WO2010128045A2 - Drehwinkelsensoranordnung - Google Patents

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WO2010128045A2
WO2010128045A2 PCT/EP2010/056035 EP2010056035W WO2010128045A2 WO 2010128045 A2 WO2010128045 A2 WO 2010128045A2 EP 2010056035 W EP2010056035 W EP 2010056035W WO 2010128045 A2 WO2010128045 A2 WO 2010128045A2
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sensor arrangement
angle
rotation
magnets
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Peter Wiese
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • 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
    • G01D5/12—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 electric or magnetic means
    • G01D5/14—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 electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—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 electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—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 electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the invention relates to a rotation angle sensor arrangement for determining the rotational position of a rotatable about a rotational axis component, with one or more connected to the rotatable component magnet and a magnetically fixed in the magnetic field magnet-sensitive sensor element.
  • This training requires a large radial space requirement, which is disadvantageous in particular in an application in a motor vehicle.
  • the object of the invention is therefore to provide a rotation angle sensor arrangement of the type mentioned, which has a low space requirement.
  • the magnet or magnets have two magnet areas which are arranged adjacent to one another symmetrically and parallel to the axis of rotation, the magnet field-sensitive sensor element being arranged coaxially with the axis of rotation at a distance apart from the magnet or magnets.
  • the rotation angle sensor arrangement can have a small radial extent.
  • the coaxial to the rotation axis arrangement of the magnetic field sensitive sensor element requires little space.
  • the axially very concentrated magnetic field lines extending from one magnetic region to the other magnetic region on the side of the sensor element at right angles to the axis of rotation make it possible for the distance between the sensor element and the magnets to be relatively large. As a result, no tight tolerances for this distance distance must be maintained. This distance distance can be on the order of about 5 mm.
  • the two oppositely magnetized magnet regions may be formed separately on a one-piece magnet block by a non-magnetized region.
  • the two magnetic regions which are magnetized in opposite directions, to be arranged at a distance from one another.
  • the two oppositely magnetized magnet regions can be formed by the two legs of a U-magnet and the magnet-sensitive sensor element can be arranged coaxially with the opening of the "U".
  • the two oppositely magnetized magnetic regions are two bar magnets, which are preferably cuboidal magnets.
  • the bar magnets can be connected to one another by means of a spacer.
  • the spacer connects the ends of the bar magnets opposite the magnetic-field-sensitive sensor element, then the magnets can be connected to the rotatable component by means of the spacer. Furthermore, if the spacer is made of a ferromagnetic material, the spacer has the function of a pole shoe, via which the two magnets are connected in series. Thus, most of the magnetic flux on the side of the spacer is passed through this pole piece. The pole piece lowers the magnetic resistance of the assembly, with the result that it significantly increases the field strength on the side of the sensor element.
  • the axial distance distance between the magnet and the sensor element without affecting the function even larger and thus the sensor element even further away from the magnetic circuit can be arranged.
  • the spacer consists of a non-magnetic material.
  • the ends of the bar magnets facing away from the magnetic field-sensitive sensor element can be connected to the rotatable component in a space-saving manner.
  • the rotatable component consists of a ferromagnetic material
  • the rotatable component even in a dual function, also fulfills the function of a pole shoe with the above-mentioned. Advantages.
  • the rotatable component is a rotatably mounted shaft and the shaft is made of a hardenable steel, it is particularly resistant to wear.
  • the magnet or magnets may consist of a non-conductive magnetic material.
  • Non-conductive magnetic materials have not been used in the known rotation angle sensor arrangements so far because they were too weak.
  • non-conductive magnetic materials has the further advantage that electrical disturbances of high frequency can not affect the sensor element via the magnets and can influence the measurement results.
  • the magnets preferably consist of a nonconductive hard ferrite, in particular of a ceramic anisotropic hard ferrite of strontium ferrite or barium ferrite.
  • the magnetic material may have a remanent induction between 300 mT and 500 mT, preferably of approximately 400 mT.
