WO2016008481A1 - Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung - Google Patents

Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2016008481A1
WO2016008481A1 PCT/DE2015/200380 DE2015200380W WO2016008481A1 WO 2016008481 A1 WO2016008481 A1 WO 2016008481A1 DE 2015200380 W DE2015200380 W DE 2015200380W WO 2016008481 A1 WO2016008481 A1 WO 2016008481A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
sensor system
piston
cylinder
sensor
Prior art date
Application number
PCT/DE2015/200380
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Jung
Philipp SPRINGMANN
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to JP2017502685A priority Critical patent/JP6629289B2/ja
Priority to CN201580038478.6A priority patent/CN106662466B/zh
Priority to DE112015003289.4T priority patent/DE112015003289A5/de
Publication of WO2016008481A1 publication Critical patent/WO2016008481A1/de

Links

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
    • G01D5/12—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F16D48/066—Control of fluid pressure, e.g. using an accumulator
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/11—Application
    • F16D2500/1107—Vehicles
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3026—Stroke
    • 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
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/40—Position sensors comprising arrangements for concentrating or redirecting magnetic flux

Definitions

  • the invention relates to a sensor system, comprising at least one switching point sensor, which is mounted opposite a magnet, wherein the magnet passing the at least one switching point sensor is mechanically fastened to a linearly movable element.
  • linear displacement measuring systems are used to detect the position of a piston of the clutch actuation system surrounded by a clutch master cylinder.
  • sensor systems in such Linearwegmesssystemen displacement sensors are used, which according to the
  • DE 10 2012 218 605 A1 work according to an inductive mode of action, wherein an electrically conductive target attached to the piston dips into a magnetic field of a coil arrangement and changes it.
  • Other sensors use the Hall effect, in which the position of a magnet attached to the piston is sensed by at least one separate shift point sensor mounted on the cylinder.
  • Such a linear displacement measuring system is known from DE 10 2012 219 183 A1.
  • the invention has for its object to provide a sensor system and a piston-cylinder arrangement in which the cost of production are reduced, but still a highly accurate position detection is possible.
  • the object is achieved in that at least one end of the axially magnetized magnet is sheathed parallel to its direction of movement at its outer periphery of a flux guide.
  • the flux guide bundles the magnetic field built up by the magnet in the axial direction, whereby a high edge steepness of the flux density over the path of the magnet is achieved, resulting in a reduction of the switching tolerances. Due to this arrangement, it is possible to dispense with the use of rare-earth magnets and to use magnets with a lower energy density. The use of such magnets significantly reduces the costs for the sensor system.
  • the flow guide elements made of a ferromagnetic material are sleeve-like. This design makes a simple mounting of the flux-conducting elements on the magnet possible.
  • the flux guide completely covers a radially extending surface of the end of the magnet. This simplifies the manufacture of the flow guide body and the assembly of the sleeve-like flux guide body on the magnet.
  • the magnet is designed as hard ferrite.
  • the hard ferrite magnet is a particularly inexpensive magnet. Due to its low energy density, however, a larger magnet volume is usually necessary.
  • the edge steepness of the magnetic field, which is preferably formed in a center of the measuring path, is increased by the sleeve-like flux guide elements.
  • the magnet is cylindrical or cuboid or segment-shaped.
  • the shape of the magnet can be adapted to the existing installation space in each case.
  • On each of these magnetic shapes can easily put on a sleeve-like flux guide.
  • a particularly good edge steepness of the flux density is achieved when each end of the magnet is encased by a flux guide, wherein the two flow guide elements are arranged spaced from each other.
  • a development of the invention relates to a piston-cylinder arrangement, in particular for a clutch actuation system in a motor vehicle, with a piston which is arranged axially movable inside a cylinder, and a sensor system which has a magnet positioned on the piston and at least one on the cylinder attached switch point sensor comprises.
  • the sensor system is designed according to at least one feature described in this patent application.
  • each end of the axially magnetized magnet is encased parallel to its direction of movement on its outer periphery by a flux guide element, wherein the two flux guide elements are arranged spaced apart from one another.
  • the flux guide elements made of a ferromagnetic material are designed sleeve-like.
