the potting compound 9 in the sensor element housing 2.
  • a cable may also be cast into the potting compound 9 or otherwise fixed to the sensor element housing 2 for contacting the sensor device.
  • the sensor device serves to detect a relative position of two bodies with respect to one another, which is variable, in particular, by the shearing movement or by the change in the distance between the sensor element 3 and the sensor element 1.
  • the sensing element housing 2 is to be mechanically coupled with a first body 12 and is preferably introduced in an off ⁇ recess 11 of the first body 12 and possible attached to this without play.
  • a position of the sensor element 1 is representative of a position of the first body 12.
  • the donor element housing 4 is correspondingly mecha ⁇ cally to a second body 14 coupled to and is preference, in a recess 13 of the second body 14 is ⁇ introduced and, if possible without play against attached to this.
  • a position of the transmitter element 3 is representative of a position of the second body 14.
  • the sensing element housing 2 for example Minim ⁇ least purpose has a fastening tab 15 through which the Sensorele ⁇ ment housing 2 is fixed to the first body 12 by screwing by means of at least a screw 16.
  • the encoder element housing 4 is for example in the recess 13 of the second body 14 pressed so that no further fastening means is required.
  • a mounting aid 17 which is designed such that during the assembly occurring axial forces Zvi ⁇ rule the sensor element housing 2 and the transmitter element housing
  • the mounting aid 17 is further preferred as being ⁇ is that it is removable from the sensor device after the assembly of the sensor device simple, for example by breaking, cutting, milling, or cutting.
  • the mounting aid 17 is preferably formed as a segmented ring or Monta ⁇ clipped, which is arranged between the donor element housing 4 and the sensor element housing 2 and is easy to remove after assembly, for example by bending and peeling or canceling the segment ring or Montageklipps. After removal of the mounting aid 17, the transmitter element housing 4 and the sensor element housing 2 are then mutually movable together with the respective body.
  • the elastically formed connecting element 5 allows that shearing motion and / or variation of the distance of the first body 12 and second body 14 and thus of the Sen ⁇ sorelements 1 and the sensor element 3 to each other.
  • Figure 2 shows a second embodiment of the sensor device, which essentially differs from the first embodiment of the sensor device according to Figure 1 that the transmitter element housing 4 which has at least a Fixed To ⁇ supply flap 15 and through the at least one screw be 16 to the second body is fastened and that the sensor element housing 2 is pos ⁇ lichst no play in the recess 11 of the first body 12 without additional fastening means.
  • the sensor element housing 2 is pressed into the recess 11 of the first body 12.
  • FIG 3 shows a third embodiment of the sensor device which differs from the first embodiment of the sensor device according to Figure 1 substantially in that, instead of the elastomer body 8 is a corrugated diaphragm is seen 18 before ⁇ which forms the connecting element. 5
  • the corrugated membrane 18 is formed so that a shearing movement and / or a change in the distance in the axial direction between the encoder element 3 and the sensor element 1 is possible.
  • the corrugated membrane 18 is formed and arranged so that it encloses the gap between the sensor element 1 and the donor element 3 in a sealing manner. This reliably prevents dirt from getting into this space, the A ⁇ penetrate.
  • both the sensor element housing 2 and the encoder element housing 4 each have at least one Have fastening tab 15 and that both the sensor ⁇ element housing 2 and the encoder element housing 4 by ⁇ at least one screw 16 to the respective body be ⁇ festigbar.
  • both the sensor element housing 2 and the encoder element housing 4 in the respective recess of the respective body are einpress ⁇ bar.
  • the connecting element 5 can also be designed differently.
  • At least one clip closure can be provided on the sensor element housing 2 and / or on the transmitter element housing 4 for fastening the transmitter element housing 4 or the sensor element housing 2 to the respective body by clipping.
  • a sensor device is mon ⁇ tierbar loading Sonder simply and without additional fasteners.
  • the transmitter element 3 and the sensor element 1 are preferably already arranged in a predetermined rest position relative to one another by the connecting element 5 during the production of the sensor device.
  • the sensor device is preferably already in their Her ⁇ position with respect to the predetermined rest position riert first calibrated. As a result, if appropriate, the calibration of the sensor device after mounting the sensor device on the first and the second body 12, 14 can be dispensed with.

