[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102013202891A1 - Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position - Google Patents

Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position Download PDF

Info

Publication number
DE102013202891A1
DE102013202891A1 DE201310202891 DE102013202891A DE102013202891A1 DE 102013202891 A1 DE102013202891 A1 DE 102013202891A1 DE 201310202891 DE201310202891 DE 201310202891 DE 102013202891 A DE102013202891 A DE 102013202891A DE 102013202891 A1 DE102013202891 A1 DE 102013202891A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
sensor
position sensor
permanent magnet
carrier body
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310202891
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Rink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and 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 and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE201310202891 priority Critical patent/DE102013202891A1/en
Publication of DE102013202891A1 publication Critical patent/DE102013202891A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/14Mechanical 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
    • G01D5/16Mechanical 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 by varying resistance
    • G01D5/165Mechanical 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 by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

The position sensor (1) has a magnetic unit (8), which comprises a coil unit and a permanent magnet, and which generates the magnetic force. The coil unit and the permanent magnet are arranged, so that the magnetic fields of the coil unit and the permanent magnet are superimposed on another magnetic field (B) to actuate an actuating portion (7) at an actuation position (P). The two electrodes (4,5) that are arranged on two support structures (2,3) form a potentiometer device that extends along a measurement path (M).

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionssensor mit einem ersten Trägerkörper, wobei auf dem ersten Trägerkörper eine erste Elektrode angeordnet ist, mit einem zweiten Trägerkörper, wobei auf dem zweiten Trägerkörper eine zweite Elektrode angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Elektrode eine Potentiometereinrichtung bilden, die sich entlang einer Messstrecke erstreckt, mit einem magnetisch betätigbaren Betätigungsabschnitt, der an dem zweiten Trägerkörper angeordnet ist und sich entlang der Messstrecke erstreckt und mit einer Magneteinrichtung, wobei die Magneteinrichtung entlang der Messstrecke verschiebbar angeordnet ist und wobei die Magneteinrichtung ausgebildet ist, den Betätigungsabschnitt an einer auswählbaren Betätigungsposition durch eine Magnetkraft zu betätigen, wobei durch die Betätigung des Betätigungsabschnitts die zwei Elektroden an der Betätigungsposition in einen elektrisch leitenden Kontakt gelangen.The invention relates to a position sensor with a first carrier body, wherein on the first carrier body, a first electrode is arranged, with a second carrier body, wherein on the second carrier body, a second electrode is arranged, wherein the first and the second electrode form a potentiometer, the extends along a measuring path, with a magnetically actuable actuating portion which is arranged on the second carrier body and extending along the measuring section and with a magnetic device, wherein the magnetic device along the measuring path is slidably disposed and wherein the magnetic device is formed, the actuating portion on a selectable Actuation position to be actuated by a magnetic force, wherein the actuation of the actuating portion, the two electrodes arrive at the actuation position in an electrically conductive contact.

Sensoreinrichtungen zur Bestimmung einer Position sind in einer Vielzahl von Ausführungen zum Beispiel als Weggeber oder Winkelgeber bekannt. Eine besondere Bauform betrifft Sensoreinrichtungen, welche eine Position über die Lokalisierung von Kontaktbereichen zwischen flächigen Elektroden bestimmen, wobei die Bestimmung über eine Potentiometerschaltung erfolgt. Sensor devices for determining a position are known in a large number of embodiments, for example as position encoders or angle encoders. A particular design relates to sensor devices which determine a position on the location of contact areas between flat electrodes, wherein the determination is made via a Potentiometerschaltung.

So offenbart beispielsweise die Druckschrift DE 10 2009 013 533 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, einen Positionssensor, welcher einen Basisträger mit einer Komponente einer Positionserfassungsschaltung und einen flexiblen Kontaktträger, der beabstandet zu der Komponente der Positionserfassungsschaltung des Basisträgers angeordnet ist, wobei der flexible Kontaktträger durch lokal angreifende Betätigungskräfte lokal soweit elastisch verformbar ist, dass er eine lokale elektrische Kontaktierung von zwei Komponenten der Positionserfassungsschaltung ermöglicht. Die Betätigungskräfte werden beispielsweise durch einen Permanentmagneten oder alternativ hierzu durch einen Elektromagneten erzeugt, welcher den flexiblen Kontaktträger durch Magnetkraft lokal verformt. Durch Auswertung der Positionserfassungsschaltung kann die absolute Lage oder Position dieser elektrischen Kontaktierung ermittelt werden.For example, the document discloses DE 10 2009 013 533 A1 , which is probably the closest prior art, a position sensor, which is a base support with a component of a position detection circuit and a flexible contact carrier, which is spaced from the component of the position detection circuit of the base support, wherein the flexible contact carrier locally locally elastically deformable by locally acting actuating forces in that it allows local electrical contacting of two components of the position sensing circuit. The actuating forces are generated, for example, by a permanent magnet or, alternatively, by an electromagnet which locally deforms the flexible contact carrier by magnetic force. By evaluating the position detection circuit, the absolute position or position of this electrical contact can be determined.

Gebiet der ErfindungField of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Positionssensor vorzuschlagen, welcher eine verbesserte Genauigkeit im Vergleich zum Stand der Technik aufweist. The invention has for its object to provide a position sensor, which has an improved accuracy compared to the prior art.

Diese Aufgaben werden durch Positionssensoren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 4 und des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.These objects are achieved by position sensors having the features of claim 1, claim 4 and claim 7. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Es ist dabei ein Grundgedanke der Erfindung, dass der Bereich der lokalen Auslenkung des flexiblen Kontaktträgers aufgrund von Streufeldern der Magnete, also entweder des Permanentmagneten oder des Elektromagneten, vergleichsweise weit ist, sodass die Linearität der Sensoreinrichtung und damit die Reproduzierbarkeit der Positionserfassung verschlechtert ist. Ein aus der weiten Auslenkung resultierende großflächiger Kontaktbereich führt zu einer vergleichsweise großen Hysterese, was die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Sensoreinrichtungen beeinträchtigt.It is a basic idea of the invention that the range of local deflection of the flexible contact carrier due to stray fields of the magnets, so either the permanent magnet or the electromagnet, is comparatively far, so that the linearity of the sensor device and thus the reproducibility of the position detection is deteriorated. A large contact area resulting from the wide deflection leads to a comparatively large hysteresis, which impairs the reliability and the accuracy of the sensor devices.