  • the sleeve-like design allows easy mounting of the flux-guiding elements on the magnet and ensures a tight fit of the flux-conducting element on the magnet during the application.
  • 1 is a schematic diagram of a clutch actuation system
  • 2 shows a first embodiment of a magnet according to the invention
  • Fig. 8 shows another embodiment of the magnet.
  • a clutch actuation system 1 is shown, as it is used today in motor vehicles.
  • Such a clutch actuation system 1 has a donor cylinder which comprises a cylinder 2 in which a piston 3 is movably mounted.
  • the piston 3 is actuated by the clutch pedal 4.
  • the cylinder 2 is connected to a slave cylinder 9, which actuates a clutch 10.
  • the adjustment of the position of the clutch 10 is due to the drive of the piston 3 by the clutch pedal 4.
  • the master cylinder 2, 3 and the clutch 10 to the slave cylinder 9 are spatially separated in the vehicle.
  • a switching point sensor 1 1 is arranged, which comprises an evaluation circuit and is connected to a control unit 5. This switching point sensor 1 1 is opposite to a permanent magnet 12 which is fixed within the cylinder 2 on the piston 3.
  • the permanent magnet 12 is shown in more detail in FIG. It consists of a hard ferrite and is surrounded at its ends by a respective ferromagnetic sleeve 13, 14, which surround the permanent magnet 12 parallel to the direction of movement of the piston 3.
  • the permanent magnet 12 is in this case formed as a hollow cylinder.
  • the two ferromagnetic sleeves 13, 14 are separated by an axial gap 15. the separated.
  • Curve A shows the flux density B of a hard magnet formed from permanent magnet 12 without the ferromagnetic sleeves 13, 14.
  • curve B in the course of the flux density over the path of the permanent magnet 12 is shown when the permanent magnet 12 also made of a hard ferrite material consists and is covered on both sides by the ferromagnetic sleeves 13, 14. It follows that the flux density B of the permanent magnet 12 with the ferromagnetic sleeves 13, 14 has a much steeper edge, which can be well recognized by the designed as a Hall sensor switching point sensor 1 1.
  • the slight increase in the maximum magnet of the permanent magnet 12 with the ferromagnetic sleeves 13, 14 results from the fact that a portion of the magnetic field, which would normally pass through an axial bore of the permanent magnet formed as a hollow cylinder 12, by the use of the ferromagnetic sleeves 13 and 14 after is directed outside. This happens because the ferromagnetic material, which serves as a flux guide, better conducts the magnetic field and the path on the outside of the permanent magnet 12 is thus preferred.
  • a curve C is taken, which corresponds to a short permanent magnet without ferromagnetic sleeves 13, 14 and has a length which corresponds to the gap 15 between the ferromagnetic sleeves 13, 14 of a longer permanent magnet 12.
  • the comparison of the curves B and C makes it clear that its pitch in the center of the measuring path corresponds exactly to that of the permanent magnet 12 with the ferromagnetic sleeves 13, 14.
  • the existing of the hard ferrite permanent magnet 12, which is axially magnetized may be formed as a solid cylinder or as a hollow cylinder, as shown in Fig. 5 and Fig. 6. In Fig.
  • the permanent magnet 12 are formed as a hollow cylinder and are covered on both sides of the respective ferromagnetic sleeve 13, 14. Due to the use of the hollow cylinder, which has an axial bore 16 for better attachment to the piston 3, and the ferromagnetic sleeves 13, 14 must have such an opening.
  • the diameter of the permanent magnet 12 with the diameter of the opening of the ferromagnetic sleeve 13, 14 coincide or the diameter of the opening of the ferromagnetic sleeve 13, 14 may be larger than the diameter of the bore as shown in FIG. 5B 16 of the permanent magnet 12th
  • the permanent magnet 12 is formed as a solid cylinder.
  • the ferromagnetic sleeves 13, 14 may have an opening according to FIG. 6A. However, they can also, as shown in Fig. 6B, completely cover the ends of the permanent magnet 12. Due to the partial overlap of extending in the direction of movement of the permanent magnet 12 outside of the permanent magnet 12 through the ferromagnetic sleeves 13, 14, a field profile of a structurally shorter magnet is generated.
  • the permanent magnet 12 is formed as a cuboid and covered on both sides by the sleeves 13, 14, which have no opening.
  • the permanent magnet 12 can also have the shape of a hollow cylinder segment (FIG. 8), which is why the end sides of the ferromagnetic sleeves 13, 14 are also adapted to this shape, but nevertheless partially overlap the permanent magnets 12 in the axial direction with their legs.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem, umfassend mindestens einen Schaltpunktsensor (11), welcher einem Magneten (12) gegenüberliegend gelagert ist, wobei der den mindestens einen Schaltpunktsensor (11) passierende Magnet (12) an einem linear beweglichen Element (3) mechanisch befestigt ist. Bei einem Sensorsystem, welches wesentlich kostengünstiger ist, ist mindestens ein Ende des axial magnetisierten Magneten (12) parallel zu dessen Bewegungsrichtung an seinem Außenumfang von einem Flussleitelement (13, 14) ummantelt.