Abstract

Eine Sensorvorrichtung umfasst ein Sensorelement (1), ein Geberelement (3) und ein Verbindungselement (5). Das Sensorelement (1) ist mechanisch mit einem ersten Körper (12) koppelbar, so dass eine Position des Sensorelements (1) repräsentativ ist für eine Position des ersten Körpers (12). Das Geberelement (3) ist mechanisch mit einem zweiten Körper (14) koppelbar, so dass eine Position des Geberelements (3) repräsentativ ist für eine Position des zweiten Körpers (14). Das Verbindungselement (5) ist elastisch ausgebildet. Das Verbindungselement (5) umschließt ferner einen Zwischenraum zwischen dem Sensorelement (1) und dem Geberelement (3) dichtend oder füllt diesen Zwischenraum dichtend aus.

Description

Beschreibung
Sensorvorrichtung zum Erfassen einer relativen Position
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer relativen Position eines ersten und eines zweiten Körpers zueinander. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Scherbewegung der beiden Körper zueinander oder zum Erfassen eines Abstands der beiden Körper zueinander.
Das Erfassen der Scherbewegung oder des Abstands kann jedoch durch Schmutz beeinträchtigt werden, der in einem Bereich der Sensorvorrichtung zwischen die beiden Körper gelangt.
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Sensorvorrichtung zu schaffen, die zuverlässig ist und die einfach montierbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer relativen Position eines ersten und eines zweiten Körpers zueinander. Die Sensorvorrichtung umfasst ein Sensorelement, ein Geberelement und ein Verbindungselement. Das Sensorelement ist mechanisch mit dem ersten Körper kop¬ pelbar, so dass eine Position des Sensorelements repräsenta¬ tiv ist für eine Position des ersten Körpers. Das Geberele¬ ment ist mechanisch mit dem zweiten Körper koppelbar, so dass eine Position des Geberelements repräsentativ ist für eine Position des zweiten Körpers . Das Verbindungselement ist e- lastisch ausgebildet. Das Verbindungselement umschließt fer¬ ner einen Zwischenraum zwischen dem Sensorelement und dem Geberelement dichtend oder füllt diesen Zwischenraum dichtend aus. Das Sensorelement ist so ausgebildet, dass ein Messsig¬ nal des Sensorelements abhängig ist von der relativen Positi¬ on des Geberelements zu dem Sensorelement. Der Vorteil ist, dass durch Vorsehen des Verbindungselements das Sensorelement und das Geberelement so miteinander verbun¬ den sind, dass diese Elemente eine gemeinsame Baueinheit bil- den und die Sensorvorrichtung dadurch einteilig ist . Eine solche einteilige Sensorvorrichtung ist einfach handhabbar und einfach montierbar. Durch die Einteiligkeit der Sensorvorrichtung besteht ferner die Möglichkeit, das Geberelement und das Sensorelement bei der Herstellung der Sensorvorrich- tung in einer vorgegebenen Ruheposition zueinander anzuordnen und die Sensorvorrichtung in Bezug auf diese vorgegebene Ru¬ heposition zu kalibrieren. Dies erspart Arbeit und somit auch Kosten nach der Montage der Sensorvorrichtung. Ferner ist eine so kalibrierte Sensorvorrichtung besonders präzise. Durch Vorsehen des Verbindungselements ist ferner sichergestellt, dass kein Schmutz zwischen das Sensorelement und das Geber¬ element gelangen kann. Dadurch wird verhindert, dass das Er¬ fassen der relativen Position durch den Schmutz beeinträchtigt wird. Die Sensorvorrichtung kann dadurch dauerhaft zu- verlässig sein. Durch die elastische Ausbildung des Verbin¬ dungselements sind das Geberelement und das Sensorelement zu¬ einander bewegbar angeordnet, so dass eine Scherbewegung und/oder eine Veränderung eines Abstands des Geberelements und des Sensorelements zueinander möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung ist das Geberelement ein Magnet und ist das Sensorelement ein Hallsensor. Dies ist insbesondere vorteilhaft für ein Erfas¬ sen der Scherbewegung des Geberelements relativ zu dem Sen- sorelement. Ferner ist eine solche Sensorvorrichtung besonders einfach und zuverlässig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung ist das Geberelement ein elektrisch leitender Körper und ist das Sensorelement eine Magnetspule. Dies ist insbe¬ sondere vorteilhaft für ein Erfassen des Abstands oder einer Näherung zwischen dem Geberelement und dem Sensorelement. Ferner ist eine solche Sensorvorrichtung besonders einfach und zuverlässig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvor- richtung ist das Verbindungselement ein Elastomerkörper, der den Zwischenraum zwischen dem Sensorelement und dem Geberelement ausfüllt. Dies hat den Vorteil, dass eine solche Sensor¬ vorrichtung besonders einfach und zuverlässig ist. Das Ein¬ dringen von Schmutz in den Zwischenraum kann so besonders zu- verlässig verhindert werden. Ferner kann eine Steifigkeit des Verbindungselements sehr einfach durch Wahl eines geeigneten Materials für den Elastomerkörper an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Ferner ist eine solche Sensorvorrich¬ tung einfach und preisgünstig herstellbar.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Geberele¬ ment und/oder das Sensorelement in dem Elastomerkörper eingebettet sind. Insbesondere sind das Geberelement und/oder das Sensorelement in den Elastomerkörper eingegossen oder sind das Geberelement und/oder das Sensorelement mit dem Elastomer des Verbindungselements umspritzt. Die Sensorvorrichtung ist so besonders einfach und preisgünstig herstellbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvor- richtung ist das Verbindungselement eine Wellmembran, die den Zwischenraum zwischen dem Sensorelement und dem Geberelement dichtend umschließt. Eine solche Sensorvorrichtung ist ein¬ fach und zuverlässig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung umfasst die Sensorvorrichtung mindestens eine Monta¬ gehilfe, die zwischen einem Geberelementgehäuse, in dem das Geberelement angeordnet ist, und einem Sensorelementgehäuse, in dem das Sensorelement angeordnet ist, vorgesehen ist zum Aufnehmen von zwischen dem Geberelementgehäuse und dem Sensorelementgehäuse wirkenden axialen Kräften während einer Montage der Sensorvorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass die Sensorvorrichtung so besonders einfach handhabbar und beson- ders einfach montierbar ist. Daher kann so zuverlässig eine Beschädigung der Sensorvorrichtung während der Montage verhindert werden.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Montage¬ hilfe ein Segmentring oder Montageklipp ist. Dies ist besonders einfach. Insbesondere kann ein solcher Segmentring oder Montageklipp so ausgebildet und an der Sensorvorrichtung angeordnet werden, dass die Montagehilfe sehr einfach nach der Montage entfernbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung umfasst die Sensorvorrichtung ein Geberelementgehäu¬ se, in dem das Geberelement angeordnet ist, und umfasst die Sensorvorrichtung ein Sensorelementgehäuse, in dem das Sensorelement angeordnet ist. Das Geberelementgehäuse und/oder das Sensorelementgehäuse weisen mindestens einen Klippver- schluss auf zum Befestigen des Geberelementgehäuses bezie¬ hungsweise des Sensorelementgehäuses an dem ersten bezie- hungsweise dem zweiten Körper durch Anklippen. Der Vorteil ist, dass die Sensorvorrichtung dadurch einfach und zuverlässig an dem jeweiligen Körper montierbar ist. Ferner ist die Sensorvorrichtung so ohne Werkzeug und ohne sonstige Befesti¬ gungsmittel an dem jeweiligen Körper montierbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung umfasst die Sensorvorrichtung ein Geberelementgehäu¬ se, in dem das Geberelement angeordnet ist, und umfasst die Sensorvorrichtung ein Sensorelementgehäuse, in dem das Sen- sorelement angeordnet ist. Das Geberelementgehäuse und/oder das Sensorelementgehäuse weisen mindestens eine Befestigungs¬ lasche auf zum Befestigen des Geberelementgehäuses bezie¬ hungsweise des Sensorelementgehäuses an dem ersten bezie¬ hungsweise dem zweiten Körper durch Anschrauben. Die Sensor- Vorrichtung ist so einfach und zuverlässig an dem jeweiligen Körper montierbar. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensorvorrichtung umfasst die Sensorvorrichtung ein Geberelementgehäu¬ se, in dem das Geberelement angeordnet ist, und umfasst die Sensorvorrichtung ein Sensorelementgehäuse, in dem das Sen- sorelement angeordnet ist. Das Geberelementgehäuse und/oder das Sensorelementgehäuse sind ausgebildet zum Befestigen des Geberelementgehäuses beziehungsweise des Sensorelementgehäu¬ ses an dem ersten beziehungsweise an dem zweiten Körper durch Einpressen in eine Ausnehmung des jeweiligen Körpers. Dadurch ist die Sensorvorrichtung einfach und zuverlässig ohne sons¬ tige Befestigungsmittel an dem jeweiligen Körper montierbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform der Sensorvorrichtung,
Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Sensorvorrichtung und
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine erste Ausführungsform der Sensorvorrichtung umfasst ein Sensorelement 1, das in einem Sensorelementgehäuse 2 angeord¬ net ist, und ein Geberelement 3, das in einem Geberelementge- häuse 4 angeordnet ist (Figur 1) . Die Sensorvorrichtung umfasst ferner ein Verbindungselement 5, das elastisch ausge¬ bildet ist und das einen Zwischenraum zwischen dem Sensorelement 1 und dem Geberelement 3 dichtend umschließt oder dich¬ tend ausfüllt. Die Sensorvorrichtung ist so ausgebildet, dass ein Messsignal des Sensorelements 1 abhängig ist von einer relativen Position des Geberelements 3 zu dem Sensorelement 1. Das Sensorelement 1 ist beispielsweise als ein Hallsensor 6 ausgebildet. Das Geberelement 3 ist beispielsweise als ein Magnet 7 ausgebildet. Der Hallsensor 6 erfasst eine aktuelle Position des Magnets 7 abhängig von einem Magnetfeld, das durch den Magnet 7 erzeugt wird und das den Hallsensor 6 durchdringt. Eine Verschiebung des Magnets 7 parallel zu dem Hallsensor 6, also eine Scherbewegung, bewirkt eine Verände¬ rung des Magnetfelds, das den Hallsensor 6 durchdringt. Die Sensorvorrichtung ist so besonders geeignet zum Erfassen der Scherbewegung zwischen dem Magnet 7 und dem Hallsensor 6. Die relative Position ist insbesondere in einem Auslenkungsbe¬ reich von etwa ein bis fünf Millimetern um eine vorgegebene Ruheposition sehr präzise erfassbar.
Jedoch kann das Sensorelement 1 ebenso als eine Magnetspule ausgebildet sein. Das Geberelement 3 ist dann als ein elekt¬ risch leitender Körper ausgebildet. Durch entsprechendes Ansteuern der Magnetspule wird ein magnetisches Wechselfeld er¬ zeugt, das in dem elektrisch leitenden Körper einen Wirbel- ström erzeugt. Abhängig von einem Abstand des elektrisch leitenden Körpers zu der Magnetspule, das heißt abhängig von ei¬ nem Abstand zwischen dem Geberelement 3 und dem Sensorelement 1, wird das magnetische Wechselfeld gedämpft. Der Abstand zwischen dem Geberelement 3 und dem Sensorelement 1 kann so abhängig von der Dämpfung des magnetischen Wechselfelds erfasst werden. Eine solche Sensorvorrichtung ist dadurch besonders geeignet zum Erfassen eines Abstands oder einer Nähe¬ rung des Geberelements 3 und des Sensorelements 1.
Das Verbindungselement 5 ist bevorzugt als ein Elastomerkör¬ per 8 ausgebildet. Abhängig von den jeweiligen Erfordernissen, zum Beispiel bezüglich einer Temperaturbeständigkeit o- der bezüglich von Medien, mit denen das Verbindungselement 5 in Kontakt kommen kann, oder bezüglich einer Steifigkeit des Elastomers, sind unterschiedliche Materialien für das Elasto¬ mer geeignet. Je höher beispielsweise die Kräfte sind, die gegebenenfalls auf die Sensorvorrichtung einwirken können, desto steifer kann das Elastomer gewählt werden. Bevorzugt ist die Steifigkeit des Elastomers so gewählt, dass die Ver¬ änderung der relativen Position zwischen dem Sensorelement 1 und dem Geberelement 3 durch das Verbindungselement 5 im We¬ sentlichen unbeeinflusst ist. Beispielsweise kann der Elasto- merkörper 8 aus Silikon, Fluor-Polymer-Kautschuk, oder kurz: FKM, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, oder kurz: EPDM, Acryl- nitril-Butadien-Kautschuk, oder kurz: NBR, oder einem oder mehreren anderen Elastomeren hergestellt sein.