Zur Abhilfe werden erfindungsgemäß verschiedene Alternativen vorgeschlagen, die zu einer Bündelung, Konzentrierung und/oder Homogenisierung der magnetischen Felder führen, wodurch der Bereich der lokalen Auslenkung zum einen schmal gehalten wird und zum anderen reproduzierbar ist, sodass die zuvor genannten Nachteile vermieden oder zumindest verringert sind. As a remedy, various alternatives are proposed according to the invention, which lead to a bundling, concentration and / or homogenization of the magnetic fields, whereby the region of the local deflection is kept narrow on the one hand and reproducible on the other hand, so that the aforementioned disadvantages are avoided or at least reduced ,

Im Rahmen der Erfindung wird ein Positionssensor vorgeschlagen, welcher zur Bestimmung einer Position auf dem Positionssensor geeignet und/oder ausgebildet ist. In the context of the invention, a position sensor is proposed which is suitable and / or designed for determining a position on the position sensor.

Der Positionssensor umfasst einen ersten Trägerkörper, wobei auf dem ersten Trägerkörper mindestens oder genau eine erste Elektrode angeordnet ist und einen zweiten Trägerkörper, wobei auf dem zweiten Trägerkörper mindestens eine oder genau eine zweite Elektrode angeordnet ist. Die erste und die zweite Elektrode bilden gemeinsam eine Potenziometereinrichtung, die sich entlang einer Messstrecke erstreckt. Insbesondere erstrecken sich die erste und die zweite Elektrode entlang der Messstrecke. The position sensor comprises a first carrier body, wherein at least or exactly a first electrode is arranged on the first carrier body and a second carrier body, wherein on the second carrier body at least one or exactly one second electrode is arranged. The first and the second electrode together form a potentiometer device which extends along a measuring path. In particular, the first and the second electrode extend along the measuring path.

Ferner umfasst der Positionssensor einen magnetisch betätigbaren Betätigungsabschnitt, der an dem zweiten Trägerkörper angeordnet ist und sich ebenfalls entlang der Messstrecke erstreckt. Insbesondere ist die Baugruppe umfassend die zweite Elektrode und der magnetisch betätigbare Betätigungsabschnitt biegsam oder biegbar oder auslenkbar ausgebildet. Furthermore, the position sensor comprises a magnetically actuatable actuating section, which is arranged on the second carrier body and likewise extends along the measuring path. In particular, the assembly comprising the second electrode and the magnetically actuatable actuating portion is flexible or bendable or deflectable.

Der Positionssensor umfasst ferner eine Magneteinrichtung, welche entlang der Messstrecke relativ zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Trägerkörper verschiebbar angeordnet ist. So ist es möglich, dass die Magneteinrichtung stationär und erster und zweiter Trägerkörper bewegbar angeordnet sind, oder dass der erste und der zweite Trägerkörper stationär und die Magneteinrichtung bewegbar ausgebildet ist. Die Magneteinrichtung erzeugt eine Magnetfeld bzw. eine Magnetkraft, welche den magnetisch betätigbaren Betätigungsabschnitt an einer auswählbaren Betätigungsposition lokal betätigt. Somit wird die Magneteinrichtung relativ zu dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper zu der auswählbaren Betätigungsposition verschoben und an der ausgewählten Betätigungsposition der magnetisch betätigbare Betätigungsabschnitt durch die Magnetkraft betätigt. Durch die Betätigung des Betätigungsabschnitts wird zumindest die zweite Elektrode derart ausgelenkt, dass die erste und die zweite Elektrode an der Betätigungsposition in einen elektrisch leitenden Kontakt gelangen. Insbesondere erfolgt die Auslenkung senkrecht zur Längserstreckung der Messstrecke und/oder zu der Verschieberichtung der Magneteinrichtung. The position sensor further comprises a magnetic device, which is arranged along the measuring path displaceable relative to the first and / or to the second carrier body. It is thus possible for the magnet device to be arranged so as to be stationary and the first and second carrier bodies to be movable are, or that the first and the second carrier body stationary and the magnetic device is designed to be movable. The magnet device generates a magnetic field or a magnetic force which locally actuates the magnetically actuatable actuating section at a selectable actuating position. Thus, the magnet means is shifted relative to the first and / or second carrier body to the selectable operating position and actuated at the selected operating position of the magnetically actuatable actuating portion by the magnetic force. By the actuation of the actuating portion, at least the second electrode is deflected in such a way that the first and the second electrode reach an electrically conductive contact at the actuating position. In particular, the deflection takes place perpendicular to the longitudinal extension of the measuring section and / or to the direction of displacement of the magnetic device.

Zur Realisierung der Potentiometereinrichtung ist es bevorzugt, dass mindestens eine der Elektroden als eine Widerstandsstrecke ausgebildet ist. Die Potentiometereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass auf einem Trägerkörper die Widerstandsstrecke und eine Kollektorstrecke angeordnet ist, wobei durch die Elektrode auf dem anderen Trägerkörper die beiden Strecken miteinander leitend verbunden werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die eine Elektrode die Widerstandsstrecke bildet und die andere Elektrode als Kollektorstrecke ausgebildet ist. To realize the potentiometer device, it is preferred that at least one of the electrodes is designed as a resistance path. The potentiometer device may be designed such that the resistance path and a collector path are arranged on a carrier body, wherein the two paths are conductively connected to one another by the electrode on the other carrier body. Alternatively, it is also possible that the one electrode forms the resistance path and the other electrode is designed as a collector path.

Eine Auswerteeinrichtung, welche optional einen Teil des Positionssensors bildet, kann auf Basis einer elektrischen Messgröße, zum Beispiel eines Widerstands, die ausgewählte Betätigungsposition anhand der Kontaktposition der Elektroden ermitteln. Vorzugsweise ist der Positionssensor als ein Folienpotentiometer ausgebildet. An evaluation device, which optionally forms part of the position sensor, can determine the selected actuation position on the basis of an electrical measurement variable, for example a resistance, based on the contact position of the electrodes. Preferably, the position sensor is designed as a film potentiometer.

Der magnetisch betätigbare Betätigungsabschnitt kann beispielsweise als ein weichmagnetischer oder ferromagnetischer Betätigungskörper oder -bereich ausgebildet sein, der sich entlang der Messstrecke erstreckt. Weitere Möglichkeiten zur Realisierung des Betätigungsabschnitts sind zum Beispiel ferromagnetische Partikel, welche an dem zweiten Trägerkörper oder in einer Lage parallel zu der zweiten Elektrode entlang der Messstrecke verteilt sind. Der Betätigungsabschnitt kann auch aus mehreren Lagen, insbesondere ferromagnetische Folienlagen gebildet sein. The magnetically actuatable actuating section can be designed, for example, as a soft-magnetic or ferromagnetic actuating body or area which extends along the measuring section. Further possibilities for realizing the actuating section are, for example, ferromagnetic particles which are distributed on the second carrier body or in a position parallel to the second electrode along the measuring path. The actuating portion may also be formed of a plurality of layers, in particular ferromagnetic film layers.

