DE102009024086A1 - Device for magnetic detection of moving component, has bias magnet arranged on magnetic field sensor/sensor housing, where volume design and molding of magnet is carried out by dosage and if necessary at sides by flow restriction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur magnetischen Erkennung eines bewegten Bauteiles bestehend aus einem Vorspannmagneten und einem Sensor mit einem magnetfeldempfindlichen Sensorelementes. Typischerweise wird das bewegte Bauteil aufgrund eines dort angebrachten Dauermagneten oder aufgrund seiner ferromagnetischen Eigenschaften von dem magnetfeldempfindlichen Sensorelent erfaßt. Vorspannmagneten, die bezogen zum Sensor fest installiert und oft an dem Sensor oder dem Sensorgehäuse befestigt sind, haben beispielsweise die Funktion, das magnetfeldempfindliche Sensorelement in einen günstigen Arbeitspunkt zu bringen oder auch die Funktion, das ferromagnetische, bewegte Bauteil vom Sensor aus zu magnetisieren. Als Sensorelemente werden häufig Halbleiter eingesetzt, die mithilfe des Hall-Effektes das Magnetfeld erfassen, zunehmend kommen aber auch Dünnschichtsensoren zum Einsatz, die mithilfe eines magnetoresistiven Effektes, z. B. dem MR, AMR, GMR, TMR oder CMR-Effekt das Magnetfeld erfassen.The The invention relates to a device for the magnetic detection of a moving components consisting of a biasing magnet and a sensor with a magnetic field sensitive sensor element. typically, is the moving component due to a permanent magnet attached there or due to its ferromagnetic properties of the magnetic field sensitive Sensorelent detected. Preload magnet fixed relative to the sensor installed and often on the sensor or the sensor housing are fixed, for example, have the function, the magnetic field sensitive To bring sensor element in a favorable operating point or also the function, the ferromagnetic, moving component of the Sensor to magnetize. As sensor elements become common Semiconductors used by the Hall effect, the magnetic field capture, but increasingly come even thin-film sensors used, which by means of a magnetoresistive effect, for. B. detect the magnetic field using the MR, AMR, GMR, TMR or CMR effect.
Bei in der beschriebenen Art vorgespannten Sensoren wird nach dem Stand der Technik ein Dauermagnet hinter oder neben einem magnetfeldempfindlichen Sensorelement, z. B. einem Hallelement oder einem magnetoresistiven Element positioniert. Der Dauermagnet wird typischerweise in einer Sensoreinheit gemeinsam mit dem Sensorelement oder dem schon gehäusten, d. h. in einer Spritzgußmasse eingebetteten Element verklebt oder in einem separaten Spritzvorgang umspritzt. Die Magnetisierung des Dauermagneten erfolgt anschließend durch ein ausreichendes starkes Magnetfeld. Die Magnetisierung kann z. B. in Richtung des Sensorelementes oder senkrecht hierzu erfolgen. Die Formgebung des Magneten ist hierbei von Bedeutung, da neben dem Volumen, den Materialeigenschaften und der Höhe der Aufmagnetisierung auch die Form des Vorspannmagneten für die Feldstärke und die Feldverteilung am Ort des magnetfeldempfindlichen Sensorelementes verantwortlich ist.at in the manner described biased sensors will be to the state The technology is a permanent magnet behind or next to a magnetic field sensitive Sensor element, for. B. a Hall element or a magnetoresistive Element positioned. The permanent magnet is typically in one Sensor unit together with the sensor element or the already housed, d. H. glued embedded in an injection molding element or encapsulated in a separate injection process. The magnetization of the Permanent magnet then takes place by a sufficient strong magnetic field. The magnetization can z. B. in the direction of Sensor element or done perpendicular thereto. The shape of the magnet is important here, because besides the volume, the material properties and the magnitude of the magnetization also the shape of the biasing magnet for the field strength and field distribution at the location the magnetic field-sensitive sensor element is responsible.
Neben
der Klebebefestigung des Magneten auf dem Sensor oder dem Sensorgehäuse
sind auch Lösungen bekannt, gemäß denen
der Magnet als sogenannter kunststoffgebundener Magnet auf Spritzgußmaschinen
direkt um das Sensorelement oder das Sensorgehäuse gespritzt
wird. Dies ist in der Patentschrift
Nachteil der bestehenden Lösungen ist, dass einer zunehmenden Miniaturisierung bei einer Umspritzung mit dem kunstoffgebundenen Magnetmaterial aufgrund des hohen Spritzdruckes von typisch mehreren 100 Bar bis über 200 Bar und der nötigen Präzision Grenzen gesetzt sind. Lösungen mit separat aufgeklebtem Magneten sind im Gegensatz hierzu durch den mehrstufigen Herstellprozeß vergleichsweise kostenintensiv in der Produktion. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich auf den Sensor oder das Sensorgehäuse kostengünstig in einem kontinuierlichen Verfahren Magnete aufbringen lassen.disadvantage The existing solutions is that of increasing miniaturization in an encapsulation with the kunstoffgebundenen magnetic material due to the high injection pressure of typically several 100 bar to over 200 bar and the necessary precision limits are. Solutions with separately glued magnets are in the Contrary thereto by the multi-stage production process comparatively costly in production. The object of the invention is therefore to to create a method that refers to the sensor or the Sensor housing cost-effective in a continuous process Magnets can be applied.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in die Klebemasse oder Gußmasse magnetische Partikel eingebracht werden und diese Masse dosiertechnisch, d. h. bei einem Druck von wenigen Bar auf den Sensor oder das Sensorgehäuse aufgebracht wird. Die Volumengestaltung und die Formgebung erfolgt dabei ohne eine den Magneten umschließende mit Druck zu befüllende Gießform alleine durch die Dosierung und gegebenenfalls zu den Seiten durch eine Fließbegrenzung. Erfindungsgemäß kann damit der Magnet z. B. in Form eines oft als Klebepunkt bezeichneten Tropfens als eine auf das Sensorgehäuse aufgebrachte Halbkugel, aber auch als Kleberaupe, d. h. als kurzer Kleberstrich aufgebracht werden. Falls eine geringe Viskosität der Masse die Formgestaltung nicht prozeßsicher gewährt, kann durch eine Vertiefung im Sensorgehäuse dem seitlichen Verlaufen entgegengewirkt werden. Alternativ ist es möglich, durch eine Schablone, die bis zur Aushärtung der Klebemasse oder Gußmasse mit den magnetischen Partikeln die Masse seitlich umschließt, ein Verlaufen zu verhindern.These The object is achieved according to the invention that in the adhesive or casting material magnetic particles be introduced and this mass dosing technology, d. H. at a Pressure of a few bar on the sensor or the sensor housing is applied. The volume design and the shaping takes place without pressure surrounding the magnet filling mold alone by the dosage and optionally to the sides by a flow restriction. According to the invention thus the magnet z. In Form of a drop often referred to as a glue dot as one on the Sensor housing applied hemisphere, but also as adhesive bead, d. H. be applied as a short adhesive coat. If a little Viscosity of the mass the shape design not process-safe granted by a recess in the sensor housing the sideways course be counteracted. Alternatively it is possible through a stencil until curing of the adhesive or casting compound with the magnetic particles the mass encloses laterally to prevent bleeding.
Die Aufbringung der Klebemasse oder Gußmasse mit den magnetischen Partikeln erfolgt in diesem Verfahren vorteilhaft auf das Sensorgehäuse, d. h. auf die schon mit kunststoff umspritzten, sogenannt gehäusten Sensorelemente. Hierbei sind die Sensoren in dem Gehäuse näher an einer Seite angebracht, wobei diese Seite zum detektierten bewegten Bauteil weist. Hierbei ist es für die Gestaltung der Einrichtung vorteilhaft, die Klebemasse oder Gußmasse mit den magnetischen Partikeln von der gegenüberliegenden Rückseite, d. h. von der Seite aufzubringen, die zum aktiven Element des Sensors weiter entfernt ist.The Application of the adhesive or casting compound with the magnetic Particles in this process advantageously on the sensor housing, d. H. on the already overmolded with plastic, so-called housed Sensor elements. Here, the sensors are in the housing attached closer to one side, this page to detected moving component points. Here it is for the design of the device advantageous, the adhesive or Casting compound with the magnetic particles from the opposite Back, d. H. from the side to the active Element of the sensor is further away.
Der wirtschaftliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn in einer Fertigungslinie die Aufbringung der Klebemasse oder Gußmasse mit den magnetischen Partikeln kontinuierlich auf entsprechend in Reihe angeordneten Sensorgehäusen, z. b. auf einer gegurteten Reihe erfolgt. Hierbei kann als eine weitere Ausführung der Erfindung die Aushärtung in der gleichen Linie direkt anschließend an das Aufbringen durch einen Aktivator, durch Temperatur oder UV-Licht ausgelöst werden. Anschließend an die Aushärtung kann in der gleichen Linie die Magnetisierung erfolgen, wobei ein Magnetfeld auch schon vor oder während der Aushärtung zur Manipulation der Formgebung denkbar ist.The economic advantage of the method according to the invention is particularly noticeable when in a production line the application of the adhesive or casting compound with the magnetic particles is carried out continuously on correspondingly arranged in series sensor housings, for example on a belted row. Here, as a further embodiment of the invention, the curing in the same line directly following the application by an activator, by temperature or UV light are triggered. Subsequent to the curing, the magnetization can take place in the same line, with a magnetic field being conceivable even before or during the curing for the purpose of manipulating the shape.
Für die magnetischen Partikel innerhalb der Gussmasse oder des Klebstoffes sind insbesondere hartferritische Materialien oder Materialien auf Basis von Seltenerdübergangsmetalllegierungen geeignet, die mit einem Anteil in der Gußmasse oder dem Klebstoff von 20–60 Volumenprozent in Bezug auf das gesamte Massenvolumen eingebracht sind.For the magnetic particles within the casting compound or adhesive are in particular hard-ferrite materials or materials Base suitable for rare earth transition metal alloys, the with a proportion in the casting compound or the adhesive of 20-60 volume percent in relation to the total mass volume are introduced.
Anhand
der
In
In
In
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- Vorspannmagnet in Form eines dosierten Volumens aus mit Magnetpartikeln gefüllter Gussmasse oder Klebstoffbias magnet in the form of a metered volume of filled with magnetic particles Casting compound or adhesive
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- Magnetfeldsensor/SensorgehäuseMagnetic field sensor / sensor housing
- 33
- Magnetfeldempfindliches Sensorelement = sensitives Elementmagnetic sensitive Sensor element = sensitive element
- 44
- Rückseite des Sensorgehäusesback of the sensor housing
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- Vorderseite des Sensorgehäusesfront of the sensor housing
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- Schablone zur Formgebung des Gebermagnetentemplate for shaping the encoder magnet
- 77
- Vertiefung oder Aussparung im Sensorgehäuse zur Aufnahme der mit Magnetpartikeln gefüllten Gussmasse oder des Klebstoffesdeepening or recess in the sensor housing to accommodate with magnetic particles filled casting compound or adhesive
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0778954 [0003] EP 0778954 [0003]
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2009
- 2009-06-06 DE DE200910024086 patent/DE102009024086A1/en not_active Withdrawn
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