DE102004060920A1 - Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung - Google Patents

Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102004060920A1
DE102004060920A1 DE102004060920A DE102004060920A DE102004060920A1 DE 102004060920 A1 DE102004060920 A1 DE 102004060920A1 DE 102004060920 A DE102004060920 A DE 102004060920A DE 102004060920 A DE102004060920 A DE 102004060920A DE 102004060920 A1 DE102004060920 A1 DE 102004060920A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bar magnet
cross
measuring device
section
body portion
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.)
Granted
Application number
DE102004060920A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004060920B4 (de
Inventor
Ralf Sablotny
Martin Rotigel
Stephan Thomas
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.)
Woco Industrietechnik GmbH
Original Assignee
Woco Industrietechnik GmbH
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 Woco Industrietechnik GmbH filed Critical Woco Industrietechnik GmbH
Priority to DE102004060920A priority Critical patent/DE102004060920B4/de
Publication of DE102004060920A1 publication Critical patent/DE102004060920A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004060920B4 publication Critical patent/DE102004060920B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • 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
    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/80Manufacturing details of magnetic targets for magnetic encoders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Bei einem Stabmagneten für eine Meßeinrichtung, wie eine Wegmeßeinrichtung, die einen Sensor, wie einen Hallsensor, zum Erfassen der magnetischen Flußdichte des Stabmagneten umfaßt, wobei der Stabmagnet im wesentlichen mittig einen Körperabschnitt größten Querschnitts aufweist, ist vorgesehen, daß sich der Stabmagnet von dem Körperabschnitt in seine Längsrichtung hin zu seinen freien Enden verjüngt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stabmagneten für eine Meßeinrichtung, insbesondere eine Wegmeßeinrichtung, die einen Sensor, wie einen Hallsensor, zum Erfassen der magnetischen Flußdichte des Stabmagneten aufweist.
  • Stabmagnete für Meßeinrichtungen haben üblicherweise einen rotationssymmetrischen Aufbau mit einem in Längsrichtung des Stabmagneten im wesentlichen unveränderlichen Querschnitt.
  • Ein derartiger Stabmagnet ist beispielsweise in der Wegmeßeinrichtung der DE 197 51 519 C2 eingesetzt, bei der ein Hallsensor relativ zu dem zylindrischen Stabmagneten verschieblich gehalten ist. Je nach Position des Hallsensors gegenüber dem Stabmagneten erzeugt der Hallsensor ein elektrisches Spannungssignal in Abhängigkeit von dem Magnetfeldverlauf des Stabmagneten. Aufgrund des nicht linearen Verlaufs des von dem Stabmagneten erzeugten Magnetfeldes ist für die bekannte Wegmeßeinrichtung eine Elektronik notwendig, die anhand der bekannten Magnetfeldverläufe von zylindrischen Stabmagneten die durch die fehlende Linearität des Stabmagnetfeldverlaufs hervorgerufenen Meßfehler des Hallsensors korrigiert.
  • Diese Nicht-Linearität des Magnetfeldverlaufs eines zylindrischen Stabmagneten mit einer Länge von 4,5 cm und einem Durchmesser von 6 mm ähnlich dem der DE 197 51 519 ist in dem in beiliegender 1 gezeigten Diagramm verdeutlicht, in dem auf der linken Ordinatenachse das Spannungsausgabesignal Uout eines sich längs des Stabmagneten bewegenden Hallsensors aufgetragen ist. Auf der rechten Ordinatenachse ist eine Meßfehlerverteilung in Prozent aufgetragen, welche Auskunft über Meßfehler gibt, die sich in erster Linie aufgrund des nichtlinearen Magnetfeldverlaufs des Stabmagneten ergeben. Auf der Abszissenachse ist eine Wegstrecke längs des Stabmagneten aufgetragen, auf der ein mehr oder weniger linearer Magnetfeldverlauf gegeben ist. Die Mittellinie a repräsentiert die tatsächliche gemessene Ausgangsspannung Uout des Hallsensors. Die die Linie a umgebenden Hüllinien b und c deuten einen 2%-igen Toleranzbereich an. Die sinusförmige Kurve f gibt ein Maß für den beeinträchtigenden Einfluß der fehlenden Linearität des Magnetfeldes des zylindrischen Stabmagneten auf die Meßergebnisse an. Die Meßfehlerquelle durch die Nicht-Linearität des Stabmagnetfeldverlaufs macht die Korrektur-Elektronik notwendig, was einen hohen Kosten-, Fertigungs- und Programmieraufwand verursacht.