  • the ratio of the cross-sectional width or the cross-sectional diameter of a magnetized magnetic region to the distance between the magnetized magnetic regions may be less than 2.5: 1, in particular less than 2.0: 1, and preferably less than 1.0: 1.
  • the magnetic field sensitive sensor element may be a Hall sensor element or a magnetoresistive sensor element.
  • the rotatable component can be driven in a pivotable manner via a gear train of an electromotive pivot drive about the axis of rotation.
  • the rotatable component is rotatably mounted in a housing which has an opening which can be closed by a cover on the magnet-side end region of the rotatable component, the sensor element which is sensitive to the magnetic field being arranged on the cover, the sensor element is without substantial installation effort by connecting the cover to the housing properly positionable to the magnets.
  • the rotation angle sensor arrangement is applicable to internal combustion engines for determining the throttle position and in the actuator or control technology for filling control or exhaust gas recirculation.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an actuating unit
  • FIG. 2 shows a cross section of the setting unit according to FIG. 1 with a rotation angle sensor arrangement
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a rotation angle sensor arrangement
  • FIG. 4 is a schematic representation of the magnets of the rotation angle sensor arrangement according to FIG. 3,
  • Figure 5 is a schematic representation of the magnets of a second Embodiment of a Drehwinkelsensoran- order
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of the magnets of a third exemplary embodiment of a rotation angle sensor
  • FIG. 7 shows a cross section of the magnets of a second embodiment of a rotation angle sensor arrangement
  • FIG. 8 shows a cross section of the magnets of a third embodiment of a rotation angle sensor arrangement
  • FIG. 9 shows a cross section of the magnets of a fourth exemplary embodiment of a rotation angle sensor arrangement.
  • the adjusting unit shown in Figures 1 and 2 comprises a housing 1 made of a non-conductive material, which on one side has an opening 2 which is closable by a cover 3.
  • an electric motor 4 is arranged, through the pinion 5 via a gear train 6 a fixedly arranged on a shaft 7 tooth sector 8 is pivotally driven about an axis of rotation directed to the opening 2 9.
  • the shaft 7 is rotatably mounted in the housing 1 and protrudes with its opening 2 facing away from the end 11 through a passage opening 10 to the outside.
  • a cranked output lever 12 is fixed, through which a device, not shown, can be actuated.
  • a cup-like holder 13 By means of a cup-like holder 13 are frontally in front of the opening 2 of the housing 1 facing the end of the shaft 7, two identical bar magnets 14, 14 'attached to the shaft 7.
  • the bar magnets 14, 14 ' are magnetized parallel to the axis of rotation 9 but in opposite directions.
  • the holder 13 is made of a ferromagnetic material, so that the bottom 16 of the holder 13 forms a pole piece through which the vast majority of the magnetic flux of the magnets 14, 14 'is guided.
  • the spacer 19 holds the bar magnets 14, 14 'in the distance 15 parallel to each other symmetrically to the axis of rotation.
  • the bar magnets 14, 14 ' are magnetized in opposite directions parallel to the axis of rotation and consist of an anisotropic hard ferrite of strontium ferrite.
  • the Hall sensor element 18 is fixedly arranged. Since the material of the bar magnets 14, 14 'is a nonconductive magnetic material and the material of the spacer 19 is a ferromagnetic material, the next conductive member of the spacers 19 is the Hall sensor element 18.
  • the distance 20 between the Hall sensor element 18 and the spacer 19 can z. B. 9 mm.
  • FIG 4 the formation of two magnetic portions 24 and 25 is shown on a one-piece magnetic block 23 having at its the Hall Sensorelemet 18 opposite end serving as a pole piece spacer 19.
  • the magnetic regions 24, 25 are magnetized in opposite directions parallel to the axis of rotation 9 and separated by a non-magnetized region 26.
  • FIG. 5 once again shows the bar magnets 14, 14 'arranged at a distance of 15 from one another with the spacer 19.