Description

Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem, umfassend mindestens einen Schaltpunktsensor, welcher einem Magneten gegenüberliegend gelagert ist, wobei der den min- destens einen Schaltpunktsensor passierende Magnet an einem linear beweglichen Element mechanisch befestigt ist.
In Kupplungsbetätigungssystemen in Kraftfahrzeugen werden Linearwegmesssyste- me eingesetzt, um die Position eines von einem Kupplungsgeberzylinder umgebenen Kolbens des Kupplungsbetätigungssystems zu erfassen. Als Sensorsysteme werden in solchen Linearwegmesssystemen Wegsensoren eingesetzt, die gemäß der
DE 10 2012 218 605 A1 nach einem induktiven Wirkprinzip arbeiten, wobei ein am Kolben befestigtes elektrisch leitfähiges Target in ein Magnetfeld einer Spulenanordnung eintaucht und dieses verändert. Andere Sensoren nutzen den Hall-Effekt, bei welchem die Position eines am Kolben befestigten Magneten durch mindestens einen separaten Schaltpunktsensor, der am Zylinder montiert ist, abgetastet wird. Ein solches Linearwegmesssystem ist aus der DE 10 2012 219 183 A1 bekannt.
Für den Einsatz von Schaltpunktsensoren auf Basis des Halleffektes werden Perma- nentmagneten benötigt, die als Signalgeber für den Schaltpunktsensor wirken. Hierbei werden in der Regel Seltene-Erd-Magneten genutzt. Seltene-Erd-Magneten sind allerdings sehr teuer und darüber hinaus häufig auch starken Preisschwankungen ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem und eine Kolben- Zylinder-Anordnung anzugeben, bei welchem die Kosten für die Herstellung reduziert werden, aber trotzdem eine hochgenaue Positionserfassung möglich ist.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein Ende des axial magnetisierten Magneten parallel zu dessen Bewegungsrichtung an seinem Außenumfang von einem Flussleitelement ummantelt ist. Durch diese axiale Ummantelung bündelt das Flussleitelement das von dem Magneten aufgebaute Magnetfeld in axialer Richtung, wodurch eine hohe Flankensteilheit der Flussdichte über dem Weg des Magneten erreicht wird, was zu einer Verringerung der Schalttoleranzen führt. Aufgrund dieser Anordnung kann auf die Verwendung von Seltene-Erd-Magneten ver- ziehtet werden und Magnete mit einer geringeren Energiedichte eingesetzt werden. Durch den Einsatz solcher Magnete werden die Kosten für das Sensorsystem entscheidend reduziert.
Vorteilhafterweise sind die aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Fluss- leitelemente hülsenähnlich ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist eine einfache Montage der Flussleitelemente an dem Magnet möglich.
In einer Ausgestaltung deckt das Flussleitelement eine radial verlaufende Oberfläche des Endes des Magneten vollständig ab. Dadurch werden die Herstellung des Fluss- leitkörpers und die Montage des hülsenähnlichen Flussleitkörpers an dem Magneten vereinfacht.
In einer Variante ist der Magnet als Hartferrit ausgebildet. Der Hartferritmagneten ist ein besonders kostengünstiger Magnet. Auf Grund seiner geringen Energiedichte ist jedoch meist auch ein größeres Magnetvolumen notwendig. Die Flankensteilheit des Magnetfeldes, welche vorzugsweise in einer Mitte des Messweges ausgebildet ist, wird durch die hülsenähnlichen Flussleitelemente erhöht.
In einer Ausführungsform ist der Magnet zylinderförmig oder quaderförmig oder seg- mentförmig ausgebildet. Somit kann die Form des Magneten dem im jeweiligen Anwendungsfall vorhandenen Bauraum angepasst werden. Auf jede dieser Magnetformen lässt sich einfach ein hülsenähnliches Flussleitelement aufsetzen. Eine besonders gute Flankensteilheit der Flussdichte wird erreicht, wenn jedes Ende des Magneten von einem Flussleitelement ummantelt ist, wobei die beiden Fluss- leitelemente zueinander beabstandet angeordnet sind.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für ein Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem Kolben, welcher axial beweglich im Inneren eines Zylinders angeordnet ist, und einem Sensorsystem, welches einen am Kolben positionierten Magneten und mindestens einen an dem Zylinder befestigten Schaltpunktsensor umfasst. Bei einer Kolben-Zylinder- Anordnung, bei welcher die Herstellungskosten so gering wie möglich gehalten werden können, ist das Sensorsystem nach mindestens einem, in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmal ausgebildet. So ist jedes Ende des axial magne- tisierten Magneten parallel zu dessen Bewegungsrichtung an seinem Außenumfang von einem Flussleitelement ummantelt, wobei die beiden Flussleitelemente zueinan- der beabstandet angeordnet sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann kostengünstigeres Magnetmaterial verwendet werden, welches zwar ein hohes Magnetvolumen aufweist, aber eine geringere Flankensteilheit bei der Bewegung des Magneten gegenüber dem Sensorelement bewirkt. Diese Flankensteilheit wird durch die Anordnung der Flussleitelemente erzeugt, so dass auf diese Art und Weise ein besonders kostengünstiges Sensorsystem entsteht.
Vorteilhafterweise sind die aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Flussleitelemente hülsenähnlich ausgebildet. Die hülsenähnliche Ausbildung ermöglicht eine einfache Montage der Flussleitelemente auf dem Magneten und gewährleistet ei- nen festen Sitz des Flussleitelementes auf dem Magneten während des Einsatzfalles.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Prinzipdarstellung eines Kupplungsbetätigungssystems, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magneten,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Flussdichte eines Magneten über einem Weg des Kolbens,
Fig. 4 eine weitere grafische Darstellung der Flussdichte unterschiedlicher Magneten über dem Weg des Kolbens,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Magneten,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Magneten,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Magneten,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Magneten.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist ein Kupplungsbetätigungssystem 1 dargestellt, wie es heute in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt. Ein solches Kupplungsbetätigungssystem 1 weist ein ei- nen Geberzylinders auf, welcher einen Zylinder 2 umfasst, in dem ein Kolben 3 beweglich gelagert ist. Der Kolben 3 wird von dem Kupplungspedal 4 betätigt. Über eine Hydraulikleitung 8 ist der Zylinder 2 mit einem Nehmerzylinder 9 verbunden, welcher eine Kupplung 10 betätigt. Die Verstellung der Position der Kupplung 10 erfolgt aufgrund des Antriebes des Kolbens 3 durch das Kupplungspedal 4. Der Geberzylinder 2, 3 und die Kupplung 10 mit dem Nehmerzylinder 9 sind dabei räumlich getrennt im Kraftfahrzeug angeordnet. Außen an dem als Gehäuse dienenden Zylinder 2 ist ein Schaltpunktsensor 1 1 angeordnet, welcher eine Auswerteschaltung umfasst und mit einem Steuergerät 5 verbunden ist. Dieser Schaltpunktsensor 1 1 liegt einem Permanentmagneten 12 gegenüber, der innerhalb des Zylinders 2 am Kolben 3 befestigt ist.
Der Permanentmagnet 12 ist in Fig. 2 näher dargestellt. Er besteht aus einem Hartferrit und ist an seinen Enden von jeweils einer ferromagnetischen Hülse 13, 14 umgeben, die dem Permanentmagneten 12 parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 3 ummanteln. Der Permanentmagnet 12 ist hierbei als Hohlzylinder ausgebildet. Die beiden ferromagnetischen Hülsen 13, 14 sind durch einen axialen Spalt 15 voneinan- der getrennt. Durch die Verwendung der ferromagnetischen Hülsen 13, 14 am Ende des Permanentmagneten 12 wird das, von dem Permanentmagneten 12 aufgespannte Magnetfeld auf einen gewissen Bereich„gebündelt". Dadurch wird eine Flankensteilheit erzielt, die der Flankensteilheit eines deutlich kürzeren Permanentmagneten entspricht und gleichzeitig das Magnetvolumen eines längeren Permanentmagneten nutzt.
Die Flankensteilheit für unterschiedliche Magnetanordnungen und -materialien, bei welchen die Magneten aber die gleiche Länge aufweisen, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Kurve A zeigt dabei die Flussdichte B eines, aus Hartferrit gebildeten Permanentmagneten 12 ohne die ferromagnetischen Hülsen 13, 14. Demgegenüber ist in Kurve B der Verlauf der Flussdichte über dem Weg des Permanentmagneten 12 dargestellt, wenn der Permanentmagnet 12 ebenfalls aus einem Hartferrit-Material besteht und beidseitig von den ferromagnetischen Hülsen 13, 14 abgedeckt ist. Daraus ergibt sich, dass die Flussdichte B des Permanentmagneten 12 mit den ferromagnetischen Hülsen 13, 14 eine wesentlich steilere Flanke aufweist, die von dem als Hall-Sensor ausgebildeten Schaltpunktsensor 1 1 gut erkannt werden kann. Der leichte Anstieg des Magnetmaximums des Permanentmagneten 12 mit den ferromagnetischen Hülsen 13, 14 ergibt sich daraus, dass ein Teil des Magnetfeldes, welches normalerweise durch eine axiale Bohrung des als Hohlzylinder ausgebildeten Permanentmagneten 12 verlaufen würde, durch die Verwendung der ferromagnetischen Hülsen 13 und 14 nach außen gelenkt wird. Dies geschieht, da das ferromagnetische Material, welches als Flussleitkörper dient, das Magnetfeld besser leitet und der Weg auf der Außenseite des Permanentmagneten 12 somit bevorzugt wird.
In Fig. 4 ist zusätzlich zu den Kurven A und B eine Kurve C aufgenommen, welche einen kurzen Permanentmagneten ohne ferromagnetischen Hülsen 13, 14 entspricht und eine Länge aufweist, die dem Spalt 15 zwischen den ferromagnetischen Hülsen 13, 14 eines längeren Permanentmagneten 12 entspricht. Der Vergleich der Kurven B und C macht deutlich, dass dessen Steigung im Zentrum des Messweges exakt der entspricht, die der Permanentmagnet 12 mit den ferromagnetischen Hülsen 13, 14 aufweist. Der aus dem Hartferrit bestehende Permanentmagnet 12, welcher axial magnetisiert ist, kann als Vollzylinder oder als Hohlzylinder ausgebildet sein, wie es in Fig. 5 bzw. Fig. 6 dargestellt ist. In Fig. 5 sind zwei Beispiele des aus dem Hartferrit bestehenden Permanentmagneten 12 gezeigt, wobei der Permanentmagnet 12 als Hohlzylinder ausgebildet sind und beidseitig von der jeweiligen ferromagnetischen Hülse 13, 14 abgedeckt sind. Aufgrund der Verwendung des Hohlzylinders, welcher eine axiale Bohrung 16 zum besseren Befestigen am Kolben 3 besitzt, müssen auch die ferromagnetischen Hülsen 13, 14 eine solche Öffnung aufweisen. Dabei kann, wie in Fig. 5A dargestellt, der Durchmesser des Permanentmagneten 12 mit dem Durchmesser der Öffnung der ferromagnetischen Hülse 13, 14 übereinstimmen oder der Durchmesser der Öffnung der ferromagnetischen Hülse 13, 14 kann gemäß Fig. 5B größer sein als der Durchmesser der Bohrung 16 des Permanentmagneten 12.
In Fig. 6 ist der Permanentmagnet 12 als Vollzylinder ausgebildet. Die ferromagnetischen Hülsen 13, 14 können dabei gemäß Fig. 6A eine Öffnung aufweisen. Sie können aber auch, wie in Fig. 6B gezeigt, die Enden des Permanentmagneten 12 vollständig abdecken. Durch die partielle Überdeckung der sich in Bewegungsrichtung des Permanentmagneten 12 erstreckenden Außenseite des Permanentmagneten 12 durch die ferromagnetischen Hülsen 13, 14 wird ein Feldverlauf eines baulich kürzeren Magneten erzeugt.
In Fig. 7 ist der Permanentmagnet 12 als Quader ausgebildet und beidseitig von den Hülsen 13, 14 abgedeckt, die keinerlei Öffnung aufweisen. Der Permanentmagnet 12 kann auch die Form eines Hohlzylindersegmentes aufweisen (Fig. 8), weshalb die Endseiten der ferromagnetischen Hülsen 13, 14 ebenfalls dieser Form anpasst sind, aber trotzdem mit ihren Schenkeln den Permanentmagneten 12 in axialer Richtung teilweise überdecken.
Durch die vorgeschlagene Lösung, insbesondere durch die Verwendung der ferromagnetischen Hülsen 13, 14, welche als eine Art Flussleitelemente für die magneti- sehe Flussdichte agieren, wird die Feldstärke eines langen Magneten mit einer Flankensteilheit eines deutlich kürzeren Magneten kombiniert. Dadurch wird der Einsatz von Ferritmagneten für Schaltpunktsensoren möglich, weshalb auf Seltene-Erd- Magneten verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste Kupplungsbetätigungssystem
Zylinder
Kolben
Kupplungspedal
Steuergerät
Hydraulikleitung
Nehmerzylinder
Kupplung
Schaltpunktsensor
Permanentmagnet
Ferromagnetische Hülse
Ferromagnetische Hülse
Spalt
Axiale Bohrung

Claims

Patentansprüche
1 . Sensorsystem, umfassend mindestens einen Schaltpunktsensor (1 1 ), welcher einem Magneten (12) gegenüberliegend gelagert ist, wobei der den mindestens einen Schaltpunktsensor (1 1 ) passierende Magnet (12) an einem linear beweglichen Element (3) mechanisch befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ende des axial magnetisierten Magneten (12) parallel zu dessen Bewegungsrichtung an seinem Außenumfang von einem Flussleitelement (13, 14) ummantelt ist.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Flussleitelemente (13, 14) hülsenähnlich ausgebildet sind.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flussleitelement (13, 14) eine radial verlaufende Oberfläche des Endes des Magneten (12) vollständig abdeckt.
4. Sensorsystem nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (12) als Hartferrit ausgebildet ist.
5. Sensorsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (12) zylinderförmig oder quaderförmig oder segmentförmig ausgebildet ist.
6. Sensorsystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ende des Magneten (12) von einem Flussleitelement (13, 14) ummantelt ist, wobei die beiden Flussleitelemente (13, 14) zueinander beabstandet angeordnet sind. Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für ein Kupplungsbetatigungssystenn in einem Kraftfahrzeug, mit einem Kolben (3), welcher axial beweglich im Inneren des Zylinders (2) angeordnet ist, und einem Sensorsystem (1 1 , 12), welches einen am Kolben positionierten Magneten (12) und mindestens einem, an dem Zylinder (2) befestigten Schaltpunktsensor (1 1 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem (1 1 , 12) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
PCT/DE2015/200380 2014-07-16 2015-06-19 Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung WO2016008481A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017502685A JP6629289B2 (ja) 2014-07-16 2015-06-19 センサシステム及びピストンシリンダ装置
CN201580038478.6A CN106662466B (zh) 2014-07-16 2015-06-19 传感器系统和活塞缸装置
DE112015003289.4T DE112015003289A5 (de) 2014-07-16 2015-06-19 Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014213829.9A DE102014213829A1 (de) 2014-07-16 2014-07-16 Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung
DE102014213829.9 2014-07-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016008481A1 true WO2016008481A1 (de) 2016-01-21

Family

ID=53757941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2015/200380 WO2016008481A1 (de) 2014-07-16 2015-06-19 Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6629289B2 (de)
CN (1) CN106662466B (de)
DE (2) DE102014213829A1 (de)
WO (1) WO2016008481A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3066817B1 (fr) * 2017-05-29 2019-08-16 MCE 5 Development Dispositif de mesure pour moteur a combustion interne comprenant un detecteur de passage d'une cible et moteur comportant un tel dispositif de mesure