  • DE 102 19 473 B3 offenbart eine Meßeinrichtung mit einem Hallsensor, bei der mit der zentrischen, axial beweglichen Anordnung des Hallsensors in einem Magnetrohr der Hallsensor einem linearen Magnetfeld ausgesetzt werden soll. Bei dieser Anordnung des Hallsensors müssen allerdings Kabel in dem Hallsensor oder andere kostspielige Signalübertragungen genutzt werden, um den Sensor an einen Rechner anschließen zu können.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere einen Stabmagneten für eine Meßeinrichtung bereitzustellen, mit dem eine sehr genaue Messung über eine sehr große Wegstrecke längs des Stabmagneten gewährleistet ist, wobei der konstruktive Aufwand für die Meßeinrichtung so gering wie möglich zu halten ist, insbesondere der Hallsensor an der Außenseite des Stabmagneten liegen soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Danach umfaßt der Stabmagnet einen mittigen Körperabschnitt größten Querschnitts. Der erfindungsgemäße Stabmagnet verjüngt sich von dem mittigen Körperabschnitt in seiner Längsrichtung hin zu seinen freien Enden. Dabei kann der mittige Körperabschnitt größten Querschnitts in Längsrichtung des Stabmagneten ein mathematisches Extremum bilden, beispielsweise eine Aufbauchung, oder sich in Längsrichtung des Stabmagneten teilweise im wesentlichen mit konstantem Querschnitt erstrecken.
  • Vorzugsweise hat der Stabmagnet zwei an den mittigen Körperabschnitt anschließende Endabschnitte, die sich in Längsrichtung des Stabmagneten von dem mittigen Körperabschnitt hin zu jeweiligen freien Enden verjüngen. Der Grad der Querschnittsflächenabnahme in Längsrichtung des Stabmagneten von dem mittigen Körperabschnitt hin zum freien Ende kann im wesentlichen konstant sein. Vorzugsweise kann der Grad der Querschnittsabnahme hin zu den freien Enden im wesentlichen in Längsrichtung des Stabmagneten kontinuierlich zunehmen. Dabei stellte sich als besonders bevorzugt ein Stabmagnet mit ellipsoider Außenform heraus, beispielsweise in Form eines Torpedos oder eines Zeppelins.
  • Die erfindungsgemäße Stabmagnetgeometrie gewährleistet ein externes Magnetfeld, dessen Flußdichte pro Verschiebeweg (delta Millitesla (mT)/delta mm) auf einer wesentlich längeren Wegstrecke längs des Stabmagneten konstant steigt oder fällt als bei herkömmlichen zylindrischen Stabmagneten, wobei überraschenderweise außerdem die Abweichungen von einer Ideallinearität minimiert, insbesondere in einem Toleranzbereich von unter +/- 2% gehalten werden kann.
  • Ein dem Stabmagneten zugeordneter Sensor, insbesondere Hallsensor, erfaßt mit seiner sensitiven Fläche den senkrechten Flußdichtenvektor, der durch diese Fläche flutet. Insbesondere bei einem rationssymmetrischen Stabmagneten bildet der senkrechte Flußdichtenvektor eine Radialkomponente der Flußdichte auf der Verschiebeebene auf Höhe des Sensors.