Im Rahmen der Erfindung wird bei einer ersten Alternative vorgeschlagen, dass die Magneteinrichtung mindestens oder genau eine Spuleneinrichtung und mindestens oder genau einen Permanentmagneten aufweist, wobei die Spuleneinrichtung und der Permanentmagnet derart angeordnet sind, dass sich deren magnetische Felder überlagern, um den Betätigungsabschnitt an der Betätigungsposition gemeinsam zu betätigen. Insbesondere werden die Spuleneinrichtung und der Permanentmagnet gemeinsam miteinander relativ zu dem ersten und/oder zweiten Trägerkörper verschoben. Insbesondere werden die magnetischen Felder gleichgerichtet überlagert, so dass sich die magnetische Feldstärke am Betätigungsabschnitt vergrößert. In the invention, it is proposed in a first alternative that the magnetic device has at least or exactly one coil device and at least or exactly one permanent magnet, wherein the coil device and the permanent magnet are arranged such that overlap their magnetic fields to the actuating portion at the actuation position to operate together. In particular, the coil device and the permanent magnet are displaced together relative to the first and / or second carrier body. In particular, the magnetic fields are superimposed rectified, so that increases the magnetic field strength at the operating portion.

Durch die erste Alternative des erfindungsgemäßen Konzepts wird erreicht, dass die örtliche Verteilung des insgesamt resultierenden Magnetfelds im Bereich des Betätigungsabschnitts homogener ist. So führt eine Überlagerung des Magnetfelds der Spuleneinrichtung, welche üblicherweise sehr gut kontrollierbar ist, mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten, welcher üblicherweise auch Streufelder aufweist, zu einem resultierenden gemeinsamen Magnetfeld, welches den Betätigungsabschnitt genauer betätigen kann. Insbesondere wird durch die Spuleneinrichtung eine lokale Überhöhung des gemeinsamen Magnetfelds erreicht, die den Betätigungsabschnitt definiert betätigt. Ein weiterer Vorteil dieser ersten Alternative ist es, dass das resultierende Magnetfeld durch den Permanentmagneten zumindest miterzeugt wird, sodass die Anforderung an die Bestromung der Spuleneinrichtung gering ist. By means of the first alternative of the inventive concept, it is achieved that the local distribution of the overall resulting magnetic field in the region of the actuating section is more homogeneous. Thus, a superimposition of the magnetic field of the coil device, which is usually very easy to control, with the magnetic field of the permanent magnet, which usually also stray fields, resulting in a resulting common magnetic field, which can operate the operating section in more detail. In particular, the coil device achieves a local elevation of the common magnetic field, which actuates the actuation section in a defined manner. A further advantage of this first alternative is that the resulting magnetic field is at least co-generated by the permanent magnet, so that the demand for the current supply to the coil device is low.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Spuleneinrichtung als sogenannte Luftspule konzipiert. Insbesondere ist in dem von der Spule umschlossenen Bereich als Kernmaterial ein nicht-magnetisches Material, insbesondere Luft, angeordnet. Beispielsweise kann in der Luftspule auch Kunststoff als Stützmaterial in die Kernmaterialposition eingesetzt werden.Preferably, the at least one coil device is designed as a so-called air coil. In particular, in the region enclosed by the coil, a non-magnetic material, in particular air, is arranged as core material. For example, plastic can also be used as support material in the core material position in the air-core coil.

Bei einer ersten möglichen Ausführungsform ist die Spuleneinrichtung auf einer dem Betätigungsabschnitt abgewandten Seite des ersten Trägerkörpers angeordnet. In dieser Ausführungsform kann die Magneteinrichtung umfassend die Spuleneinrichtung und den Permanentmagneten auf einer Seite des ersten und/oder zweiten Trägerkörpers angeordnet werden und konstruktiv einfach relativ zu diesem verschoben werden.In a first possible embodiment, the coil device is arranged on a side facing away from the actuating portion of the first carrier body. In this embodiment, the magnetic device comprising the coil device and the permanent magnet can be arranged on one side of the first and / or second carrier body and be structurally simply displaced relative thereto.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Spuleneinrichtung auf einer dem Betätigungsabschnitt zugewandten Seite des zweiten Trägerkörpers angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der erste und der zweite Trägerkörper zwischen dem Permanentmagneten und der mindestens einen Spuleneinrichtung angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, den Permanentmagneten näher an die Trägerkörper zu bringen, um auf diese Weise ein homogeneres Magnetfeld im Bereich des Betätigungsabschnitts zu erhalten.In a modified embodiment of the invention, the at least one coil device is arranged on a side facing the actuating portion of the second carrier body. In this embodiment, it is preferred that the first and the second carrier body between the permanent magnet and the at least one coil means is arranged. In this embodiment, it is possible to bring the permanent magnet closer to the carrier body in order to obtain in this way a more homogeneous magnetic field in the region of the actuating portion.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung oder einer zweiten Alternative nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung weist die Magneteinrichtung zwei Spuleneinrichtungen auf, wie diese zuvor beschrieben worden sind, wobei der erste und/oder der zweite Trägerkörper und/oder der Betätigungsabschnitt zwischen den zwei Spuleneinrichtungen angeordnet ist. Es ist somit im Rahmen einer Weiterbildung der ersten Alternative möglich, dass der Positionssensor den Permanentmagneten sowie mindestens zwei Spuleneinrichtungen aufweist, welche klammerartig um den ersten und/oder zweiten Trägerkörper angeordnet sind. Alternativ ist es möglich, dass der Positionssensor nur die mindestens oder genau zwei Spuleneinrichtungen aufweist und auf den Permanentmagneten verzichtet. In a further development of the invention or a second alternative according to the preamble of claim 1 of the invention, the magnetic device comprises two coil devices, as have been previously described, wherein the first and / or the second carrier body and / or the actuating portion disposed between the two coil means is. It is thus possible within the scope of a further development of the first alternative that the position sensor has the permanent magnet and at least two coil devices which are arranged in the manner of a clip around the first and / or second carrier body. Alternatively, it is possible that the position sensor has only the at least or exactly two coil devices and dispenses with the permanent magnet.