Das Sensorelement 1 und das Geberelement 3 sind vorzugsweise jeweils in einer Vergussmasse 9 in dem Sensorelementgehäuse 2 beziehungsweise in dem Geberelementgehäuse 4 eingegossen. Be¬ sonders vorteilhaft ist es, wenn die Vergussmasse 9 durch den Elastomerkörper 8 gebildet ist. Beispielsweise sind das Sen- sorelement 1 und/oder das Geberelement 3 in dem Elastomerkör¬ per 8 eingegossen oder durch das Elastomer des Elastomerkörpers 8 umspritzt. Dadurch sind das Sensorelement 1 bezie¬ hungsweise das Geberelement 3 in den Elastomerkörper 8 einge¬ bettet. Die Vergussmasse 9 kann jedoch auch durch ein anderes Material gebildet sein. Bevorzugt ist auch ein Stecker 10 für ein elektrisches Kontaktieren der Sensorvorrichtung und gegebenenfalls auch eine elektronische Sensorschaltung mit in der Vergussmasse 9 in dem Sensorelementgehäuse 2 eingegossen. Es kann jedoch auch eine andere Befestigung des Sensorelements 1 in dem Sensorelementgehäuse 2 und/oder des Geberelements 3 in dem Geberelementgehäuse 4 und/oder des Steckers 10 und/oder der elektronischen Sensorschaltung vorgesehen sein. Anstatt des Steckers 10 kann zum Kontaktieren der Sensorvorrichtung ebenso ein Kabel mit in die Vergussmasse 9 eingegossen oder anders an dem Sensorelementgehäuse 2 befestigt sein.
Die Sensorvorrichtung dient einem Erfassen einer relativen Position zweier Körper zueinander, die insbesondere durch die Scherbewegung oder durch die Veränderung des Abstands des Ge- berelements 3 in Bezug auf das Sensorelement 1 veränderbar ist. Das Sensorelementgehäuse 2 ist dazu mechanisch mit einem ersten Körper 12 koppelbar und ist vorzugsweise in eine Aus¬ nehmung 11 des ersten Körpers 12 eingebracht und möglichst spielfrei an diesem befestigt. Dadurch ist eine Position des Sensorelements 1 repräsentativ für eine Position des ersten Körpers 12. Das Geberelementgehäuse 4 ist entsprechend mecha¬ nisch mit einem zweiten Körper 14 koppelbar und ist vorzugs- weise in eine Ausnehmung 13 des zweiten Körpers 14 einge¬ bracht und möglichst spielfrei an diesem befestigt. Dadurch ist eine Position des Geberelements 3 repräsentativ für eine Position des zweiten Körpers 14.
Das Sensorelementgehäuse 2 weist dazu beispielsweise mindes¬ tens eine Befestigungslasche 15 auf, durch die das Sensorele¬ mentgehäuses 2 an dem ersten Körper 12 befestigbar ist durch Anschrauben mittels jeweils mindestens einer Schraube 16. Das Geberelementgehäuse 4 ist beispielsweise in die Ausnehmung 13 des zweiten Körpers 14 eingepresst, so dass keine weiteres Befestigungsmittel erforderlich ist.