  • Bei einem Stabmagneten mit einem mittigen zylindrischen Körperabschnitt dient letzterer zur translatorischen Führung des Stabmagneten innerhalb einer Lagerbohrung, in welcher der Stabmagnet zu verschieben ist. Im Falle einer erfindungsgemäßen ellipsoiden Außenform des Stabmagneten kann zu dessen taumelfreien Führung und/oder ortsfesten Lagerung wenigstens eine, vorzugsweise zwei, Lagerhülse vorgesehen sein, deren Außenseite zylindrisch ist und deren Innenkontur eine Negativform des Stabmagneten bildet. Auf den ellipsoiden Stabmagneten gestülpte Lagerhülsen lassen ein zuverlässiges Einpassen des Stabmagneten in die Lagerbohrungen für eine bewegungsfreie Lagerung zu. Damit die Lagerhülsen die Linearität des durch den Stabmagneten erzeugten Magnetfeldes nicht beeinträchtigen, kann die Lagerhülse aus einem Kunststoff gebildet sein.
  • Im Falle eines kunststoffgebundenen Stabmagneten – einer mit Magnetteilchen versehenen Kunststoffmatrix – können die Führungshülse und der kunststoffgebundene Stabmagnet eine unzertrennbare Einheit bilden.
  • Die Verbesserung der Linearität des Stabmagnetfeldverlaufs durch die erfindungsgemäße Stabmagnetgeometrie wird bei Betrachtung des Diagramms gemäß 2 deutlich, welches das Spannungsausgabesignal Uout sowie das Maß der Nicht-Linearität längs eines erfindungsgemäßen Stabmagneten angibt, der dieselbe Gesamtlänge sowie dieselbe Querschnittsfläche im Bereich des mittleren Körperabschnitts wie der herkömmliche Stabmagnet gemäß 1, allerdings zwei kegelstumpfförmige Endbereiche aufweist. Eine noch weiter verbesserte Linearität des Magnetfeldes wird erreicht, wenn ein ellipsoider Stabmagnet mit einem mittleren Körperabschnitt gleichen Querschnitts eingesetzt wird, für den das Spannungsausgabesignal Uout in einem Toleranzbereich von unter +/- 1% in dem Diagramm gemäß 3 dargestellt ist.
  • Zur vereinfachten Vergleichsanalyse sind die gleichen Bezugszeichen für die einzelnen Kurvenverläufe in den Diagrammen gemäß 2 bzw. 3 mit einem Stern bzw. zwei Sternen ergänzt.
  • Es wird deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen Stabmagnetgeometrie ein wesentlich größerer Nutzhub mit annähernd linearem Magnetfeldverlauf von über 30 mm längs des Stabmagneten bereitgestellt wird. Bei dem herkömmlichen zylindrischen Stabmagneten konstanten Querschnittsflächenverlaufs ist der Nutzhub im wesentlichen auf 20 mm unter Tolerierung einer wesentlich größeren Fehlerschwankungsamplitude begrenzt. Die Meßergebnisse zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Stabmagneten Messungen, wie Wegmessungen, auf wesentlich längeren Wegmeßstrecken entlang des Stabmagneten bei zu erwartenden Meßabweichungen weit unterhalb von 2% erreicht werden, weswegen auf eine zusätzliche Korrekturelektronik verzichtet werden kann.
  • Der Stabmagnet kann rotationssymmetrisch ausgebildet sein, wobei am Übergang vom mittigen Körperabschnitt zum Endabschnitt und im Verlauf des Endabschnitts zum freien Ende die Querschnittsflächenverringerung vorzugsweise kontinuierlich einzustellen ist, insbesondere eine stufenlose und sprungfreie Querschnittsverringerung vorzusehen ist. Vorzugsweise ist die Querschnittsflächenabnahme der Endabschnitte linear.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Querschnittsflächenabnahme der Endabschnitte pro Längenmaß des Stabmagneten im wesentlichen gleich. Vorzugsweise ist der Stabmagnet zu einer auf dessen Längsachse stehenden Mittellotrechten achsensymmetrisch ausgebildet.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Abnahme der Querschnittsfläche der Endabschnitte pro Längeneinheit des Stabmagneten bei über 1 zu 10, 1 zu 8, 1 zu 6, 1 zu 4 oder 1 zu 2, vorzugsweise bei etwa 1 zu 5, wobei bei diesem Verhältnis der geeignetste Magnetfeldverlauf erhalten wurde.
  • Eine bevorzugte erfinderische Geometrie des Stabmagneten ist durch einen zylinderförmigen mittigen Körperabschnitt gebildet, an den kegelförmige, vorzugsweise kegelstumpfförmige, Endabschnitte anschließen.
  • Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche am jeweiligen freien Ende der Endabschnitte um mehr als 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40% oder 50% gegenüber dem mittigen Körperabschnitt geringer. Bei einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stabmagneten entspricht die Querschnittsfläche am jeweiligen freien Ende der Endabschnitte 2/3 (zwei Drittel) der Querschnittsfläche des mittigen Körperabschnitts.
  • Der erfindungsgemäße Stabmagnet hat einen im wesentlichen linearen Magnetfeldverlauf an seiner Außenseite entlang mindestens 2/3 (zwei Drittel) seiner Gesamtlänge. Dies bedeutet, daß sich die Flußdichte des Stabmagnetfeldes parallel zu der Längsachse des Stabmagneten, auf einer Strecke von mindestens 2/3 (zwei Drittel) der Gesamtlänge des Stabmagneten nahezu linear ändert.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der mittige Körperabschnitt länger als die jeweiligen Endabschnitte. Bei einer alternativen Ausführung kann der mittige Körperabschnitt die gleiche Länge wie jeweils die Endabschnitte aufweisen.
  • Der erfindungsgemäße Stabmagnet kann aus einer AlNiCo-Legierung gebildet sein.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung eine Meßeinrichtung, insbesondere eine Wegmeßeinrichtung, die einen Sensor, wie einen Hallsensor, zum Erfassen von magnetischer Flußdichte und einen erfindungsgemäßen Stabmagneten umfaßt. Vorzugsweise arbeitet der Hallsensor auf einem analogen Funktionsprinzip.
  • Bei einer Weiterbildung der Meßeinrichtung kann der Stabmagnet gegenüber dem ortsfest angeordneten Sensor beweglich, insbesondere in Längsrichtung des Stabmagneten verschiebbar gelagert sein.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung einen pneumatischen Aktuator mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung eine Steuerdose für einen Turbolader mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein nachstellbares Motorlager mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
  • 4 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wegmeßeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Stabmagnetgeometrie;
  • 5 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Wegmeßeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen optimierten Stabmagnetgeometrie; und
  • 6 eine Querschnittsansicht eines Teils eines pneumatischen Aktuators.
  • In 4 ist eine erfindungsgemäße Meßeinrichtung 1 gezeigt, die durch eine Anordnung von einem Stabmagneten 3, insbesondere Dauermagneten, und einem analogen Hallsensor 5, der an einer Leiterplatte 7 ortsfest angebracht ist, gebildet ist. Der Hallsensor 5 erfaßt mit seiner sensitiven Seite die Radialkomponente des Flußdichtefeldes bzw. dessen Änderung pro Verschiebeweg (delta mT/delta mm).
  • Der Stabmagnet 3 ist bezüglich des Hallsensors 5 in dessen Längsrichtung verschieblich gelagert, was durch den Pfeil A angedeutet sein soll.
  • Der Stabmagnet hat eine Gesamtlänge L von ca. 45 mm (in 3 nicht maßstäblich dargestellt). Der Stabmagnet 3 umfaßt einen mittleren Körperabschnitt 11 mit vollzylindrischem Querschnitt bei einem Durchmesser D von ca. 6 mm (nicht maßstäblich).
  • An den mittleren Körperabschnitt 11 schließen kontinuierlich zwei Endabschnitte 13 und 15 unterschiedlicher Polarität an, die eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form aufweisen, wobei der Durchmesser des Kegelstumpfs an dessen breiter Basis dem (D) des mittleren Körperabschnitts entspricht. Das jeweilige freie Ende 17, 19 der Endabschnitte 13, 15 weist einen Enddurchmesser d von 4 mm (nicht maßstäblich) auf. Die Länge des mittleren Bereichs ist geringfügig kleiner als die jeweilige Länge der Endabschnitte (13, 15).
  • Die kegelstumpfförmige Mantelfläche 21 der Endabschnitte hat eine Neigung α gegenüber der zylindrischen Außenfläche 23 des mittleren Körperabschnitts von ca. 7°.
  • Durch die erfindungsgemäße spindel- oder torpedoförmige Geometrie des Endbereichs des Stabmagneten 3 wird ein im wesentlichen lineares Magnetfeld auf einer Länge 1 von ca. 30 mm (siehe auch Diagramm gemäß 2) hervorgerufen, wodurch in diesem Bereich genaueste Wegmessungen mit dem Hallsensor 5 durchgeführt werden können, ohne eine Korrektur-Elektronik zum Ausgleich von durch Nicht-Linearität hervorgerufenen Meßfehlern vorsehen zu müssen.
  • Für eine optimierte Messung des Magnetfeldes ist der Abstand e des Hallsensors 5 von der Außenhülle 23 des Magneten 3 einstellbar. Der Abstand e des Hallsensors von der Außenhülle 23 des Magneten ist vorzugsweise so klein wie möglich zu halten; allerdings darf dieser nicht zu klein sein, weil ein zu kleiner Abstand zu Unlinearitäten im Magnetfeldverlauf führen kann. Als optimaler Abstand hat sich bei der angegebenen Stablänge ein Luftspalt von 3 mm erwiesen.
  • In 5 ist eine weitere bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Stabmagneten 4 gezeigt, der im wesentlichen die gleichen Grundabmessungen bezüglich Länge und maxima len Querschnitt, allerdings eine ellipsoide Außenform aufweist, bei dem der Querschnitt von einem Maximum am mittleren Abschnitt 12 mit einem in Längsrichtung stets zunehmenden Gefälle bis zu den freien Enden 14, 16 des Stabmagneten 4 abnimmt. An den Enden 14, 16 können Lagerhülsen 45, 47 aufgestülpt sein, um eine taumelfreie Lagerung in einer Lagerbohrung (nicht dargestellt) sicherzustellen.
  • 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Einsatz der Meßeinrichtung 1 gemäß 4 in einem pneumatischen Aktuator 27, der teilweise dargestellt ist. Zur besseren Lesbarkeit der Figurenbeschreibung werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Bauteile der Meßeinrichtung 1 gemäß 4 auch in 6 verwendet. Es soll klar sein, daß auch die Meßeinrichtung 2 gemäß 5 in einem pneumatischen Aktuator 27 der 6 eingesetzt werden kann.
  • Der Stabmagnet 3 ist in einem Hohlraum 41 der Stange 35, insbesondere Antriebsstange, des Aktuators 27 ortsfest angeordnet. Die Stange 35 samt Stabmagnet 3 ist bezüglich des Sensors 5 translatorisch verschiebbar.
  • In der Aufnahme 30 einer Trägerstruktur 31 ist der Hallsensor 5 zum Stabmagneten 3 weisend an einer Leiterplatte 7 geschützt befestigt, die über Schrauben 33 an der Trägerstruktur 31 angeflanscht ist, die wiederum an einem Gehäuseteil 35 des pneumatischen Aktuators 27 festgehalten ist. Die Leiterplatte 7 ist mit einer Regelungseinrichtung (nicht dargestellt) verbunden.
  • Die den Hallsensor 5 umgebende Trägerstruktur 31 ist aus einem paramagnetischen Material (Permeabilitätszahl μr ca. gleich 1) gefertigt, damit das von dem Hallsensor 5 zu erfassende, lineare Stabmagnetfeld nicht geschwächt oder beeinflußt wird.