  • Figure 6 shows the bar magnets 14, 14 'with the same outer
  • the bar magnets 14, 14 'can have different cross-sectional shapes without the characteristics of the rotation angle sensor arrangement significantly changing as a result.
  • the intermediate spaces 21 present between the bar magnets 14, 14 'can either be recessed or filled with an unmagnetized magnetic material.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehwinkelsensoranordnung zur Bestimmung der Drehposition eines um eine Drehachse 9 drehbaren Bauteils, mit einem oder mehreren mit dem drehbaren Bauteil verbundenen Magneten und einem im Magnetfeld der Magneten feststehend angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensorelement. Der oder die Magnete weisen zwei zueinander benachbart angeordnete, symmetrisch und parallel zur Drehachse 9 einander entgegengesetzt magnetisierte Magnetbereiche 24, 25 auf, wobei das magnetfeldempfindliche Sensorelement koaxial zur Drehachse 9 in einem Distanzabstand 17 neben dem oder den Magneten angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Drehwinkelsensoranordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehwinkelsensoranordnung zur Bestimmung der Drehposition eines um eine Drehachse drehbaren Bauteils, mit einem oder mehreren mit dem drehbaren Bauteil verbundenen Magneten und einem im Magnetfeld der Magneten feststehend angeordneten magnetfeldempfindlichen Sen- sorelement.
Bei derartigen Drehwinkelsensoranordnungen ist es bekannt, die Magnetbereiche der Magnete radial zur Drehachse des drehbaren Bauteils anzuordnen, wobei das magnetfeldempfindliche Sensorelement sich zwischen dem Magneten koaxial zur Drehachse befindet.
Diese Ausbildung erfordert einen radial großen Bauraumbedarf, was insbesondere bei einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug von Nachteil ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehwinkelsensoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen geringen Bauraumbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der oder die Magnete zwei zueinander benachbart angeordnete, symmetrisch und parallel zur Drehachse einander entgegengesetzt magnetisierte Magnetbereiche aufweisen, wobei das magnetfeld- empfindliche Sensorelement koaxial zur Drehachse in einem Distanzabstand neben dem oder den Magneten angeordnet ist.
Durch diese Ausbildung kann die Drehwinkelsensoranordnung eine geringe radiale Erstreckung aufweisen.
Die zur Drehachse koaxiale Anordnung des magnetfeldempfindlichen Sensorelements benötigt nur wenig Bauraum. Gleichzeitig ermöglichen die auf der Seite des Sensorelements rechtwinklig zur Drehachse von einem Magnetbereich zum anderen Magnetbereich verlaufenden axial sehr konzentrierten Magnetfeldlinien, dass der Distanzabstand des Sensorelements zu den Magneten relativ groß sein kann. Dadurch müssen keine engen Toleranzen für diesen Distanzabstand eingehalten werden. Dieser Distanzabstand kann in der Größenordnung von etwa 5 mm sein .
Die beiden einander entgegengesetzt magnetisierten Magnetbereiche können an einem einteiligen Magnetblock durch einen nichtmagnetisierten Bereich getrennt ausgebildet sein.
Es ist aber auch möglich, dass die beiden einander entgegen- gesetzt magnetisierten Magnetbereiche in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
In einer bauteilarmen Ausbildung können dabei die beiden entgegengesetzt magnetisierten Magnetbereiche durch die beiden Schenkel eines U-Magneten gebildet sein und das magnetempfindliche Sensorelement koaxial zur Öffnung des ,,U" angeordnet sein.
Es ist aber auch möglich, dass die beiden entgegengesetzt magnetisierten Magnetbereiche zwei Stabmagnete sind, die vorzugsweise quaderförmige Magnete sind.
Um den Abstand zwischen den Magneten herzustellen, können die Stabmagnete mittels eines Abstandshalters miteinander verbun- den sein.