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5115194A (en) * 1990-09-27 1992-05-19 Kearney-National Inc. Hall effect position sensor with flux limiter and magnetic dispersion means
EP0800055A1 (de) * 1996-04-03 1997-10-08 Sagem Sa Linear- und Winkelpositionssensor
EP1696213A2 (de) * 2005-02-28 2006-08-30 Delphi Technologies, Inc. Kompakter linearer Einzelmagnetpositionssensor
DE102008042912A1 (de) * 2008-10-16 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Sensoreinrichtung zum Erfassen der Drehlage eines rotierenden Bauteils
DE102012218605A1 (de) 2011-10-24 2013-04-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Induktiver Schaltpunktsensor, insbesondere für eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
DE102012219183A1 (de) 2012-10-22 2014-04-24 Sedus Stoll Ag Höhenverstellbarer Raumteiler
DE102012219173A1 (de) * 2012-10-22 2014-04-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere zur Verwendung in einem Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS586401A (ja) * 1981-07-03 1983-01-14 Tokico Ltd 位置検出器
DE10202309A1 (de) * 2002-01-23 2003-07-31 Bosch Gmbh Robert Wegsensor mit magnetoelektrischem Wandlerelement
JP2004332635A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Aisan Ind Co Ltd スロットル制御装置
JP5195125B2 (ja) * 2008-07-30 2013-05-08 日産自動車株式会社 車両用駆動装置
JP5079846B2 (ja) * 2010-06-03 2012-11-21 東京コスモス電機株式会社 位置検出装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5115194A (en) * 1990-09-27 1992-05-19 Kearney-National Inc. Hall effect position sensor with flux limiter and magnetic dispersion means
EP0800055A1 (de) * 1996-04-03 1997-10-08 Sagem Sa Linear- und Winkelpositionssensor
EP1696213A2 (de) * 2005-02-28 2006-08-30 Delphi Technologies, Inc. Kompakter linearer Einzelmagnetpositionssensor
DE102008042912A1 (de) * 2008-10-16 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Sensoreinrichtung zum Erfassen der Drehlage eines rotierenden Bauteils
DE102012218605A1 (de) 2011-10-24 2013-04-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Induktiver Schaltpunktsensor, insbesondere für eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
DE102012219183A1 (de) 2012-10-22 2014-04-24 Sedus Stoll Ag Höhenverstellbarer Raumteiler
DE102012219173A1 (de) * 2012-10-22 2014-04-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere zur Verwendung in einem Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
CN106662466B (zh) 2020-06-12
JP6629289B2 (ja) 2020-01-15
DE102014213829A1 (de) 2016-01-21
JP2017523409A (ja) 2017-08-17
DE112015003289A5 (de) 2017-04-13
CN106662466A (zh) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013208986A1 (de) Magnetgeberring einer Rotorlagesensorik eines elektrisch kommutierten Elektromotors
EP1859230B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen drehwinkelerfassung eines drehbaren elements
DE102015109473A1 (de) Ventil mit einem Stößel und einem Sensor
DE102014211146A1 (de) Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für ein Ausrücksystem in einem Kraftfahrzeug
DE102013200698A1 (de) Spulenanordnung mit zwei Spulen
DE102006057917A1 (de) Induktive Sensoreinrichtung mit konischem Spulenkern
WO2014063695A2 (de) Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung, insbesondere zur verwendung in einem kupplungsbetätigungssystem in einem kraftfahrzeug
EP1980427A2 (de) Feder-Einheit mit Sensor für den Federweg
WO2018108519A1 (de) Flussleiter für eine drehmomentsensorvorrichtung, verfahren zur herstellung eines flussleiters für eine drehmomentsensorvorrichtung und drehmomentsensorvorrichtung
WO2020182400A1 (de) Elektromagnetische stellanordnung
WO2016008481A1 (de) Sensorsystem und kolben-zylinder-anordnung
DE102012218605A1 (de) Induktiver Schaltpunktsensor, insbesondere für eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
DE102014217248A1 (de) Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung
EP0917643A1 (de) Wegsensor
DE102007040058B3 (de) Induktive Sensoreinrichtung mit stufenförmigem Spulenkern
DE102006010616A1 (de) Elektromagnetische Schalteinrichtung für Getriebe
DE102016124331A1 (de) Flussleiter, Drehmomentsensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Flussleiters
DE102012204321A1 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung mit Eignung zur Ankerpositionserfassung
DE10329044B4 (de) Einrichtung zur Ermittlung der aktuellen Stellung eines Antriebsgliedes entlang des Hubwegs oder Drehwinkels, insbesondere bei einem druckmittelbetriebenen Linear- bzw. Drehantrieb
DE102009008756A1 (de) Ventileinheit
DE102007031787A1 (de) Magnetostriktiver Wegsensor mit Selbstdiagnose-Funktionalität
DE102008011971A1 (de) Magnetisches Wegsensorsystem
DE202004004455U1 (de) Fahrpedal mit Linearsensor hierfür
WO2008034890A2 (de) Vorrichtung zur erfassung einer kraft und/oder eines drehmoments
DE102012204322B4 (de) Bidirektionale elektromagnetische Stellvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15742178

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017502685

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015003289

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112015003289

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15742178

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1