Für eine Montage der Sensorvorrichtung ist es ferner vorteilhaft, eine Montagehilfe 17 vorzusehen, die so ausgebildet ist, dass während der Montage auftretende axiale Kräfte zwi¬ schen dem Sensorelementgehäuse 2 und dem Geberelementgehäuse
4 ohne wesentliche Verformung des Verbindungselements 5 mög¬ lich ist. Insbesondere ist durch die Montagehilfe 17 das Ein¬ pressen des Geberelementgehäuses 4 in die Ausnehmung 13 des zweiten Körpers 14 ohne Beschädigung des Verbindungselements
5 möglich. Die Montagehilfe 17 ist ferner bevorzugt so ausge¬ bildet, dass diese nach der Montage der Sensorvorrichtung einfach von der Sensorvorrichtung entfernbar ist, zum Beispiel durch Abbrechen, Trennen, Fräsen oder Abschneiden. Die Montagehilfe 17 ist bevorzugt als ein Segmentring oder Monta¬ geklipp ausgebildet, der zwischen dem Geberelementgehäuse 4 und dem Sensorelementgehäuse 2 angeordnet ist und nach der Montage einfach entfernbar ist, zum Beispiel durch Aufbiegen und Abziehen oder Abbrechen des Segmentrings beziehungsweise des Montageklipps. Nach dem Entfernen der Montagehilfe 17 sind das Geberelementgehäuse 4 und das Sensorelementgehäuse 2 dann zusammen mit dem jeweiligen Körper zueinander bewegbar. Das elastisch ausgebildete Verbindungselement 5 ermöglicht diese Scherbewegung und/oder Veränderung des Abstand des ersten Körpers 12 und des zweiten Körpers 14 und somit des Sen¬ sorelements 1 und des Geberelements 3 zueinander.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Sensorvorrichtung, die sich im Wesentlichen dadurch von der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung gemäß Figur 1 unterscheidet, dass das Geberelementgehäuse 4 die mindestens eine Befesti¬ gungslasche 15 aufweist und durch die mindestens eine Schrau- be 16 an dem zweiten Körper befestigbar ist und dass das Sensorelementgehäuse 2 ohne zusätzliches Befestigungsmittel mög¬ lichst spielfrei in der Ausnehmung 11 des ersten Körpers 12 angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Sensorelementgehäuse 2 in die Ausnehmung 11 des ersten Körpers 12 eingepresst. Bei der Montage der Sensorvorrichtung muss keine große axiale
Kraft von dem Sensorelementgehäuse 2 auf das Geberelementge¬ häuse 4 übertragen werden, so dass die Montagehilfe 17 ver¬ zichtbar ist.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Sensorvorrichtung, die sich von der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung gemäß Figur 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass anstatt des Elastomerkörpers 8 eine Wellmembran 18 vor¬ gesehen ist, die das Verbindungselement 5 bildet. Abhängig von der zu erfassenden Veränderung der relativen Position ist die Wellmembran 18 so ausgebildet, dass eine Scherbewegung und/oder eine Veränderung des Abstands in axialer Richtung zwischen dem Geberelement 3 und dem Sensorelement 1 möglich ist. Die Wellmembran 18 ist so ausgebildet und angeordnet, dass diese den Zwischenraum zwischen dem Sensorelement 1 und dem Geberelement 3 dichtend umschließt. Dadurch wird das Ein¬ dringen von Schmutz in diesen Zwischenraum zuverlässig verhindert .
Die Merkmale der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform können auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass sowohl das Sensorelementgehäuse 2 als auch das Geberelementgehäuse 4 jeweils mindestens eine Befestigungslasche 15 aufweisen und dass sowohl das Sensor¬ elementgehäuse 2 als auch das Geberelementgehäuse 4 durch mindestens eine Schraube 16 an dem jeweiligen Körper be¬ festigbar sind. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass sowohl das Sensorelementgehäuse 2 als auch das Geberelementgehäuse 4 in die jeweilige Ausnehmung des jeweiligen Körpers einpress¬ bar sind. Ferner kann das Verbindungselement 5 auch anders ausgebildet sein.
Ferner kann an dem Sensorelementgehäuse 2 und/oder an dem Geberelementgehäuse 4 jeweils mindestens ein Klippverschluss vorgesehen sein zum Befestigen des Geberelementgehäuses 4 beziehungsweise des Sensorelementgehäuses 2 an dem jeweiligen Körper durch Anklippen. Eine solche Sensorvorrichtung ist be- sonders einfach und ohne zusätzliche Befestigungsmittel mon¬ tierbar .
Bevorzugt werden das Geberelement 3 und das Sensorelement 1 durch das Verbindungselement 5 bereits bei der Herstellung der Sensorvorrichtung in einer vorgegebenen Ruheposition zueinander angeordnet. Die vorgegebene Ruheposition ist ent¬ sprechend den jeweiligen Erfordernissen vorgegeben. Ferner wird die Sensorvorrichtung bevorzugt bereits bei deren Her¬ stellung in Bezug auf die vorgegebene Ruheposition kalib- riert . Dadurch kann gegebenenfalls das Kalibrieren der Sensorvorrichtung nach der Montage der Sensorvorrichtung an dem ersten und dem zweiten Körper 12, 14 entfallen.