Verbindet dabei der Abstandshalter die dem magnetfeldempfindlichen Sensorelement entgegengesetzten Enden der Stabmagnete, so können die Magnete mittels des Abstandshalters mit dem drehbaren Bauteil verbunden werden. Besteht weiterhin der Abstandshalter aus einem ferromagneti- schen Material, so erhält der Abstandshalter die Funktion eines Polschuhs, über welchen die beiden Magnete in Reihe geschaltet werden. Damit wird der überwiegende Teil des magne- tischen Flusses auf der Seite des Abstandshalters durch diesen Polschuh geführt. Der Polschuh erniedrigt den magnetischen Widerstand der Anordnung, was zur Folge hat, dass er auf der Seite des Sensorelements die Feldstärke signifikant steigt .
Damit kann der axiale Distanzabstand zwischen den Magneten und dem Sensorelement ohne Beeinträchtigung der Funktion noch größer und somit das Sensorelement noch weiter entfernt vom Magnetkreis angeordnet werden.
Es ist aber auch möglich, dass der Abstandshalter aus einem unmagnetischen Material besteht.
Dabei kann bauraumsparend der Abstandshalter den Abstand zwi- sehen den Stabmagneten ausfüllend angeordnet sein.
Die dem magnetfeldempfindlichen Sensorelement abgewandten Enden der Stabmagnete können bauraumsparend mit dem drehbaren Bauteil verbunden sein.
Besteht dabei das drehbare Bauteil aus einem ferromagneti- schen Werkstoff, so erfüllt das drehbare Bauteil selbst in Doppelfunktion auch die Funktion eines Polschuhs mit den o.g. Vorteilen .
Ist dabei das drehbare Bauteil eine drehbar gelagerte Welle und besteht die Welle aus einem härtbaren Stahl, so ist sie besonders verschleißfest.
Der oder die Magnete können aus einem nichtleitenden Magnetwerkstoff bestehen. Nichtleitende Magnetwerkstoffe sind bei den bekannten Drehwinkelsensoranordnungen bisher nicht zur Anwendung gelangt, da sie zu schwach waren.
Die Verwendung nicht leitender Magnetwerkstoffe ist nun durch die erfindungsgemäße Magnetanordnung möglich, da nun Feldstärken im Bereich des Sensorelements erreichbar sind, die bei vergleichbarer Baugröße denen von Magneten aus Seltenen Erden bei gleichem Distanzabstand nahe kommen.
Die Verwendung von nichtleitenden Magnetwerkstoffen hat den weiteren Vorteil, dass elektrische Störgrößen hoher Frequenz sich nicht über die Magnete auf das Sensorelement auswirken und die Messergebnisse beeinflussen können.
Vorzugsweise bestehen dabei die Magnete aus einem nichtleitenden Hartferrit, insbesondere aus einem keramischen anisotropen Hartferrit aus Strontiumferrit oder Bariumferrit.
Dabei kann der Magnetwerkstoff eine Remanenzinduktion zwischen 300 mT und 500 mT, vorzugsweise von annähernd 400 mT aufweisen .
Das Verhältnis Querschnittsbreite oder des Querschnittsdurch- messers eines magnetisierten Magnetbereichs zum Abstand zwischen den magnetisierten Magnetbereichen kann kleiner 2,5 : 1, insbesondere kleiner 2,0 : 1 und vorzugsweise kleiner 1,0 : 1 sein .
Dies führt dazu, dass die Homogenität des radialen Feldverlaufs im Bereich der Drehachse besonders hoch ist. Damit sind auch toleranzbedingte größere Desaxierungen des Sensorelements zur Drehachse ohne negative Auswirkungen auf die Funktion tolerierbar.
Das magnetfeldempfindliche Sensorelement kann ein Hall-Sensorelement oder ein magnetoresistives Sensorelement sein. Das drehbare Bauteil kann über einen Getriebezug von einem elektromotorischen Schwenkantrieb um die Drehachse schwenkbar antreibbar sein.
Ist das drehbare Bauteil in einem Gehäuse drehbar gelagert, das an dem magnetseitigen Endbereich des drehbaren Bauteils eine von einem Deckel verschließbare Öffnung aufweist, wobei das magnetfeldempfindliche Sensorelement an dem Deckel angeordnet ist, so ist ohne wesentlichen Montageaufwand durch Verbinden des Deckels mit dem Gehäuse das Sensorelement richtig zu den Magneten positionierbar.
Herstellungstoleranzen an Deckel und/oder Gehäuse wirken sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Drehwinkelsensoranord- nung nicht negativ auf die Funktion aus.
Bevorzugt ist die Drehwinkelsensoranordnung an Verbrennungsmotoren zur Festestellung der Drosselklappenposition sowie in der Aktuatorik bzw. Regelungstechnik zur Füllungsregelung oder Abgasrückführung anwendbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Stelleinheit,
Figur 2 einen Querschnitt der Stelleinheit nach Figur 1 mit einer Drehwinkelsensoranordnung,
Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer Drehwinkelsensoranordnung,
Figur 4 eine Prinzipdarstellung der Magnete der Drehwinkel- Sensoranordnung nach Figur 3,
Figur 5 eine Prinzipdarstellung der Magnete eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Drehwinkelsensoran- Ordnung,
Figur 6 eine Prinzipdarstellung der Magnete eines dritten Ausführungsbeispiels einer Drehwinkelsensoran-
Ordnung,
Figur 7 einen Querschnitt der Magnete eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Drehwinkelsensoranordnung,
Figur 8 einen Querschnitt der Magnete eines dritten Ausführungsbeispiels einer Drehwinkelsensoranordnung,
Figur 9 einen Querschnitt der Magnete eines vierten Aus- führungsbeispiels einer Drehwinkelsensoranordnung.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Stelleinheit weist ein Gehäuse 1 aus einem nicht leitenden Werkstoff auf, das einseitig eine Öffnung 2 besitzt, die durch einen Deckel 3 verschließbar ist.
In einer Vertiefung des Gehäuses 1 ist ein Elektromotor 4 angeordnet, durch dessen Ritzel 5 über einen Getriebezug 6 ein fest auf einer Welle 7 angeordneter Zahnsektor 8 um eine zur Öffnung 2 gerichtete Drehachse 9 schwenkbar antreibbar ist.
Die Welle 7 ist in dem Gehäuse 1 drehbar gelagert und ragt mit ihrem der Öffnung 2 abgewandten Ende 11 durch eine Durchführöffnung 10 nach außen.
An dem Ende 11 der Welle 7 ist ein abgekröpfter Abtriebshebel 12 fest angeordnet, durch den eine nicht dargestellte Einrichtung betätigbar ist.
Mittels eines becherartigen Halters 13 sind stirnseitig vor dem der Öffnung 2 des Gehäuses 1 zugewandten Ende der Welle 7 zwei gleiche Stabmagnete 14, 14' an der Welle 7 befestigt. Die beiden Stabmagnete 14, 14' erstrecken sich symmetrisch zur Drehachse 9 und parallel in einem Abstand 15 zueinander.
Die Stabmagnete 14, 14' sind parallel zur Drehachse 9 aber in einander entgegengesetzter Richtung magnetisiert .
Der Halter 13 besteht aus einem ferromagnetischen Material, so dass der Boden 16 des Halters 13 einen Polschuh bildet, durch den der weit überwiegende Teil des magnetischen Flusses der Magnete 14, 14' geführt ist.
An dem Deckel 3 ist koaxial zur Drehachse 9 in einem Distanzabstand 17 zu den Magneten 14, 14' ein Hall-Sensorelement 18 feststehend angeordnet, durch das die jeweilige Drehposition der die Magnete 14, 14' tragenden Welle 7 und damit auch die jeweilige Drehposition des Abtriebhebels 12 erfassbar und ein entsprechendes Positionssignal erzeugbar ist.
In Figur 3 ist die Drehwinkelsensoranordnung der Stelleinheit aus den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt.
Dabei ist an der Welle 7 ein die Magnete 14, 14' tragender Abstandshalter 19 aus einem ferromagnetischen Material fest angeordnet, der in den Figuren 1 und 2 durch den Boden 16 ge- bildet ist.
Der Abstandshalter 19 hält die Stabmagnete 14, 14' in dem Abstand 15 parallel zueinander symmetrisch zur Drehachse 9.
Die Stabmagnete 14, 14' sind einander entgegengesetzt parallel zur Drehachse magnetisiert und bestehen aus einem anisotropen Hartferrit aus Strontiumferrit.
In dem Distanzabstand 17 zu den Stabmagneten 14, 14', koaxial zur Drehachse 9 ist das Hall-Sensorelement 18 feststehend angeordnet . Da das Material der Stabmagnete 14, 14' ein nicht leitender Magnetwerkstoff und das Material des Abstandshalters 19 ein ferromagnetischer Werkstoff ist, ist das dem Hall-Sensorelement 18 nächste leitfähige Bauteil der Abstandshalter 19. Die Distanz 20 zwischen dem Hall-Sensorelement 18 und dem Abstandshalter 19 kann z. B. 9 mm betragen.
In Figur 4 ist die Ausbildung von zwei Magnetbereichen 24 und 25 an einem einteiligen Magnetblock 23 dargestellt, der an seinem dem Hall-Sensorelemet 18 entgegengesetzten Ende einen als Polschuh dienenden Abstandshalter 19 aufweist. Die Magnetbereiche 24, 25 sind in einander entgegengesetzter Richtung parallel zur Drehachse 9 magnetisiert und durch einen nichtmagnetisierten Bereich 26 voneinander getrennt.
In Figur 5 sind noch einmal die im Abstand 15 zueinander angeordneten Stabmagnete 14, 14' mit dem Abstandshalter 19 dargestellt .
Figur 6 zeigt die Stabmagnete 14, 14' mit gleichen äußeren
Abmessungen, aber mit einem größeren Abstand 15' zueinander, wodurch die Querschnittsbreiten 22 und 22' der Stabmagnete 14 und 14' unterschiedlich groß sind.
Wie an den Feldlinien zu sehen ist, ist in Figur 6 der Feldverlauf im Bereich der Drehachse 9 homogener als bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 5.
Dies führt dazu, dass eine sich durch Herstellungstoleranzen ergebende Desaxierung zur Drehachse 9 im erheblichen Maß nicht die Funktion der Drehwinkelsensoranordnung negativ be- einflusst .
Wie die Figuren 7 bis 9 zeigen, können die Stabmagnete 14, 14' unterschiedliche Querschnittformen aufweisen, ohne dass sich dadurch die Eigenschaften der Drehwinkelsensoranordnung wesentlich ändert. Dabei können die zwischen den Stabmagneten 14, 14' vorhandenen Zwischenräume 21 entweder ausgespart oder mit einem un- magnetisierten Magnetmaterial ausgefüllt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Drehwinkelsensoranordnung zur Bestimmung der Drehposition eines um eine Drehachse drehbaren Bauteils, mit einem oder mehreren mit dem drehbaren Bauteil verbundenen Magneten und einem im Magnetfeld der Magneten feststehend angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensorelement, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der oder die Magnete zwei zueinander benachbart angeordnete, sym- metrisch und parallel zur Drehachse (9) einander entge¬ gengesetzt magnetisierte Magnetbereiche (24, 25) aufwei¬ sen, wobei das magnetfeldempfindliche Sensorelement ko¬ axial zur Drehachse (9) in einem Distanzabstand (17) ne¬ ben dem oder den Magneten angeordnet ist.
2. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden einander ent¬ gegengesetzt magnetisierten Magnetbereiche (24, 25) an einem einteiligen Magnetblock (23) durch einen nichtmag- netisierten Bereich (26) getrennt ausgebildet sind.
3. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden einander ent¬ gegengesetzt magnetisierten Magnetbereiche in einem Ab- stand (15, 15') zueinander angeordnet sind.
4. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden entgegenge¬ setzt magnetisierten Magnetbereiche durch die beiden Schenkel eines U-Magneten gebildet sind und das magnet¬ empfindliche Sensorelement koaxial zur Öffnung des ,,U" angeordnet ist.
5. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden entgegenge¬ setzt magnetisierten Magnetbereiche zwei Stabmagnete (14, 14') sind.
6. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stabmagnete (14, 14') mittels eines Abstandshalters (19) miteinander ver- bunden sind.
7. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstandshalter (19) die dem magnetfeldempfindlichen Sensorelement entgegenge- setzten Enden der Stabmagnete (14, 14') verbindet.
8. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstandshalter (19) aus einem ferromagnetischen Material besteht.
9. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstandshalter aus einem unmagnetischen Material besteht.
10. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstandshalter den Abstand zwischen den Stabmagneten ausfüllend angeordnet ist .
11. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die dem magnetfeldempfindlichen Sensorelement abgewandten Enden der Stabmagnete mit dem drehbaren Bauteil verbunden sind.
12. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das drehbare Bauteil aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.
13. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das drehbare Bauteil eine drehbar gelagerte Welle (7) ist.
14. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Welle aus Stahl besteht.
15. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der oder die Magnete aus einem nichtleitenden Magnetwerkstoff bestehen.
16. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der oder die Magnete aus einem nichtleitfähigen Hartferrit bestehen.
17. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 16, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der oder die Magnete aus einem anisotropen Hartferrit aus Strontiumferrit oder Bariumferrit bestehen.
18. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der
Magnetwerkstoff eine Remanenzinduktion zwischen 300 mT und 500 mT aufweist.
19. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 18, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Magnet¬ werkstoff eine Remanenzinduktion von annähernd 400 mT aufweist .
20. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verhältnis der Querschnittsbreite (22) oder des Querschnittsdurchmessers eines magnetisierten Magnetbe¬ reichs zum Abstand (15, 15') zwischen den magnetisierten Magnetbereichen kleiner 2,5 : 1 ist.
21. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verhält- nis der Querschnittsbreite (22) oder des Querschnittsdurchmessers eines magnetisierten Magnetbereichs zum Abstand (15, 15') zwischen den magnetisierten Magnetbereichen kleiner 2,0 : 1 ist.
22. Drehwinkelsensoranordnung nach Anspruch 20, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verhältnis der Querschnittsbreite (22) oder des Querschnittsdurchmessers eines magnetisierten Magnetbereichs zum Ab- stand (15, 15') zwischen den magnetisierten Magnetbereichen kleiner 1,0 : 1 ist.
23. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das magnetfeldempfindliche Sensorelement ein Hall- Sensorelement (18) oder ein magnetoresistives Sensorelement ist.
24. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das drehbare Bauteil über einen Getriebezug (6) von einem elektromotorischen Schwenkantrieb um die Drehachse (9) schwenkbar antreibbar ist.
25. Drehwinkelsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das drehbare Bauteil in einem Gehäuse (1) drehbar gelagert ist, das an dem magnetseitigen Endbereich des drehbaren Bauteils eine von einem Deckel (3) verschließ- bare Öffnung (2) aufweist, wobei das magnetfeldempfindliche Sensorelement an dem Deckel (3) angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102589581A (zh) * 2010-12-16 2012-07-18 阿尔卑斯电气株式会社 旋转角度检测装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10132215A1 (de) * 2001-07-03 2003-01-23 Philips Corp Intellectual Pty Anordnung zum Messen der Winkelposition eines Objektes
US7782047B2 (en) * 2006-04-21 2010-08-24 Zf Friedrichshafen Ag Dual axis magnetic field detector and magnets therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102589581A (zh) * 2010-12-16 2012-07-18 阿尔卑斯电气株式会社 旋转角度检测装置

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