Durch die zwei Spuleneinrichtungen ist es vorteilhafterweise möglich, ein sehr homogenes Magnetfeld im Bereich des Betätigungsabschnitts zu erzeugen und diesen somit lokal definiert und begrenzt zu betätigen. Vorzugsweise sind die zwei Spuleneinrichtungen zueinander koaxial angeordnet. In vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung weisen diese auch den gleichen Durchmesser sowie die gleiche Wicklungszahl auf. Insbesondere sind die zwei Spuleneinrichtungen in einer sogenannten Helmholtzanordnung angeordnet, wobei der Radius der beiden Spuleneinrichtungen gleich ist und zugleich dem Abstand der zwei Spuleneinrichtungen zueinander entspricht. In dieser Helmholtzanordnung sind besonders homogene Magnetfelder erzielbar, so dass von einer konstanten und reproduzierbaren Kraftwirkung auf den Betätigungsabschnitt auszugehen ist. Due to the two coil devices, it is advantageously possible to generate a very homogeneous magnetic field in the region of the actuation section and thus to locally actuate and limit it. Preferably, the two coil means are arranged coaxially with each other. In advantageous developments of the invention, these also have the same diameter and the same number of turns. In particular, the two coil devices are arranged in a so-called Helmholtz arrangement, wherein the radius of the two coil devices is the same and at the same time corresponds to the distance of the two coil devices to one another. In this Helmholtz arrangement particularly homogeneous magnetic fields can be achieved, so that it is assumed that a constant and reproducible force on the operating section.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Positionssensor eine Sensoreinrichtung zur Messung der magnetischen Feldstärke, welche bevorzugt einen Teil der Magneteinrichtung bildet oder zumindest mit dieser mitgeführt wird. Ferner umfasst der Positionssensor eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Stromflusses durch die mindestens eine Spuleneinrichtung. Die Steuerungseinrichtung ist ausgebildet, den Stromfluss in Abhängigkeit von der gemessenen Feldstärke zu kontrollieren, insbesondere zu steuern oder zu regeln. Durch eine derartige, aktive Feldregelung wird die Kraftwirkung auf den Betätigungsabschnitt entsprechend den Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur, von Störfeldern und von der Bewegungsgeschwindigkeit der Magneteinrichtung etc. kontrolliert. Dadurch ist der Bereich der lokalen Auslenkung des Betätigungsabschnitts und somit die Leistungsfähigkeit, insbesondere die Linearität und die Reproduzierbarkeit, des Positionssensors verbesserbar. Die Sensoreinrichtung ist beispielsweise als ein magnetischer Sensor, insbesondere als ein Hall-Sensor oder als ein XMR-Sensor ausgebildet. In a preferred development of the invention, the position sensor comprises a sensor device for measuring the magnetic field strength, which preferably forms part of the magnetic device or is at least carried along with it. Furthermore, the position sensor comprises a control device for controlling the flow of current through the at least one coil device. The control device is designed to control the flow of current as a function of the measured field strength, in particular to control or regulate. By means of such an active field control, the force effect on the actuating section is controlled according to the ambient conditions, in particular the temperature, of interference fields and of the movement speed of the magnetic device, etc. As a result, the range of the local deflection of the actuating portion and thus the performance, in particular the linearity and the reproducibility, of the position sensor can be improved. The sensor device is designed, for example, as a magnetic sensor, in particular as a Hall sensor or as an XMR sensor.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung oder bei einer dritten Alternative der Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 umfasst die Magneteinrichtung einen beziehungsweise den Permanentmagneten, welcher zur Erzeugung der Magnetkraft beziehungsweise eines Teils der Magnetkraft ausgebildet ist. In a development of the invention or in a third alternative of the invention according to the preamble of claim 1, the magnetic device comprises one or the permanent magnet, which is designed to generate the magnetic force or a part of the magnetic force.

Es wird vorgeschlagen, dass an dem Permanentmagneten ein Materialabschnitt mit einer Permeabilität größer als 30000 angeordnet ist, um die Ausrichtung des Magnetfelds des Permanentmagneten in Richtung des Betätigungsabschnitts zu homogenisieren und/oder zu bündeln. Damit hat der Materialabschnitt eine Permeabilität, welche 30000 größer als die Permeabilität von Luft ist. Optional ergänzend ist es bevorzugt, dass der Materialabschnitt eine geringe Koerzitivfeldstärke HC kleiner als 1000 A/m aufweist. Der Materialabschnitt ist vorzugsweise ausgebildet, nicht permanent auf zu magnetisieren. Insbesondere ist der Materialabschnitt als eine amorphe Metalllegierung ausgebildet, wie diese z.B. in der Druckschrift DE 19681738 B4 beschrieben ist und deren Inhalt per Referenzierung in die vorliegende Anmeldung übernommen wird. Insbesondere können für den Materialabschnitt weichmagnetische Werkstoffe verwendet werden, welche als amorphe Legierungen ausgebildet sind. Amorphe Legierungen bestehen aus einem Übergangsmetall, wie Fe, Co, Ni, Cr und M, sowie einem Metalloid (Glasbildner) wie B, P, C, und Si oder umfassen diese. Beispielhaft können folgende Legierungen verwendet werden:

  • • Fe 80 B 20
  • • Fe 70 P 20 C 10
  • • Co 58 Ni 10 Fe 5 (Si, B) 27
  • • Fe 39 Ni 39 (Mo, Si, B) 22
It is proposed that a material section with a permeability greater than 30,000 be arranged on the permanent magnet in order to homogenize and / or to concentrate the orientation of the magnetic field of the permanent magnet in the direction of the actuating section. Thus, the material portion has a permeability which is 30000 greater than the permeability of air. Optionally, in addition, it is preferable for the material section to have a low coercive force H C of less than 1000 A / m. The material section is preferably designed not to permanently magnetize. In particular, the material portion is formed as an amorphous metal alloy, as this example in the document DE 19681738 B4 is described and whose content is incorporated by referencing in the present application. In particular, soft magnetic materials which are formed as amorphous alloys can be used for the material section. Amorphous alloys consist of or include a transition metal such as Fe, Co, Ni, Cr, and M, as well as a metalloid (glass former) such as B, P, C, and Si. By way of example, the following alloys can be used:
  • • Fe 80 B 20
  • • Fe 70 P 20 C 10
  • Co 58 Ni 10 Fe 5 (Si, B) 27
  • • Fe 39 Ni 39 (Mo, Si, B) 22

Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz eines derartigen Materialabschnitts mit der genannten Permeabilität die Form des Magnetfelds geändert werden kann, insbesondere das Magnetfeld in bestimmten Bereichen parallelisiert oder fokussiert werden kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Materialabschnitt mit der hohen Permeabilität auf einem Pol des Permanentmagneten auf einer dem Betätigungsabschnitt abgewandten Seite des Permanentmagneten angeordnet ist. In dieser Anordnung hat sich experimentell gezeigt, dass auf der dem Betätigungsabschnitt zugewandten Seite ein sehr homogenes und zudem konzentriertes Magnetfeld erzeugbar ist.It has been shown that the use of such a material section with the stated permeability can change the shape of the magnetic field, in particular the magnetic field can be parallelized or focused in certain areas. Particularly preferably, it is provided that the material portion with the high permeability is arranged on a pole of the permanent magnet on a side facing away from the actuating portion of the permanent magnet. In this arrangement, it has been experimentally shown that on the side facing the operating portion a very homogeneous and also concentrated magnetic field can be generated.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der dem Betätigungsabschnitt zugewandten Seite des Permanentmagneten ein Polschuh aufgesetzt ist, welcher zu einer weiteren Homogenisierung und/oder Bündelung des Magnetfelds führt.In a further development of the invention, provision is made for a pole piece to be placed on the side of the permanent magnet facing the actuating section, which leads to a further homogenization and / or bundling of the magnetic field.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Positionssensor als ein Linearsensor oder als ein Winkelsensor ausgebildet ist. In der Ausbildung als Linearsensor ist es bevorzugt, dass die Messstrecke linear oder geradlinig ausgebildet ist, in der Form als Winkelsensor kann diese zum Beispiel eine Kreisform einnehmen. Auch Zwischenformen zwischen einer linearen und einer kreisförmigen Messstrecke, wie zum Beispiel einer ovalen etc. Messstrecke sind im Rahmen der Erfindung denkbar. In a structural embodiment of the invention can be provided that the position sensor is designed as a linear sensor or as an angle sensor. In the training as a linear sensor, it is preferred that the measuring section is linear or rectilinear, in the form of an angle sensor, this can for example take a circular shape. Also intermediate forms between a linear and a circular measuring section, such as an oval etc. measuring section are conceivable within the scope of the invention.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Positionssensors als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic representation of a position sensor as an embodiment of the invention;

2 eine erste Ausführungsvariante des Details A des Positionssensors in der 1; 2 a first embodiment of the detail A of the position sensor in the 1 ;

3 eine zweite Ausführungsvariante des Details A in der 1; 3 a second embodiment of the detail A in the 1 ;

4 eine dritte Ausführungsvariante des Details A in der 1; 4 a third embodiment of the detail A in the 1 ;

5 eine vierte Ausführungsvariante des Details A in der 1; 5 a fourth embodiment of the detail A in the 1 ;

6 eine fünfte Ausführungsvariante des Details A in der 1. 6 a fifth embodiment of the detail A in the 1 ,

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Positionssensor 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. The 1 shows a schematic representation of a position sensor 1 as an embodiment of the invention.

Der Positionssensor 1 umfasst einen ersten Trägerkörper 2 sowie einen zweiten Trägerkörper 3, welche beispielsweise als Folien ausgebildet sind. Auf dem ersten beziehungsweise zweiten Trägerkörper 2, 3 ist eine erste Elektrode 4 beziehungsweise eine zweite Elektrode 5 angeordnet. Die Elektroden 4, 5 erstrecken sich entlang einer Messstrecke M. Die Elektroden 4, 5 sind voneinander beabstandet angeordnet, insbesondere durch einen Spalt 6 voneinander getrennt. Auf der Rückseite des zweiten Trägerkörpers 3, also auf der dem ersten Trägerkörper 2 abgewandten Seite, ist ein Betätigungsabschnitt 7 angeordnet, welcher sich ebenfalls entlang der Messstrecke M erstreckt. Mindestens der Betätigungsabschnitt 7 und die zweite Elektrode 5 sind flexibel, insbesondere biegbar ausgebildet, optional ergänzend ist auch der zweite Trägerkörper 3 flexibel, insbesondere biegbar ausgebildet. The position sensor 1 comprises a first carrier body 2 and a second carrier body 3 , which are formed for example as films. On the first or second carrier body 2 . 3 is a first electrode 4 or a second electrode 5 arranged. The electrodes 4 . 5 extend along a measuring section M. The electrodes 4 . 5 are spaced apart, in particular by a gap 6 separated from each other. On the back of the second carrier body 3 , So on the first carrier body 2 opposite side, is an operating section 7 arranged, which also extends along the measuring path M. At least the operating section 7 and the second electrode 5 are flexible, in particular bendable formed, optional complementary is also the second carrier body 3 designed to be flexible, in particular bendable.

Der Positionssensor 1 umfasst eine Magneteinrichtung 8, welche in der 1 nur schematisch angedeutet und entlang der Messstrecke M relativ zu den Trägerkörpern 2, 3 verschiebbar angeordnet ist. Somit kann mit der Magneteinrichtung 8 eine beliebige Betätigungsposition P entlang der Messstrecke M ausgewählt werden. Die Magneteinrichtung 8 ist zur Erzeugung eines Magnetfelds B ausgebildet, welches auf dem Betätigungsabschnitt 7 lokal an der Betätigungsposition P den Betätigungsabschnitt 7 aufgrund einer Magnetkraft anzieht. Durch die Anziehung wird der Betätigungsabschnitt 7 lokal im Bereich der Betätigungsposition P gemeinsam mit der zweiten Elektrode 5 in Richtung des ersten Trägerkörpers 1 ausgelenkt oder durchgebogen, sodass die zweite Elektrode 5 in elektrischen Kontakt mit der ersten Elektrode 4 tritt. The position sensor 1 includes a magnetic device 8th which in the 1 indicated only schematically and along the measuring section M relative to the carrier bodies 2 . 3 slidably arranged. Thus, with the magnetic device 8th an arbitrary actuating position P along the measuring section M are selected. The magnetic device 8th is designed to generate a magnetic field B, which on the operating portion 7 locally at the operating position P, the operating portion 7 attracts due to a magnetic force. The attraction becomes the operation section 7 locally in the region of the actuation position P together with the second electrode 5 in the direction of the first carrier body 1 deflected or bent so that the second electrode 5 in electrical contact with the first electrode 4 occurs.

Die Elektroden 4, 5 sind gemeinsam als Potentiometereinrichtung ausgebildet, wobei mindestens eine der Elektroden 4, 5 als eine Widerstandsstrecke ausgebildet ist, sodass sich durch einen Abgriff der Widerstandsstrecke die Position der Betätigungsposition P entlang der Messstrecke M messtechnisch ermitteln lässt.The electrodes 4 . 5 are formed together as potentiometer means, wherein at least one of the electrodes 4 . 5 is designed as a resistance path, so that the position of the actuation position P along the measurement path M can be determined metrologically by tapping the resistance path.