  • Je nach Position des Stabmagneten 3 bezüglich des Hallsensors 5 werden von dem Hallsensor Spannungssignale ausgegeben, welche einer entsprechenden Position des Stabmagneten 3 zuordenbar sind. Über elektrische Leitungen (nicht dargestellt) werden die analogen Spannungssignale der nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinrichtung mitgeteilt, welche anhand des Spannungssignals und anderer Betriebsparameter die gewünschte Position des Stabmagneten und somit die Stange einstellen kann.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
  • 1, 2
    Meßeinrichtung
    3, 4
    Stabmagnet
    5
    Hallsensor
    7
    Leiterplatte
    11, 12
    mittlerer Körperabschnitt
    13, 15
    Endabschnitte
    14, 16, 17, 19
    freie Enden
    21
    Mantelfläche
    23
    Außenhülle
    27
    pneumatischer Aktuator
    31
    Trägeranordnung
    33
    Schrauben
    35
    Stange
    41
    Hohlraum
    45, 47
    Lagerhülsen
    A
    Pfeil
    a
    Mittellinie Uout
    b, c
    Toleranzhüllinien
    f
    sinusförmige Kurve
    d
    Enddurchmesser
    D
    Durchmesser
    e
    Abstand
    1
    Länge des linearen Magnetfeldverlaufs
    L
    Gesamtlänge
    α
    Neigung

Claims (19)

  1. Stabmagnet für eine Meßeinrichtung, wie eine Wegmeßeinrichtung (1, 2), die einen Sensor, wie einen Hallsensor (5), zum Erfassen der magnetische Flußdichte des Stabmagneten (3, 4) umfaßt, wobei der Stabmagnet im wesentlichen mittig einen Körperabschnitt größten Querschnitts aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stabmagnet (3) von dem Körperabschnitt (11, 12) in seiner Längsrichtung hin zu seinen freien Enden (17, 19, 14, 16) verjüngt.
  2. Stabmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Körperabschnitts (11) in Längsrichtung des Stabmagneten (3) im wesentlichen unverändert bleibt, wobei sich Endabschnitte (13, 15) an dem Körperabschnitt (11) anschließen, deren Querschnittsflächen in Längsrichtung des Stabmagneten (3) vom mittigen Körperabschnitt (11) hin zu dem freien Ende (17, 19) im wesentlichen kontinuierlich abnehmen.
  3. Stabmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad des Querschnittsflächengefälles längs der Endabschnitte (13, 15) konstant ist.
  4. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsflächenabnahme der Endabschnitte (13, 15) pro Längenmaß des Stabmagneten (3) im wesentlichen gleich ist.
  5. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abnahme der Querschnittsfläche der Endabschnitte (13, 15) pro Längeneinheit des Stabmagneten (3) bei über 1 zu 10, vorzugsweise bei etwa 1 zu 5, liegt.
  6. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige Körperabschnitt (11) zylinderförmig ist, an den kegelförmige, vorzugsweise kegelstumpfförmige, Endabschnitte anschließen.
  7. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsfläche am jeweiligen freien Ende (17, 19) der Endabschnitte (13, 15) um mehr als 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40% oder 50% gegenüber dem mittigen Körperabschnitt (11) abnimmt, vorzugsweise 2/3 der Querschnittfläche des mittigen Körperabschnitts (11) aufweist.
  8. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittige Körperabschnitt (11) länger als jeweils die Endabschnitte (13, 15) ist oder im wesentlichen die gleiche Länge wie jeweils die Endabschnitte aufweist.
  9. Stabmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad des Querschnittsflächengefälles von dem mittigen Körperabschnitt (12) längs des Stabmagneten (4) zum jeweiligen freien Ende (14, 16) insbesondere kontinuierlich zunimmt.
  10. Stabmagnet nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabmagnet (4) im wesentlichen eine ellipsoide Außenform aufweist.
  11. Stabmagnet nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß um den Stabmagneten (4) wenigstens eine, vorzugsweise zwei, Lagerhülsen (45, 47) angeordnet sind, die außenseitig im wesentlichen zylindrisch sind und insbesondere auf den Stabmagneten fest aufgestülpt sind.
  12. Stabmagnet nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Führungshülse (45, 47) innenseitig eine Negativform zum Stabmagneten (4) aufweist.