Claims

Patentansprüche :
1. Sensorvorrichtung zum Erfassen einer relativen Position eines ersten und eines zweiten Körpers (12, 14) zuein- ander, die umfasst ein Sensorelement (1), das mechanisch mit dem ersten Körper (12) koppelbar ist, so dass eine Position des Sensorelements (1) repräsentativ ist für eine Posi¬ tion des ersten Körpers (12), - ein Geberelement (3) , das mechanisch mit dem zweiten Körper (14) koppelbar ist, so dass eine Position des Geberelements (3) repräsentativ ist für eine Positi¬ on des zweiten Körpers (14), und ein Verbindungselement (5) , das elastisch ausgebil- det ist und das einen Zwischenraum zwischen dem Sensorelement (1) und dem Geberelement (3) dichtend um¬ schließt oder dichtend ausfüllt, und das Sensorelement (1) so ausgebildet ist, dass ein Messsignal des Sensorelements (1) abhängig ist von der relativen Position des Geberelements (3) zu dem Sensorelement (1) .
2. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Geberelement (3) ein Magnet (7) ist und das Sensorelement (1) ein Hallsensor (6) ist.
3. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Geberelement (3) ein elektrisch leitender Körper ist und das Sensorelement (1) eine Magnetspule ist.
4. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Verbindungselement (5) ein Elastomer¬ körper (8) ist, der den Zwischenraum zwischen dem Sensorelement (1) und dem Geberelement (3) ausfüllt.
5. Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Geberelement (3) und/oder das Sensorelement (1) in dem E- lastomerkörper (8) eingebettet sind.
6. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Verbindungselement (5) eine Wellmemb¬ ran (18) ist, die den Zwischenraum zwischen dem Sensor- element (1) und dem Geberelement (3) dichtend um¬ schließt .
7. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die mindestens eine Montagehilfe (17) umfasst, die zwischen einem Geberelementgehäuse (4), in dem das Ge¬ berelement (3) angeordnet ist, und einem Sensorelement¬ gehäuse (2), in dem das Sensorelement (1) angeordnet ist, vorgesehen ist zum Aufnehmen von zwischen dem Geberelementgehäuse (4) und dem Sensorelementgehäuse (2) wirkenden axialen Kräften während einer Montage der Sensorvorrichtung.
8. Sensorvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Montagehilfe (17) ein Segmentring oder Montageklipp ist.
9. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ein Geberelementgehäuse (4) umfasst, in dem das Geberelement (3) angeordnet ist, und die ein Sen¬ sorelementgehäuse (2) umfasst, in dem das Sensorelement (1) angeordnet ist, und das Geberelementgehäuse (4) und/oder das Sensorelementgehäuse (2) mindestens einen Klippverschluss aufweisen zum Befestigen des Geberele¬ mentgehäuses (4) beziehungsweise des Sensorelementge¬ häuses (2) an dem ersten beziehungsweise dem zweiten Körper (12, 14) durch Anklippen.
10. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ein Geberelementgehäuse (4) umfasst, in dem das Geberelement (3) angeordnet ist, und die ein Sen- sorelementgehäuse (2) umfasst, in dem das Sensorelement (1) angeordnet ist, und das Geberelementgehäuse (4) und/oder das Sensorelementgehäuse (2) mindestens eine Befestigungslasche (15) aufweisen zum Befestigen des Geberelementgehäuses (4) beziehungsweise des Sensorele¬ mentgehäuses (2) an dem ersten beziehungsweise dem zweiten Körper (12,14) durch Anschrauben.
11. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ein Geberelementgehäuse (4) umfasst, in dem das Geberelement (3) angeordnet ist, und die ein Sen¬ sorelementgehäuse (2) umfasst, in dem das Sensorelement (1) angeordnet ist, und das Geberelementgehäuse (4) und/oder das Sensorelementgehäuse (2) ausgebildet sind zum Befestigen des Geberelementgehäuses (4) beziehungs¬ weise des Sensorelementgehäuses (2) an dem ersten be¬ ziehungsweise dem zweiten Körper (12, 14) durch Einpressen in eine Ausnehmung des jeweiligen Körpers.
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