Um eine möglichst genaue Bestimmung der Betätigungsposition P zu erreichen, ist es vorteilhaft, dass die Betätigung des Betätigungsabschnitts 7 reproduzierbar und mit geringer Erstreckung entlang der Messstrecke M erfolgt. Um dies zu erreichen, werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele verschiedene Alternativen einer vorteilhaften und beispielhaften Ausgestaltung der Magneteinrichtung 8 dargestellt:
So zeigt die 2 das Detail A in der 1 als ein erste Ausführungsvariante der Erfindung. Stark schematisiert sind wieder die Trägerkörper 2, 3 mit den Elektroden 4, 5 und dem Betätigungsabschnitt 7 dargestellt. Die Magneteinrichtung 8 umfasst in dieser Ausgestaltung einen Permanentmagneten 9 sowie eine Spuleneinrichtung 10a, wobei sich Permanentmagnet 9 und Spuleneinrichtung 10a auf der gleichen Seite in Bezug auf die Trägerkörper 2, 3 befinden. Der Permanentmagnet 9 und die Spuleneinrichtung 10a sind so arrangiert, dass sich deren magnetische Felder zu einem gemeinsamen Magnetfeld B überlagern. Dabei ist der Permanentmagnet 9 so angeordnet, dass dessen Magnetfeld MP gleichgerichtet und zumindest im Zentrum parallel und koaxial zu dem Magnetfeld MS der Spuleneinrichtung 10a gerichtet ist. Durch die Überlagerung der Magnetfelder MP und MS wird im Zentrum des gemeinsamen Magnetfelds B eine homogene Feldlinienverteilung erreicht, welche eine reproduzierbare Betätigung des Betätigungsabschnitts 7 ermöglicht. Besonders bevorzugt ist die Spuleneinrichtung 10a als eine sogenannte Luftspule ausgebildet, welche im Inneren wahlweise Luft oder ein magnetisch nicht-aktives Material aufweist.
In order to achieve the most accurate determination of the actuation position P, it is advantageous that the actuation of the actuation section 7 reproducible and with a small extension along the measuring section M takes place. In order to achieve this, various alternatives of an advantageous and exemplary embodiment of the magnetic device will be described below with reference to the exemplary embodiments 8th shown:
That's how it shows 2 the detail A in the 1 as a first embodiment of the invention. The carrier bodies are again highly schematic 2 . 3 with the electrodes 4 . 5 and the operation section 7 shown. The magnetic device 8th in this embodiment comprises a permanent magnet 9 and a coil device 10a , where permanent magnet 9 and coil means 10a on the same side with respect to the carrier body 2 . 3 are located. The permanent magnet 9 and the coil means 10a are arranged so that their magnetic fields overlap to form a common magnetic field B. Here is the permanent magnet 9 arranged so that its magnetic field MP rectified and at least in the center parallel and coaxial with the magnetic field MS of the coil means 10a is directed. Due to the superimposition of the magnetic fields MP and MS, a homogeneous field line distribution is achieved in the center of the common magnetic field B, which produces a reproducible actuation of the actuation section 7 allows. Particularly preferred is the coil device 10a designed as a so-called air coil, which optionally has air or a magnetically non-active material in the interior.

Ferner umfasst die Magneteinrichtung 8 eine Sensoreinrichtung 11, welche zur Messung des magnetischen Felds B ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 11 kann beispielsweise als ein Hall-Sensor realisiert sein. Die Sensoreinrichtung 11 ist mit einer Steuerungseinrichtung 12 verbunden, welche auf Basis der Messsignale der Sensoreinrichtung 11 die Stromstärke der Spuleneinrichtung 10a kontrolliert, insbesondere steuert oder regelt. Durch diese ergänzende Maßnahme wird erreicht, dass der Positionssensor 1 auch dann reproduzierbar und sehr genau betrieben werden kann, wenn zum Beispiel Störfelder oder unterschiedliche Temperaturen im Betriebsumfeld auftreten. Furthermore, the magnetic device comprises 8th a sensor device 11 , which is designed to measure the magnetic field B. The sensor device 11 can be realized for example as a Hall sensor. The sensor device 11 is with a control device 12 connected, which on the basis of the measurement signals of the sensor device 11 the current of the coil device 10a controlled, in particular controls or regulates. This supplementary measure ensures that the position sensor 1 can be operated reproducibly and very accurately even if, for example, interference fields or different temperatures occur in the operating environment.

Die 3 zeigt eine Abwandlung der Magneteinrichtung 8 in der 2 in gleicher Darstellung wie die 2. In Abgrenzung zu dem Ausführungsbeispiel in der 2 ist eine Spuleneinrichtung 10b auf einer dem Permanentmagneten 9 abgewandten Seite der Trägerkörper 2, 3 angeordnet. Während das Ausführungsbeispiel in der 2 den Vorteil hat, dass der Permanentmagnet 9 und die Spuleneinrichtung 10a auf einer gemeinsamen Seite der Trägerkörper 2, 3 relativ zu den Trägerkörpern 2, 3 verschoben werden können, ist es ein Vorteil des Ausführungsbeispiels in der 3, dass der Permanentmagnet 9 näher an den Trägerkörpern 2, 3 angeordnet werden kann. Die Verschiebung der Magneteinrichtung 8 kann beispielsweise durch eine gabel- oder U-förmige Aufnahme für den Permanentmagneten 9 und die Spuleneinrichtung 10b erfolgen.The 3 shows a modification of the magnetic device 8th in the 2 in the same representation as the 2 , In contrast to the embodiment in the 2 is a coil device 10b on one of the permanent magnets 9 opposite side of the carrier body 2 . 3 arranged. While the embodiment in the 2 has the advantage that the permanent magnet 9 and the coil means 10a on a common side of the carrier body 2 . 3 relative to the carrier bodies 2 . 3 It can be moved, it is an advantage of the embodiment in the 3 that the permanent magnet 9 closer to the carrier bodies 2 . 3 can be arranged. The displacement of the magnetic device 8th For example, by a forked or U-shaped receptacle for the permanent magnet 9 and the coil means 10b respectively.

Die 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Magneteinrichtung 8, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Spuleneinrichtung 10a als auch die Spuleneinrichtung 10b vorhanden sind, wobei zwischen den Spuleneinrichtungen 10a, b die Trägerkörper 2, 3 angeordnet sind. In dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde zudem auf den Permanentmagneten 9 verzichtet. The 4 shows a third embodiment of the magnetic device 8th In this embodiment, both the coil means 10a as well as the coil device 10b are present, wherein between the coil means 10a , b the carrier body 2 . 3 are arranged. In the in the 4 shown embodiment was also on the permanent magnet 9 waived.

Durch die dargestellte Anordnung, wobei die Spuleneinrichtungen 10a, b koaxial zueinander angeordnet sind und jeweils die gleiche Anzahl von Wicklungen und den gleichen Durchmesser aufweisen, kann ein besonders homogenes, gemeinsames Magnetfeld B im Bereich des Betätigungsabschnitts 7 erzeugt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Spuleneinrichtungen 10a, b in einer sogenannten Helmholtzanordnung zu positionieren, wobei der Radius der Spuleneinrichtungen 10a, b dem Abstand der Spuleneinrichtungen 10a, b zueinander entspricht.By the illustrated arrangement, wherein the coil means 10a , B are arranged coaxially to each other and each having the same number of windings and the same diameter, a particularly homogeneous, common magnetic field B in the region of the actuating portion 7 be generated. For example, it is possible to use the coil devices 10a to position b in a so-called Helmholtz arrangement, wherein the radius of the coil means 10a , b the distance of the coil means 10a , b corresponds to each other.

