DE3927007A1 - Sensor zur erfassung von bewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zur Erfas­ sung von Bewegungen, insbesondere der Drehzahl einer um­ laufenden Zahnscheibe, welcher ein von einer Spule umge­ benes Flußleitstück und einen am Flußleitstück befestig­ tan Magneten aufweist, und bei dem das Flußleitstück mit einem Ende aus der Spule heraus bis unmittelbar vor die Zahnscheibe ragt. Solche Sensoren sind beispielsweise in Kraftfahrzeugen allgemein gebräuchlich und deshalb bekannt.

Sensoren dieser Art erfassen die Änderung des Magnetflus­ ses. Immer dann, wenn von der Zahnscheibe ein Zahn dem Sensor gegenüberliegt, erfolgt der Magnetfluß über die Zahnscheibe, so daß die Flußrichtung anders ist, als wenn eine Zahnlücke dem Sensor gegenüberliegt. Nachtei­ lig bei den bekannten Sensoren ist es, daß der Anteil des modulierten Flusses verhältnismäßig gering ist, so daß ein relativ schwaches Nutzsignal entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz einfacher Gestaltung sich ein möglichst starkes Nutz­ signal erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnet auf dem der Zahnscheibe zugewandten Ende des Flußleitstückes angeordnet ist, und die Pole des Magne­ ten quer zum Flußleitstück ausgerichtet sind.

Bei einem solchen Sensor sitzt der Magnet unmittelbar den Zähnen der Zahnscheibe gegenüber. Durch die erfin­ dungsgemäße Ausrichtung der Pole des Magneten und durch seine unmittelbare Nähe zu der Zahnscheibe ergeben sich hohe Magnetflußänderungen, so daß der Sensor Bewegungen sehr genau durch Spannungsänderungen seiner Spule erfas­ sen kann. Trotz dieser funktionellen Vorteile ist der erfindungsgemäße Sensor nicht aufwendiger gestaltet als die bisher bekannten Sensoren zur Bewegungserfassung. Weiterhin hat er den Vorteil, sich auch für verschiedene Zahnmodule ohne Anpassung zu eignen.

Konstruktiv besonders einfach ist der Sensor gestaltet, wenn das Flußleitstück zumindest im Bereich des Magneten eine ebene Fläche aufweist, auf welche der Magnet aufge­ setzt ist.

Ein besonders starkes Nutzsignal läßt sich mit geringem Aufwand erreichen, wenn gemäß einer anderen Ausgestal­ tung der Erfindung das Flußleitstück zwei einander gegen­ überliegende Flächen aufweist, auf welchen jeweils ein Magnet angeordnet ist, und wenn beide Magnete mit dem gleichen Pol auf der jeweiligen Fläche aufsitzen.

Bei dem Flußleitstück kann es sich um ein kostengünstig herstellbares Blechstanzteil handeln, wenn es insgesamt rechteckigen Querschnitt hat.

Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Flußleitstück kreisför­ migen Querschnitt hat, und der Magnet eine auf das Fluß­ leitstück aufgeschobene, in radialer Richtung magneti­ sierte Kreisscheibe ist.

Wenn die Zahnscheibe ein Ring mit Innenverzahnung ist, dann kann das Nutzsignal zusätzlich dadurch verstärkt werden, daß das Flußleitstück nach beiden Seiten hin aus der Spule bis unmittelbar vor die Zähne einer als Ring mit Innenverzahnung ausgebildeten Zahnscheibe ragt, und daß auf beiden Enden jeweils ein Magnet oder zwei Ma­ gnete vorgesehen sind.

Üblicherweise wird man zwischen den Magneten auf dem Flußleitstück eine einzige Spule anordnen. Möglich ist jedoch auch eine Ausgestaltung, gemäß der auf dem Fluß­ leitstück zwischen den Magneten zwei Spulen nebenein­ ander vorgesehen sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und wer­ den nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des Sensors nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Sensors nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Teilbereich einer dritten Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Sensors,

Fig. 4 einen Teilbereich einer vierten Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Sensors,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Sensors nach Fig. 4.

Der in Fig. 1 gezeigte Sensor hat eine als Ring ausge­ bildete Zahnscheibe 1, welcher auf seiner Innenseite ab­ wechselnd Zähne 2 und Zahnlücken 3 hat. In der als Ring ausgebildeten Zahnscheibe 1 ist in radialer Ausrichtung ein Flußleitstück 4 angeordnet, welches von einer Spule 5 umgeben ist. Das Flußleitstück 4 ragt nach beiden Sei­ ten hin aus der Spule 5 heraus und hat dort jeweils auf einander gegenüberliegenden Flächen insgesamt zwei Mag­ nete 6, 7, 8, 9. Diese sind so magnetisiert, daß sie je­ weils mit demselben Pol nach außen weisen. Befinden sich den Magneten 6, 7, 8, 9 jeweils Zähne 2 gegenüber, dann kommt es zu einem Magnetfluß von der jeweiligen Außen­ seite der Magnete 6-9 durch die Zahnscheibe 1 zum Fluß­ leitstück 4 und dann zur Innenseite des jeweiligen Magne­ ten 6-9. Befinden sich den Magneten 6-9 Zahnlücken 3 gegenüber, dann erfolgt der Hauptfluß über die Luft zum Flußleitstück auf der Seite der Magnete 6-9, die der Drehachse der Zahnscheibe 1 zugewandt ist und von dort zur Innenseite der jeweiligen Magnete 6-9.

Die Fig. 2 zeigt, daß der erfindungsgemäße Sensor auch mit einer außenverzahnten Zahnscheibe 1 arbeiten kann. Genau wie bei dem zuvor erläuterten Beispiel ist ein Flußleitstück 4 mit Magneten 6, 7 vorgesehen, welches von der Spule 5 umgeben ist. Natürlich ragt das Flußleit­ stück 4 bei dieser Ausführungsform nur an der der Zahn­ scheibe 1 zugewandten Seite aus der Spule 5 und hat des­ halb auch nur dort die Magnete 6, 7.

Die Fig. 3 zeigt, daß auf dem von der Spule 5 umgebenen Flußleitstück 4 auch nur ein Magnet 6 angeordnet sein kann, der jedoch genau wie bei den vorigen Beispielen quer zur Haupterstreckungsrichtung des Flußleitstückes 4 magnetisiert sein muß.

Während bei den bisher erläuterten Beispielen das Fluß­ leitstück rechteckigen Querschnitt hatte, ist gemäß den Fig. 4 und 5 ein im Querschnitt kreisförmiges Fluß­ leitstück 4 vorgesehen. Auf seinem aus der Spule 5 ragen­ den Ende sitzt ein als Ring ausgebildeter Magnet 10, der in radialer Richtung magnetisiert ist. Dadurch ergibt sich die gleiche Funktion wie bei den zuvor beschrie­ benen Ausführungsbeispielen.

Claims (7)

1. Sensor zur Erfassung von Bewegungen, insbesondere der Drehzahl einer umlaufenden Zahnscheibe, welcher ein von einer Spule umgebenes Flußleitstück und einen am Fluß­ leitstück befestigten Magneten aufweist und bei dem das Flußleitstück mit einem Ende aus der Spule heraus bis unmittelbar vor die Zahnscheibe ragt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnet (6-10) auf dem der Zahn­ scheibe (1) zugewandten Ende des Flußleitstückes (4) an­ geordnet ist und die Pole des Magneten (6-10) quer zum Flußleitstück (4) ausgerichtet sind.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (4) zumindest im Bereich des Magneten (6-9) eine ebene Fläche aufweist, auf welche der Ma­ gnet (6-9) aufgesetzt ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (4) zwei einander gegenüberliegende Flächen aufweist, auf welchen jeweils ein Magnet (6-9) angeordnet ist, und daß beide Magnete (6, 7; 8, 9) mit dem gleichen Pol auf der jeweiligen Fläche aufsitzen.

4. Sensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (4) insgesamt rechteckigen Querschnitt hat.

5. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (4) kreisförmigen Querschnitt hat, und der Magnet (10) eine auf das Flußleitstück (4) aufgescho­ bene, in radialer Richtung magnetisierte Kreisscheibe ist.

6. Sensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (4) nach beiden Seiten hin aus der Spule (5) bis unmittelbar vor die Zähne (2) einer als Ring mit Innnenverzahnung ausgebildeten Zahnscheibe (1) ragt, und daß auf beiden Enden jeweils ein Magnet (6-9) oder zwei Magnete (6-9) vorgesehen sind.

7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Flußleitstück (4) zwischen den Magneten (6-9) zwei Spulen nebeneinander vorgesehen sind.