  13. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabmagnet (3, 4) einen im wesentlichen linearen Magnetfeldverlauf an seiner Außenseite entlang mindestens 2/3 seiner Gesamtlänge (L) erzeugt.
  14. Stabmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer AlNiCo-Legierung oder aus einem mit Magnetpartikel versehenen Kunststoffverbund besteht.
  15. Meßeinrichtung, insbesondere Wegmeßeinrichtung (1, 2), umfassend einen Sensor, wie einen Hallsensor (5), zum Erfassen von magnetischer Flußdichte und einen nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildeten Stabmagneten (3).
  16. Meßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabmagnet (3, 4) gegenüber dem ortsfest angeordneten Sensor beweglich, insbesondere in seiner Längsrichtung verschiebbar, gelagert ist.
  17. Pneumatischer Aktuator (27) mit einer Meßeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16.
  18. Steuerdose für einen Turbolader mit einer Meßeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16.
  19. Nachstellbares Motorlager mit einer Meßeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16.
DE102004060920A 2004-12-17 2004-12-17 Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung Expired - Fee Related DE102004060920B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004060920A DE102004060920B4 (de) 2004-12-17 2004-12-17 Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004060920A DE102004060920B4 (de) 2004-12-17 2004-12-17 Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004060920A1 true DE102004060920A1 (de) 2006-06-29
DE102004060920B4 DE102004060920B4 (de) 2007-03-22

Family

ID=36580200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004060920A Expired - Fee Related DE102004060920B4 (de) 2004-12-17 2004-12-17 Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004060920B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007062099A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Mahle International Gmbh Positionserfassungseinrichtung
WO2009090620A2 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 C-Sigma Srl Method and apparatus for magnetic contactless measurement of angular and linear positions
WO2010141420A2 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Key Safety Systems, Inc. Temperature tolerant magnetic linear displacement sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4606485B2 (ja) * 2008-09-02 2011-01-05 アルプス電気株式会社 磁石を使用した移動検出装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9003551U1 (de) * 1990-03-27 1990-05-31 Ab Elektronik Gmbh, 59368 Werne Magnetbauteil für induktive Sensoren
DE3843160A1 (de) * 1988-03-24 1990-06-28 Teves Gmbh Alfred Sensor zur messung eines weges oder eines bewegungsverhaltens
US5698910A (en) * 1995-12-22 1997-12-16 Eastman Kodak Company Electromagnetic actuator with position sensor
DE19751519C2 (de) * 1997-11-21 2000-08-24 Helag Electronic Gmbh Linearsensor
US6211668B1 (en) * 1998-12-09 2001-04-03 Cts Magnetic position sensor having opposed tapered magnets
US6304078B1 (en) * 1998-12-09 2001-10-16 Cts Corporation Linear position sensor
US6496003B1 (en) * 1999-08-09 2002-12-17 Hirofumi Okumura Magnetic displacement detecting device having linear changing magnetic field over the length of the service
DE10219473B3 (de) * 2002-04-30 2004-02-05 Carl Freudenberg Kg Messeinrichtung mit einem Hallsensor und Verfahren zur Herstellung der Messeinrichtung
JP2004163274A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Toyota Motor Corp 転舵量検出装置および複合型転舵量検出装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3843160A1 (de) * 1988-03-24 1990-06-28 Teves Gmbh Alfred Sensor zur messung eines weges oder eines bewegungsverhaltens
DE9003551U1 (de) * 1990-03-27 1990-05-31 Ab Elektronik Gmbh, 59368 Werne Magnetbauteil für induktive Sensoren
US5698910A (en) * 1995-12-22 1997-12-16 Eastman Kodak Company Electromagnetic actuator with position sensor
DE19751519C2 (de) * 1997-11-21 2000-08-24 Helag Electronic Gmbh Linearsensor
US6211668B1 (en) * 1998-12-09 2001-04-03 Cts Magnetic position sensor having opposed tapered magnets
US6304078B1 (en) * 1998-12-09 2001-10-16 Cts Corporation Linear position sensor
US6496003B1 (en) * 1999-08-09 2002-12-17 Hirofumi Okumura Magnetic displacement detecting device having linear changing magnetic field over the length of the service
DE10219473B3 (de) * 2002-04-30 2004-02-05 Carl Freudenberg Kg Messeinrichtung mit einem Hallsensor und Verfahren zur Herstellung der Messeinrichtung
JP2004163274A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Toyota Motor Corp 転舵量検出装置および複合型転舵量検出装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007062099A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Mahle International Gmbh Positionserfassungseinrichtung
DE102007062099B4 (de) * 2007-12-21 2015-07-16 Mahle International Gmbh Positionserfassungseinrichtung
WO2009090620A2 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 C-Sigma Srl Method and apparatus for magnetic contactless measurement of angular and linear positions
WO2009090620A3 (en) * 2008-01-18 2010-07-08 C-Sigma Srl Method and apparatus for magnetic contactless measurement of angular and linear positions
WO2010141420A2 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Key Safety Systems, Inc. Temperature tolerant magnetic linear displacement sensor
EP2438391A2 (de) * 2009-06-04 2012-04-11 Key Safety Systems, Inc. Temperaturfester magnetischer linearverschiebungssensor
EP2438391A4 (de) * 2009-06-04 2015-01-21 Key Safety Systems Inc Temperaturfester magnetischer linearverschiebungssensor
EP3171126A1 (de) * 2009-06-04 2017-05-24 Littelfuse, Inc. Temperaturfester magnetischer linearverschiebungssensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004060920B4 (de) 2007-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1241437B1 (de) Magnetischer Positionssensor, Ventilstössel mit Magnethülse, Ringscheiben
DE102005024101B4 (de) Magnetfelderzeugungsvorrichtung und diese verwendender Wegsensor
EP2564164B1 (de) Magnetisches längenmesssystem, längenmessverfahren sowie herstellungsverfahren eines magnetischen längenmesssystems
DE102011089605A1 (de) Vorrichtung mit Messeinrichtung zum Messen von Kräften und/ oder Belastungen
DE102009054521A1 (de) Drehzahlsensor
DE102007017705A1 (de) Wellenanordnung mit einem Wälzlager
DE2612553A1 (de) Linearbeschleunigungsmesser
DE102012200092A1 (de) Sensorvorrichtung zur berührungslosen Erfassung einer Rotationseigenschaft eines drehbaren Gegenstandes
DE102004057909A1 (de) Linearer Positionssensor
EP3108210B1 (de) Sensoranordnung und verfahren zum bestimmen einer position und/oder einer positionsänderung eines messobjekts
DE3227245C2 (de)
DE102005060674C5 (de) Positionssensor in Stabbauweise sowie Verfahren zum Austausch
DE4341890C2 (de) Magnetische Detektionseinrichtung
DE102004060920B4 (de) Stabmagnet für Meßeinrichtung, Meßeinrichtung
DE10020764A1 (de) Berührungslose Abstandsermittlung zwischen Achse und Aufbau eines Fahrzeugs
DE19639060C2 (de) Schwebekörper-Durchflußmesser
DE102016215071A1 (de) Kraftsensor, insbesondere geeignet für eine elektrohydraulische Hubwerksregelung eines Ackerschleppers
DE2942847A1 (de) Magnetfelddifferenzsonde
CH689460A5 (de) Einrichtung mit einem Zylinder, einem in diesem verschiebbaren Kolben und einem im Zylinder angeordneten, induktiven Messwandler.
DE102014113406A1 (de) Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit Einschub
DE3843160A1 (de) Sensor zur messung eines weges oder eines bewegungsverhaltens
EP1691165A1 (de) Vorrichtung zur Ueberprüfung der Mass-, Form- und Lagetoleranzen eines mechanischen Werkstueckes
EP1375205B1 (de) Sensor zur Erfassung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Teile
DE4210689C2 (de) Meßsonde zur Schichtdickenmessung
DE3429348C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee