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WO2011124198A1 - Linear-travel measuring system - Google Patents

Linear-travel measuring system Download PDF

Info

Publication number
WO2011124198A1
WO2011124198A1 PCT/DE2011/000298 DE2011000298W WO2011124198A1 WO 2011124198 A1 WO2011124198 A1 WO 2011124198A1 DE 2011000298 W DE2011000298 W DE 2011000298W WO 2011124198 A1 WO2011124198 A1 WO 2011124198A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnet
piston
sleeve
joint
linearwegmesssystem
Prior art date
Application number
PCT/DE2011/000298
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Gramann
Julian Botiov
Viktor Franz
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & 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 Gmbh & Co. Kg filed Critical Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority to DE112011101226.8T priority Critical patent/DE112011101226B4/en
Publication of WO2011124198A1 publication Critical patent/WO2011124198A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • 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
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/18—Sensors; Details or arrangements thereof

Definitions

  • the invention relates to a Linearwegmesssystem with a sensor device and with a magnet which is mechanically connected to a piston to detect an axial position of the piston.
  • a Gottitzer with a position measuring system which comprises a sensor arranged in a housing, which is associated with an axially displaceably guided magnet, which by means of an elastic E- iements in operative connection with a on the piston attached inner ring of a release bearing is.
  • the object of the invention is to improve the mechanical connection of the magnet to the piston in a Linearwegmesssystem according to the preamble of claim 1.
  • the object is in a Linearwegmesssystem with a sensor device and with a magnet which is mechanically connected to a piston to detect an axial position of the piston, achieved in that the magnet is connected via a hinge to the piston.
  • the position of the magnet provides information about the piston position for the sensor device. Linear motion of the piston is transmitted to the magnet via the joint. Due to the articulated connection between the magnet and the piston, high requirements in terms of robustness, wear resistance and magnetic freedom from interference can be met in a simple manner.
  • a preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the joint is designed as a ball joint.
  • the ball joint preferably comprises a spherical end, which is received in a kind of socket, and allows for the transfer of axial movements compensation of radial tolerances.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the joint comprises a spherical end which is connected to a piston plunger.
  • the piston plunger which can also be designed or designated as a piston rod, is attached to a piston such that axial movements of the piston Bens be transferred to the piston plunger.
  • the piston plunger preferably extends in the direction of movement of the piston.
  • the spherical end is preferably integrally connected to the piston plunger.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that between the spherical end and the magnet, a spring device is clamped.
  • the spring device is preferably designed as a compression spring, in particular as a helical compression spring.
  • the joint is elastically biased in the axial direction. Due to the elastic bias can be compensated during permanent cycles joint wear. Thereby, the accuracy of the Linearwegmesssystems be improved.
  • the elastic bias is preferably designed taking into account dynamics of the linear displacement measuring system and environmental vibrations. According to a further aspect of the invention, the elastic bias can also be generated without spring means by the joint is molded with plastic, for example.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the spherical end of the piston plunger, at least partially, is encompassed by one end of a sleeve, which surrounds the magnet, at least partially.
  • the sleeve preferably has substantially the shape of a straight circular cylinder jacket which surrounds the magnet.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is closed at its end facing away from the joint or has radially inwardly angled stop tabs for the magnet. Thereby, the magnet is fixed in an axial direction away from the hinge. Axial means in the direction of movement of the piston.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is designed at its end facing the joint so that it surrounds a spherical joint part or the spherical end of the piston plunger.
  • the sleeve is preferably designed at its two ends so that the magnet is biased in the sleeve against the spherical hinge part or the spherical end of the piston plunger.
  • a further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is formed of a non-magnetic metal and is deformed at its end facing the joint so that it surrounds the spherical joint part or the spherical end of the piston plunger.
  • the sleeve may be formed of, for example, an aluminum material or a stainless steel material.
  • the sleeve is formed of plastic and injected at its end facing the joint to the spherical hinge part or the spherical end of the piston plunger and the magnet.
  • the spherical joint part or the spherical end of the piston plunger and / or the magnet can be designed as inserts, which are encapsulated in an injection mold with plastic.
  • the spherical joint part or the spherical end of the piston tappet may also be formed from plastic and represent parts of a multi-component injection molded part with magnet inserted.
  • Linearwegmesssystems Another preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is guided in a guide tube movable back and forth.
  • the guide tube may be formed of metal and centered on a housing of the Linearwegmesssystems.
  • the guide tube can also be integrally connected to the housing of the Linearwegmesssystems.
  • the invention relates to a clutch actuator, preferably a hydrostatic clutch actuator, with a previously described linear displacement measuring system.
  • a clutch actuator preferably a hydrostatic clutch actuator
  • the construction and the function of the clutch actuator are described, for example, in German Offenlegungsschrift DE 10 2008 044 823 A1.
  • Figure 1 shows an embodiment of a Linearwegmesssystems invention
  • Figure 2 shows the sleeve with the magnet of Figure 1 in two different perspective
  • Figure 3 is a similar view as in Figure 2 according to another embodiment in three different perspective views and
  • Figure 4 shows a detail of Figure 1 according to another embodiment with a
  • FIG. 1 shows a Linearwegmesssystem 1 with a sensor device 2 and a housing 4 is shown in section.
  • a circuit board 5 is arranged with a linear sensor 6.
  • the linear sensor 6 cooperates with a magnet 8 which is movable in response to the movement of a (not shown) piston in the axial direction, that is, in Figure 1 parallel to the circuit board 5, back and forth.
  • the magnet 8 has the shape of a straight circular cylinder with a north pole at a first end 11 and a south pole at a second end 12.
  • the first end 11 of the magnet 8 is formed as a kind of socket on which abuts a spherical end 14 of a piston plunger 15 ,
  • the spherical end 14 is integrally connected in the illustrated embodiment with the piston plunger 15.
  • the piston plunger 15 is attached to the piston 8 at its other end (not shown).
  • the sleeve 20 is formed of a non-magnetic metal, such as aluminum, and has substantially the shape of a straight hollow cylinder shell, which is partially closed at one end by the stop tabs 16, 17. At its other end, the hollow cylinder shell is open.
  • the piston plunger 15 extends toward the magnet 8, which is arranged in the sleeve 20.
  • the spherical end 14 of the piston plunger 15, together with the joint cup-like end 11 of the magnet 8 and / or the sleeve 20 is an inventive joint.
  • the sleeve 20 has at its open end an abutment portion 21, in which the sleeve 20 rests against the spherical end 14 of the piston plunger 15.
  • the contact section 21 merges into a fixing section 22, in which the sleeve 20 is deformed or partially deformed in such a way that it encompasses the spherical end 14 of the piston plunger 15.
  • the magnet 8 with the aid of the fixing section 22 in axial Rieh- tion between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the stop tabs 16, 17 clamped in the sleeve 20.
  • the clamping ensures that the connection between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the magnet 8 is free of play.
  • the sleeve 20 is guided with the accommodated therein spherical end 14 and the magnet 8 in a guide tube 24 movable back and forth.
  • the guide tube 24 has the shape of a straight circular cylinder jacket and is centered at one end in a centering 25 on the housing 4.
  • the housing 4 is formed, for example, of plastic, while the guide tube 24 is formed of a non-magnetic metal, such as aluminum or stainless steel.
  • the sleeve 20 is shown with the magnet 8 received therein and the spherical end 14 of the piston plunger 15 in perspective in the assembled state and in longitudinal section. In longitudinal section, it can be seen that the sleeve 20 surrounds the piston 15 at the transition to the spherical end 14 with the fixing portion 22 in an annular manner. Characterized the magnet 8 is stably clamped between the spherical end 14 and the stop tabs 16, 17.
  • FIG. 3 shows a similar exemplary embodiment as in FIG. 2 with a sleeve 30 made of a plastic material.
  • the sleeve 30 is preferably designed as an injection molded part with a closed end 31 and a contact and fixing section 32 at its other end.
  • the closed end 31 represents a stop for the magnet 8 applied thereto.
  • the abutment and fixing portion 32 surrounds the spherical end 14 of the piston plunger 15 articulated so that the magnet 8 between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the closed end 31 of the sleeve 30 is clamped.
  • the abutment and fixing section 32 of the sleeve 30 is provided with axially extending slots 34 which divide the abutment and fixing section 32 into a plurality of axial and fixing lugs 35.
  • the axial and fixation 35 are slightly movable in the radial direction and biased against the spherical end 14 of the piston plunger 15.
  • FIG. 4 shows a similar exemplary embodiment as in FIG. 1, in which a spring device 42 is arranged between an end 41 of the magnet 8 facing the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the spherical end 14.
  • the spring device 42 is designed as a helical compression spring and clamped in the axial direction under bias between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the magnet 8.
  • the spherical end 14 of the piston plunger 15 has a shoulder 44, which serves to receive and fix an end turn of the spring device 42.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a linear-travel measuring system, comprising a sensor device and a magnet, which is mechanically connected to a piston in order to detect an axial position of the piston. The invention is characterized in that the magnet is connected to the piston by means of a joint.

Description

Linearwegmesssystem  Linearwegmesssystem
Die Erfindung betrifft ein Linearwegmesssystem mit einer Sensoreinrichtung und mit einem Magneten, der mechanisch an einen Kolben angebunden ist, um eine axiale Position des Kolbens zu erfassen. The invention relates to a Linearwegmesssystem with a sensor device and with a magnet which is mechanically connected to a piston to detect an axial position of the piston.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 032 831 A1 ist ein Zentralausrücker mit einem Wegmesssystem bekannt, das einen in einem Gehäuse angeordneten Sensor umfasst, dem ein axial verschiebbar geführter Magnet zugeordnet ist, der mittels eines elastischen E- iements in Wirkverbindung mit einem an dem Kolben befestigten Innenring eines Ausrücklagers steht. From the German patent application DE 10 2009 032 831 A1 a Zentralausrücker with a position measuring system is known, which comprises a sensor arranged in a housing, which is associated with an axially displaceably guided magnet, which by means of an elastic E- iements in operative connection with a on the piston attached inner ring of a release bearing is.
Aufgabe der Erfindung ist es, die mechanische Anbindung des Magneten an den Kolben bei einem Linearwegmesssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern. The object of the invention is to improve the mechanical connection of the magnet to the piston in a Linearwegmesssystem according to the preamble of claim 1.
Die Aufgabe ist bei einem Linearwegmesssystem mit einer Sensoreinrichtung und mit einem Magneten, der mechanisch an einen Kolben angebunden ist, um eine axiale Position des Kolbens zu erfassen, dadurch gelöst, dass der Magnet über ein Gelenk an den Kolben angebunden ist. Die Position des Magneten stellt Informationen über die Kolbenposition für die Sensoreinrichtung dar. Über das Gelenk werden Linearbewegungen des Kolbens auf den Magneten übertragen. Durch die gelenkige Verbindung zwischen dem Magneten und dem Kolben können auf einfache Art und Weise hohe Anforderungen in Bezug auf Robustheit, Verschleißfestigkeit und magnetische Störfreiheit erfüllt werden. The object is in a Linearwegmesssystem with a sensor device and with a magnet which is mechanically connected to a piston to detect an axial position of the piston, achieved in that the magnet is connected via a hinge to the piston. The position of the magnet provides information about the piston position for the sensor device. Linear motion of the piston is transmitted to the magnet via the joint. Due to the articulated connection between the magnet and the piston, high requirements in terms of robustness, wear resistance and magnetic freedom from interference can be met in a simple manner.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk als Kugelgelenk ausgeführt ist. Das Kugelgelenk umfasst vorzugsweise ein kugeliges Ende, das in einer Art Gelenkpfanne aufgenommen ist, und ermöglicht bei der Übergabe von axialen Bewegungen einen Ausgleich von Radialtoleranzen. A preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the joint is designed as a ball joint. The ball joint preferably comprises a spherical end, which is received in a kind of socket, and allows for the transfer of axial movements compensation of radial tolerances.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein kugeliges Ende umfasst, das mit einem Kolbenstößel verbunden ist. Der Kolbenstößel, der auch als Kolbenstange ausgeführt beziehungsweise bezeichnet werden kann, ist so an einem Kolben angebracht, dass axiale Bewegungen des Kol- bens auf den Kolbenstößel übertragen werden. Der Kolbenstößel erstreckt sich vorzugsweise in der Bewegungsrichtung des Kolbens. Das kugelige Ende ist vorzugsweise einstückig mit dem Kolbenstößel verbunden. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the joint comprises a spherical end which is connected to a piston plunger. The piston plunger, which can also be designed or designated as a piston rod, is attached to a piston such that axial movements of the piston Bens be transferred to the piston plunger. The piston plunger preferably extends in the direction of movement of the piston. The spherical end is preferably integrally connected to the piston plunger.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem kugeligen Ende und dem Magneten eine Federeinrichtung eingespannt ist. Die Federeinrichtung ist vorzugsweise als Druckfeder, insbesondere als Schraubendruckfeder, ausgeführt. Durch die Feder wird das Gelenk in axialer Richtung elastisch vorgespannt. Durch die elastische Vorspannung kann ein bei Dauerzyklen entstehender Gelenkverschleiß ausgeglichen werden. Dadurch kann die Genauigkeit des Linearwegmesssystems verbessert werden. Die elastische Vorspannung wird vorzugsweise unter Berücksichtigung einer Dynamik des Linearwegmesssystems und von Umgebungsvibrationen ausgelegt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die elastische Vorspannung auch ohne Federeinrichtung erzeugt werden, indem das Gelenk zum Beispiel mit Kunststoff umspritzt wird. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that between the spherical end and the magnet, a spring device is clamped. The spring device is preferably designed as a compression spring, in particular as a helical compression spring. By the spring, the joint is elastically biased in the axial direction. Due to the elastic bias can be compensated during permanent cycles joint wear. Thereby, the accuracy of the Linearwegmesssystems be improved. The elastic bias is preferably designed taking into account dynamics of the linear displacement measuring system and environmental vibrations. According to a further aspect of the invention, the elastic bias can also be generated without spring means by the joint is molded with plastic, for example.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das kugelige Ende des Kolbenstößels, zumindest teilweise, von einem Ende einer Hülse umgriffen ist, die den Magneten, zumindest teilweise, umgibt. Dadurch können auf einfache Art und Weise Radialtoleranzen, Positionstoleranzen, Abriebeffekte und/oder Dehnungseffekte kompensiert werden. Die Hülse hat vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels, der den Magneten umgibt. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the spherical end of the piston plunger, at least partially, is encompassed by one end of a sleeve, which surrounds the magnet, at least partially. As a result, radial tolerances, positional tolerances, abrasion effects and / or expansion effects can be compensated in a simple manner. The sleeve preferably has substantially the shape of a straight circular cylinder jacket which surrounds the magnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse an ihrem dem Gelenk abgewandten Ende geschlossen ist oder radial nach innen abgewinkelte Anschlaglaschen für den Magneten aufweist. Dadurch wird der Magnet in einer axialen Richtung weg von dem Gelenk fixiert. Axial bedeutet in Bewegungsrichtung des Kolbens. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is closed at its end facing away from the joint or has radially inwardly angled stop tabs for the magnet. Thereby, the magnet is fixed in an axial direction away from the hinge. Axial means in the direction of movement of the piston.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende so gestaltet ist, dass sie ein kugeliges Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels umgreift. Dabei ist die Hülse an ihren beiden Enden vorzugsweise so gestaltet, dass der Magnet in der Hülse gegen das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels vorgespannt wird. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse aus einem nicht magnetischen Metall gebildet und an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende so verformt ist, dass sie das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels umgreift. Die Hülse kann zum Beispiel aus einem Aluminiummaterial oder einem Edelstahlmaterial gebildet sein. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is designed at its end facing the joint so that it surrounds a spherical joint part or the spherical end of the piston plunger. The sleeve is preferably designed at its two ends so that the magnet is biased in the sleeve against the spherical hinge part or the spherical end of the piston plunger. A further preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is formed of a non-magnetic metal and is deformed at its end facing the joint so that it surrounds the spherical joint part or the spherical end of the piston plunger. The sleeve may be formed of, for example, an aluminum material or a stainless steel material.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse aus Kunststoff gebildet und an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende um das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels und den Magneten gespritzt ist. Dabei können das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels und/oder der Magnet als Einlegeteile ausgeführt sein, die in einem Spritzgusswerkzeug mit Kunststoff umspritzt werden. Das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende des Kolbenstößels können aber auch aus Kunststoff gebildet sein und Teile eines Mehrkomponenten-Spritzgussteils mit eingelegtem Magneten darstellen. Another preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is formed of plastic and injected at its end facing the joint to the spherical hinge part or the spherical end of the piston plunger and the magnet. In this case, the spherical joint part or the spherical end of the piston plunger and / or the magnet can be designed as inserts, which are encapsulated in an injection mold with plastic. However, the spherical joint part or the spherical end of the piston tappet may also be formed from plastic and represent parts of a multi-component injection molded part with magnet inserted.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Linearwegmesssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse in einem Führungsrohr hin und her bewegbar geführt ist. Das Führungsrohr kann aus Metall gebildet und an einem Gehäuse des Linearwegmesssystems zentriert sein. Das Führungsrohr kann aber auch einstückig mit dem Gehäuse des Linearwegmesssystems verbunden sein. Another preferred embodiment of the Linearwegmesssystems is characterized in that the sleeve is guided in a guide tube movable back and forth. The guide tube may be formed of metal and centered on a housing of the Linearwegmesssystems. The guide tube can also be integrally connected to the housing of the Linearwegmesssystems.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kupplungsaktor, vorzugsweise einen hydrostatischen Kupplungsaktor, mit einem vorab beschriebenen Linearwegmesssystem. Der Aufbau und die Funktion des Kupplungsaktors sind zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 044 823 A1 beschrieben. In particular, the invention relates to a clutch actuator, preferably a hydrostatic clutch actuator, with a previously described linear displacement measuring system. The construction and the function of the clutch actuator are described, for example, in German Offenlegungsschrift DE 10 2008 044 823 A1.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Linearwegmesssystems im Figure 1 shows an embodiment of a Linearwegmesssystems invention in
Längsschnitt durch einen Magneten, der in einer Hülse aufgenommen ist;  Longitudinal section through a magnet which is accommodated in a sleeve;
Figur 2 die Hülse mit dem Magneten aus Figur 1 in zwei verschiedenen perspektivischen Figure 2 shows the sleeve with the magnet of Figure 1 in two different perspective
Ansichten; Figur 3 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen perspektivischen Ansichten und views; Figure 3 is a similar view as in Figure 2 according to another embodiment in three different perspective views and
Figur 4 einen Ausschnitt aus Figur 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Figure 4 shows a detail of Figure 1 according to another embodiment with a
Federeinrichtung.  Spring means.
In Figur 1 ist ein Linearwegmesssystem 1 mit einer Sensoreinrichtung 2 und einem Gehäuse 4 im Schnitt dargestellt. In dem Gehäuse 4 ist eine Leiterplatte 5 mit einem Linearsensor 6 angeordnet. Der Linearsensor 6 wirkt mit einem Magneten 8 zusammen, der in Abhängigkeit von der Bewegung eines (nicht dargestellten) Kolbens in axialer Richtung, das heißt in Figur 1 parallel zu der Leiterplatte 5, hin und her bewegbar ist. 1 shows a Linearwegmesssystem 1 with a sensor device 2 and a housing 4 is shown in section. In the housing 4, a circuit board 5 is arranged with a linear sensor 6. The linear sensor 6 cooperates with a magnet 8 which is movable in response to the movement of a (not shown) piston in the axial direction, that is, in Figure 1 parallel to the circuit board 5, back and forth.
Der Magnet 8 hat die Gestalt eines geraden Kreiszylinders mit einem Nordpol an einem ersten Ende 11 und einem Südpol an einem zweiten Ende 12. Das erste Ende 11 des Magneten 8 ist als eine Art Gelenkpfanne ausgebildet, an der ein kugeliges Ende 14 eines Kolbenstößels 15 anliegt. Das kugelige Ende 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Kolbenstößels 15 verbunden. Der Kolbenstößel 15 ist an seinem anderen (nicht dargestellten) Ende an dem Kolben 8 angebracht. The magnet 8 has the shape of a straight circular cylinder with a north pole at a first end 11 and a south pole at a second end 12. The first end 11 of the magnet 8 is formed as a kind of socket on which abuts a spherical end 14 of a piston plunger 15 , The spherical end 14 is integrally connected in the illustrated embodiment with the piston plunger 15. The piston plunger 15 is attached to the piston 8 at its other end (not shown).
Mit seinem zweiten Ende 12 liegt der Magnet 8 an Anschlaglaschen 16, 17 an, die von einer Hülse 20 radial nach innen abgewinkelt sind. Die Hülse 20 ist aus einem nicht magnetischen Metall, wie Aluminium, gebildet und hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Hohlzylindermantels, der an einem Ende durch die Anschlaglaschen 16, 17 teilweise geschlossen ist. An seinem anderen Ende ist der Hohlzylindermantel offen. Durch das offene Ende der Hülse 20 erstreckt sich der Kolbenstößel 15 zu dem Magneten 8 hin, der in der Hülse 20 angeordnet ist. Das kugelige Ende 14 des Kolbenstößels 15 stellt zusammen mit dem gelenkpfannenartig ausgebildeten Ende 11 des Magneten 8 und/oder der Hülse 20 ein erfindungsgemäßes Gelenk dar. With its second end 12 of the magnet 8 abuts on stop tabs 16, 17, which are angled radially inwardly from a sleeve 20. The sleeve 20 is formed of a non-magnetic metal, such as aluminum, and has substantially the shape of a straight hollow cylinder shell, which is partially closed at one end by the stop tabs 16, 17. At its other end, the hollow cylinder shell is open. Through the open end of the sleeve 20, the piston plunger 15 extends toward the magnet 8, which is arranged in the sleeve 20. The spherical end 14 of the piston plunger 15, together with the joint cup-like end 11 of the magnet 8 and / or the sleeve 20 is an inventive joint.
Die Hülse 20 weist an ihrem offenen Ende einen Anlageabschnitt 21 auf, in welchem die Hülse 20 an dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 anliegt. Der Anlageabschnitt 21 geht in einen Fixierabschnitt 22 über, in welchem die Hülse 20 so verformt oder partiell deformiert ist, dass sie das kugelige Ende 14 des Kolbenstößels 15 umgreift. Im dargestellten zusammengebauten Zustand ist der Magnet 8 mit Hilfe des Fixierabschnitts 22 in axialer Rieh- tung zwischen dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 und den Anschlaglaschen 16, 17 in der Hülse 20 eingespannt. The sleeve 20 has at its open end an abutment portion 21, in which the sleeve 20 rests against the spherical end 14 of the piston plunger 15. The contact section 21 merges into a fixing section 22, in which the sleeve 20 is deformed or partially deformed in such a way that it encompasses the spherical end 14 of the piston plunger 15. In the illustrated assembled state, the magnet 8 with the aid of the fixing section 22 in axial Rieh- tion between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the stop tabs 16, 17 clamped in the sleeve 20.
Durch die Einspannung wird sichergestellt, dass die Verbindung zwischen dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 und dem Magneten 8 spielfrei ist. Durch die erfindungsgemäße Anbindung des Magneten 8 an den Kolbenstößels 15 können Radialtoleranzen beziehungsweise Konzentrizitäten in der Führung, Positionstoleranzen der Zentrierung, Abriebeffekte über Dauerzyklen und thermische Ausdehnungseffekte ausgeglichen werden. The clamping ensures that the connection between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the magnet 8 is free of play. By the inventive connection of the magnet 8 to the piston plunger 15 radial tolerances or concentricities in the leadership, positional tolerances of the centering, abrasion effects on permanent cycles and thermal expansion effects can be compensated.
Die Hülse 20 ist mit dem darin aufgenommenen kugeligen Ende 14 und dem Magneten 8 in einem Führungsrohr 24 hin und her bewegbar geführt. Das Führungsrohr 24 hat die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels und ist an einem Ende in einer Zentrierung 25 an dem Gehäuse 4 zentriert. Das Gehäuse 4 ist zum Beispiel aus Kunststoff gebildet, während das Führungsrohr 24 aus einem nicht magnetischen Metall, wie Aluminium oder Edelstahl, gebildet ist. The sleeve 20 is guided with the accommodated therein spherical end 14 and the magnet 8 in a guide tube 24 movable back and forth. The guide tube 24 has the shape of a straight circular cylinder jacket and is centered at one end in a centering 25 on the housing 4. The housing 4 is formed, for example, of plastic, while the guide tube 24 is formed of a non-magnetic metal, such as aluminum or stainless steel.
In Figur 2 ist die Hülse 20 mit dem darin aufgenommenen Magneten 8 und dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 perspektivisch im zusammengebauten Zustand und im Längsschnitt dargestellt. Im Längsschnitt sieht man, dass die Hülse 20 den Kolben 15 am Übergang zu dem kugeligen Ende 14 mit dem Fixierabschnitt 22 ringartig umgreift. Dadurch wird der Magnet 8 stabil zwischen dem kugeligen Ende 14 und den Anschlaglaschen 16, 17 eingespannt. In Figure 2, the sleeve 20 is shown with the magnet 8 received therein and the spherical end 14 of the piston plunger 15 in perspective in the assembled state and in longitudinal section. In longitudinal section, it can be seen that the sleeve 20 surrounds the piston 15 at the transition to the spherical end 14 with the fixing portion 22 in an annular manner. Characterized the magnet 8 is stably clamped between the spherical end 14 and the stop tabs 16, 17.
In Figur 3 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 2 mit einer Hülse 30 aus einem Kunststoffmaterial dargestellt. Die Hülse 30 ist vorzugsweise als Spritzgussteil mit einem geschlossenen Ende 31 und einem Anlage- und Fixierabschnitt 32 an ihrem anderen Ende ausgeführt. Das geschlossene Ende 31 stellt einen Anschlag für den daran anliegenden Magneten 8 dar. FIG. 3 shows a similar exemplary embodiment as in FIG. 2 with a sleeve 30 made of a plastic material. The sleeve 30 is preferably designed as an injection molded part with a closed end 31 and a contact and fixing section 32 at its other end. The closed end 31 represents a stop for the magnet 8 applied thereto.
Der Anlage- und Fixierabschnitt 32 umgibt das kugelige Ende 14 des Kolbenstößels 15 gelenkartig so, dass der Magnet 8 zwischen dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 und dem geschlossenen Ende 31 der Hülse 30 eingespannt wird. Der Anlage- und Fixierabschnitt 32 der Hülse 30 ist mit axial verlaufenden Schlitzen 34 versehen, die den Anlage- und Fixierabschnitt 32 in mehrere Axial- und Fixierlaschen 35 unterteilen. Die Axial- und Fixierla- schen 35 sind in radialer Richtung geringfügig bewegbar und gegen das kugelige Ende 14 des Kolbenstößels 15 vorgespannt. The abutment and fixing portion 32 surrounds the spherical end 14 of the piston plunger 15 articulated so that the magnet 8 between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the closed end 31 of the sleeve 30 is clamped. The abutment and fixing section 32 of the sleeve 30 is provided with axially extending slots 34 which divide the abutment and fixing section 32 into a plurality of axial and fixing lugs 35. The axial and fixation 35 are slightly movable in the radial direction and biased against the spherical end 14 of the piston plunger 15.
In Figur 4 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in Figur 1 dargestellt, bei dem zwischen einem dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 zugewandten Ende 41 des Magneten 8 und dem kugeligen Ende 14 eine Federeinrichtung 42 angeordnet ist. Die Federeinrichtung 42 ist als Schraubendruckfeder ausgeführt und in axialer Richtung unter Vorspannung zwischen dem kugeligen Ende 14 des Kolbenstößels 15 und dem Magneten 8 eingespannt. Das kugelige Ende 14 des Kolbenstößels 15 weist einen Absatz 44 auf, der dazu dient, eine Endwindung der Federeinrichtung 42 aufzunehmen und zu fixieren. FIG. 4 shows a similar exemplary embodiment as in FIG. 1, in which a spring device 42 is arranged between an end 41 of the magnet 8 facing the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the spherical end 14. The spring device 42 is designed as a helical compression spring and clamped in the axial direction under bias between the spherical end 14 of the piston plunger 15 and the magnet 8. The spherical end 14 of the piston plunger 15 has a shoulder 44, which serves to receive and fix an end turn of the spring device 42.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
Li nearweg messsystem Li near-path measuring system
Sensoreinrichtung sensor device
Gehäuse  casing
Leiterplatte  circuit board
Linearsensor  linear sensor
Magnet magnet
erstes Ende first end
zweites Ende second end
kugeliges Ende spherical end
Kolbenstößel plunger rod
Anschlaglasche stop tab
Anschlaglasche stop tab
Hülse shell
Anlageabschnitt contact section
Fixierabschnitt fixing
Führungsrohr guide tube
Zentrierung centering
Hülse shell
geschlossenes Ende closed end
Anlage- und Fixierabschnitt Investment and fixing section
Schlitze slots
Axial- und Fixierlaschen Axial and fixing straps
zugewandtes Ende facing end
Federeinrichtung spring means
Absatz paragraph

Claims

Patentansprüche claims
1. Linearwegmesssystem mit einer Sensoreinrichtung (2) und mit einem Magneten (8), der mechanisch an einen Kolben angebunden ist, um eine axiale Position des Kolbens zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (8) über ein Gelenk an den Kolben angebunden ist. 1. Linearwegmesssystem with a sensor device (2) and with a magnet (8) which is mechanically connected to a piston to detect an axial position of the piston, characterized in that the magnet (8) connected via a hinge to the piston is.
2. Linearwegmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk als Kugelgelenk ausgeführt ist. 2. Linearwegmesssystem according to claim 1, characterized in that the joint is designed as a ball joint.
3. Linearwegmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein kugeliges Ende (14) umfasst, das mit einem Kolbenstößel (15) verbunden ist. 3. Linearwegmesssystem according to any one of the preceding claims, characterized in that the joint comprises a spherical end (14) which is connected to a piston plunger (15).
4. Linearwegmesssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem kugeligen Ende (14) und dem Magneten (8) eine Federeinrichtung (42) eingespannt ist. 4. Linearwegmesssystem according to claim 3, characterized in that between the spherical end (14) and the magnet (8) has a spring means (42) is clamped.
5. Linearwegmesssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das kugelige Ende (14) des Kolbenstößels (15), zumindest teilweise, von einem Ende einer Hülse (20;30) umgriffen ist, die den Magneten (8), zumindest teilweise, umgibt. 5. Linearwegmesssystem according to claim 3 or 4, characterized in that the spherical end (14) of the piston plunger (15), at least partially, by one end of a sleeve (20; 30) is encompassed, the magnet (8), at least partially , surrounds.
6. Linearwegmesssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20;30) an ihrem dem Gelenk abgewandten Ende (31) geschlossen ist oder radial nach innen abgewinkelte Anschlaglaschen (16,17) für den Magneten (8) aufweist. 6. Linearwegmesssystem according to claim 4 or 5, characterized in that the sleeve (20; 30) at its end facing away from the joint (31) is closed or radially inwardly angled stop tabs (16,17) for the magnet (8).
7. Linearwegmesssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20;30) an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende so gestaltet ist, dass sie ein kugeliges Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende (14) des Kolbenstößels (15) umgreift. 7. Linearwegmesssystem according to one of claims 4 to 6, characterized in that the sleeve (20; 30) is designed at its end facing the joint so that it surrounds a spherical joint part or the spherical end (14) of the piston plunger (15) ,
8. Linearwegmesssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) aus einem nicht magnetischen Metall gebildet und an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende so verformt ist, dass sie das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende (14) des Kolbenstößels (15) umgreift. 8. Linearwegmesssystem according to claim 7, characterized in that the sleeve (20) is formed of a non-magnetic metal and is deformed at its end facing the joint so that it is the spherical joint part or the spherical end (14) of the piston plunger (15). embraces.
9. Linearwegmesssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse9. Linearwegmesssystem according to claim 7, characterized in that the sleeve
(30) aus Kunststoff gebildet und an ihrem dem Gelenk zugewandten Ende um das kugelige Gelenkteil beziehungsweise das kugelige Ende (14) des Kolbenstößels (15) und den Magneten gespritzt ist. (30) formed of plastic and at its end facing the joint around the spherical joint part or the spherical end (14) of the piston plunger (15) and the magnet is injected.
10. Linearwegmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20;30) in einem Führungsrohr (24) hin und her bewegbar geführt ist. 10. Linearwegmesssystem according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (20; 30) is guided in a guide tube (24) movable back and forth.
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