In der 5 ist die Magneteinrichtung 8 der 4 zusammen mit dem Permanentmagneten 9 dargestellt, der ergänzend zu den Spuleneinrichtungen 10a, b eingesetzt werden kann. In the 5 is the magnetic device 8th of the 4 together with the permanent magnet 9 shown in addition to the coil devices 10a , b can be used.

In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Magneteinrichtung 8 gezeigt, wobei diese den Permanentmagneten 9 umfasst. Auf der den Trägerkörpern 2, 3 abgewandten Seiten des Permanentmagneten 9 ist eine Materialschicht 13 aufgebracht, welche eine Permeabilität größer als 30.000 aufweist. Durch die Schicht mit der sehr hohen Permeabilität wird das Magnetfeld MP des Permanentmagneten 9 und somit das Magnetfeld B derart verzerrt, dass im Bereich des Betätigungsabschnitts 7 die Feldlinien des Magnetfelds B gebündelt und zudem zueinander parallelisiert angeordnet werden. Dieses Ausführungsbeispiel stellt somit eine passive Möglichkeit zur Verbesserung des Magnetfeldes B im Bereich des Betätigungsabschnitts 7 dar. In the 6 is another embodiment of the magnetic device 8th shown, these being the permanent magnet 9 includes. On the carrier bodies 2 . 3 opposite sides of the permanent magnet 9 is a layer of material 13 applied, which has a permeability greater than 30,000. Through the layer with the very high permeability, the magnetic field MP of the permanent magnet 9 and thus the magnetic field B is distorted such that in the region of the actuating portion 7 the field lines of the magnetic field B are bundled and also arranged parallel to each other. This embodiment thus provides a passive possibility for improving the magnetic field B in the region of the actuating portion 7 represents.

Um das Magnetfeld B weiter zu optimieren, ist auf der den Trägerkörpern 2, 3 zugewandten Seite des Permanentmagneten 9 zudem ein Polschuh 14 aufgesetzt. Der in der 6 dargestellte Permanentmagnet 9 mit der Materialschicht 13 und optional ergänzend mit dem Polschuh 14 kann auch bei den Ausführungsbeispielen in den 2, 3 und 5 eingesetzt werden. To further optimize the magnetic field B is on the support bodies 2 . 3 facing side of the permanent magnet 9 also a pole piece 14 placed. The Indian 6 illustrated permanent magnet 9 with the material layer 13 and optionally in addition to the pole piece 14 can also in the embodiments in the 2 . 3 and 5 be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Positionssensor position sensor
22
erster Trägerkörper first carrier body
33
zweiter Trägerkörper second carrier body
44
erste Elektrode first electrode
55
zweite Elektrode second electrode
66
Spalt gap
77
Betätigungsabschnitt  actuating section
88th
Magneteinrichtung magnetic device
99
Permanentmagnet permanent magnet
10a, b10a, b
Spuleneinrichtungen coil means
1111
Sensoreinrichtung sensor device
1212
Steuerungseinrichtung control device
1313
Materialschicht material layer
1414
Polschuh pole
PP
Betätigungsposition operating position
BB
Magnetfeld magnetic field
MM
Messstrecke  measuring distance
MPMP
Magnetfeld des Permanentmagneten 9 Magnetic field of the permanent magnet 9
MSMS
Magnetfeld der Spuleneinrichtung 10a bzw. 10b Magnetic field of the coil device 10a respectively. 10b

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009013533 A1 [0003] DE 102009013533 A1 [0003]
  • DE 19681738 B4 [0024] DE 19681738 B4 [0024]

Claims (10)

Positionssensor (1) mit einem ersten Trägerkörper (2), wobei auf dem ersten Trägerkörper (2) eine erste Elektrode (4) angeordnet ist, mit einem zweiten Trägerkörper (3), wobei auf dem zweiten Trägerkörper (3) eine zweite Elektrode (5) angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Elektrode (4,5) eine Potentiometereinrichtung bilden, die sich entlang einer Messstrecke (M) erstreckt, mit einem magnetisch betätigbaren Betätigungsabschnitt (7), der an dem zweiten Trägerkörper (3) angeordnet ist und sich entlang der Messstrecke (M) erstreckt, mit einer Magneteinrichtung (8), wobei die Magneteinrichtung (8) entlang der Messstrecke (M) verschiebbar angeordnet ist und wobei die Magneteinrichtung (8) ausgebildet ist, den Betätigungsabschnitt (7) an einer auswählbaren Betätigungsposition (P) durch eine Magnetkraft zu betätigen, wobei durch die Betätigung des Betätigungsabschnitts (7) die zwei Elektroden (4, 5) an der Betätigungsposition (P) in einen elektrisch leitenden Kontakt gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (8) zur Erzeugung der Magnetkraft mindestens eine Spuleneinrichtung (10a, b) und einen Permanentmagneten (9) aufweist, wobei diese so angeordnet sind, dass sich die magnetischen Felder (MS, MP) der mindestens einen Spuleneinrichtung (10a, b) und des Permanentmagneten (9) zu einem Magnetfeld (B) überlagern, um den Betätigungsabschnitt (7) an der Betätigungsposition (P) zu betätigen. Position sensor ( 1 ) with a first carrier body ( 2 ), wherein on the first carrier body ( 2 ) a first electrode ( 4 ) is arranged, with a second carrier body ( 3 ), wherein on the second carrier body ( 3 ) a second electrode ( 5 ), wherein the first and second electrodes ( 4 , 5) form a potentiometer device which extends along a measuring path (M), with a magnetically actuatable actuating portion ( 7 ), which on the second carrier body ( 3 ) is arranged and extends along the measuring section (M), with a magnetic device ( 8th ), wherein the magnetic device ( 8th ) is slidably disposed along the measuring section (M) and wherein the magnetic device ( 8th ) is formed, the actuating portion ( 7 ) at a selectable operating position (P) by a magnetic force, wherein by the actuation of the actuating portion ( 7 ) the two electrodes ( 4 . 5 ) arrive at the actuation position (P) in an electrically conductive contact, characterized in that the magnetic device ( 8th ) for generating the magnetic force at least one coil device ( 10a , b) and a permanent magnet ( 9 ), which are arranged so that the magnetic fields (MS, MP) of the at least one coil device ( 10a , b) and the permanent magnet ( 9 ) to a magnetic field (B) overlay the operating section ( 7 ) at the operating position (P). Positionssensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spuleneinrichtung (10a, b) auf einer dem Betätigungsabschnitt (7) abgewandten Seite des ersten Trägerkörpers (2) angeordnet ist. Position sensor ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one coil device ( 10a , b) on an operating section ( 7 ) facing away from the first carrier body ( 2 ) is arranged. Positionssensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spuleneinrichtung (10b) auf einer dem Betätigungsabschnitt (7) zugewandten Seite des zweiten Trägerkörpers (3) angeordnet ist. Position sensor ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one coil device ( 10b ) on an operating section ( 7 ) facing side of the second carrier body ( 3 ) is arranged. Positionssensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (8) zwei Spuleneinrichtungen (10a, b) aufweist, wobei der erste und/oder der zweite Trägerkörper (2, 3) und/oder der Betätigungsabschnitt (7) zwischen den zwei Spuleneinrichtungen (10a, b) angeordnet ist. Position sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims or according to the preamble of claim 1, characterized in that the magnetic device ( 8th ) two coil devices ( 10a , b), wherein the first and / or the second carrier body ( 2 . 3 ) and / or the operating section ( 7 ) between the two coil devices ( 10a , b) is arranged. Positionssensor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Spuleneinrichtungen (10a, b) in einer Helmholtz-Anordnung angeordnet sind. Position sensor ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the two coil devices ( 10a , b) are arranged in a Helmholtz arrangement. Positionssensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (1) eine Sensoreinrichtung (11) zur Messung der magnetischen Feldstärke sowie eine Steuerungseinrichtung (12) zur Steuerung des Stromflusses durch die mindestens eine Spuleneinrichtung (10a, b) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (12) ausgebildet ist, den Stromfluss in Abhängigkeit von der gemessenen magnetischen Feldstärke zu kontrollieren.Position sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor ( 1 ) a sensor device ( 11 ) for measuring the magnetic field strength and a control device ( 12 ) for controlling the flow of current through the at least one coil device ( 10a , b), wherein the control device ( 12 ) is designed to control the current flow in dependence on the measured magnetic field strength. Positionssensor (1) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magneteinrichtung (8) einen bzw. den Permanentmagneten (8) zur Erzeugung der Magnetkraft bzw. eines Teils der Magnetkraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Permanentmagneten (8) ein Materialabschnitt (13) mit einer Permeabilität größer als 30.000 angeordnet ist, um die Ausrichtung des Magnetfelds (MP, B) in Richtung des Betätigungsabschnitts zu formen. Position sensor ( 1 ) according to the preamble of claim 1 or any one of the preceding claims, wherein the magnetic device ( 8th ) one or more permanent magnets ( 8th ) for generating the magnetic force or a part of the magnetic force, characterized in that on the permanent magnet ( 8th ) a material section ( 13 ) having a permeability greater than 30,000 is arranged to shape the orientation of the magnetic field (MP, B) toward the actuating portion. Positionssensor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabschnitt (13) auf einer dem Betätigungsabschnitt (7) abgewandten Seite des Permanentmagneten (9) angeordnet ist. Position sensor ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the material section ( 13 ) on an operating section ( 7 ) facing away from the permanent magnet ( 9 ) is arranged. Positionssensor (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Permanentmagneten (8) ein Polschuh (14) aufgesetzt ist. Position sensor ( 1 ) according to one of claims 7 or 8, characterized in that on the permanent magnet ( 8th ) a pole piece ( 14 ) is attached. Positionssensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor (1) als ein Linearsensor oder als ein Winkelsensor ausgebildet ist. Position sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position sensor ( 1 ) is formed as a linear sensor or as an angle sensor.
DE201310202891 2013-02-22 2013-02-22 Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position Withdrawn DE102013202891A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310202891 DE102013202891A1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310202891 DE102013202891A1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013202891A1 true DE102013202891A1 (en) 2014-08-28

Family

ID=51349392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310202891 Withdrawn DE102013202891A1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013202891A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019112272B4 (en) 2018-08-20 2022-05-05 GM Global Technology Operations LLC Electronic gear selection system for a motor vehicle transmission

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19681738B4 (en) 1996-12-30 2005-04-21 Seibel, Wilhelm, Dipl.-Ing. Method for bundling the magnetic lines of force of permanent magnets and aligning the magnetic flux
DE102009013533A1 (en) 2009-03-19 2010-09-23 Metallux Ag position sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19681738B4 (en) 1996-12-30 2005-04-21 Seibel, Wilhelm, Dipl.-Ing. Method for bundling the magnetic lines of force of permanent magnets and aligning the magnetic flux
DE102009013533A1 (en) 2009-03-19 2010-09-23 Metallux Ag position sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019112272B4 (en) 2018-08-20 2022-05-05 GM Global Technology Operations LLC Electronic gear selection system for a motor vehicle transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2564164B1 (en) Magnetic length measuring system, length measuring method and method for producing a magnetic length measuring system
EP1241437B1 (en) Magnetical position sensor, valve stem with magnetic tube, ring slices
EP1847810B1 (en) Method and device for position detection
EP2521894B1 (en) Method and apparatus for sensing magnetic fields
DE102017222674A1 (en) displacement sensor
EP1662232A1 (en) Linear position sensor
DE102013206518A1 (en) Magnetic field sensor device, actuator and method for determining a relative position
CH700571A2 (en) Hysteresearmer sensor.
EP3108210B1 (en) Sensor arrangement and method for determining a position and/or a change in the position of a measurement object
DE102006057917A1 (en) Inductive sensor device has electrical coils, where corresponding coil core with section that tapers form adjacent section of constant cross section stepwise in coil core longitudinal direction
DE19612422A1 (en) Potentiometer with linearly movable slider and magnetic sensor
DE102018218809A1 (en) Magnetically controlled sensor arrangement
EP3417245B1 (en) Sensor
DE102013202891A1 (en) Position sensor, such as angle sensor or linear sensor for detecting position, has magnetic fields of coil unit and permanent magnet that are superimposed on another magnetic field to actuate actuating portion at actuation position
EP2492641B1 (en) Inductive position sensor
DE102015200620A1 (en) Inductive position determination
WO2004070321A1 (en) Sensor arrangement
EP2028451B1 (en) Inductive sensor assembly with a step-shaped coil core
DE102012000939A1 (en) Sensor unit for determining distance, has magnetic field forming element that is shaped to form magnetic field at different positions along movement range of sensor element with different magnetic field directions
DE102006044779B4 (en) Device for detecting a force and / or a torque
DE102007027149B4 (en) Plunger armature made of metals of different magnetic permeability
DE102006042580A1 (en) Valve position i.e. hydraulic regulating valve, measuring device for active chassis stabilization system, has sensor responding to change in magnetic field, and comprising two sensor units arranged in common housing
DE102016208314A1 (en) Magnetic field sensor and method for measuring an external magnetic field
DE102011121413A1 (en) Sensor unit, particularly travel sensor for use in mobile hydraulics and for determining distance, has magnetic field forming element to form magnetic field with different magnetic field directions at different positions
DE3933627A1 (en) Sensor with permanent magnet system for measuring motion - has permanent magnet rings separated by weakly magnetic ring plate, coil arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20150408

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140214

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination