DE20313045U1 - Rotor for inductive sensor, e.g. for angle sensor, has similar rotor structures, isolated from each other and arranged on each side of carrier such as circuit board - Google Patents
Rotor for inductive sensor, e.g. for angle sensor, has similar rotor structures, isolated from each other and arranged on each side of carrier such as circuit boardInfo
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Abstract
Description
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Anmelderin: Hella KG Hueok &· Co.·· ·· ·· ·♦Applicant: Hella KG Hueok &· Co.·· ·· ·· ·♦
Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Induktivsensor mit einem Träger und einer an dem Träger befestigten Rotorstruktur sowie einen Induktivsensor.The invention relates to a rotor for an inductive sensor with a carrier and a rotor structure attached to the carrier, as well as an inductive sensor.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Rotoren für Induktivsensoren der eingangsgenannten Art sind aus verschiedenen Druckschriften und Anwendungen bekannt. Dabei treten bei der Anwendung dieser Rotoren in Umgebungen mit hohen Temperaturschwankungen immer wieder Probleme auf. Die Temperaturschwankungen können Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizenten der Rotorstruktur und des Trägers zu Rissen in der Rotorstruktur bzw. zu einem Ablösen der Rotorstruktur von dem Träger führen. Die Rotorstrukturen sind nämlich zumeist.metallisch, während der Träger zumeist aus Kunststoff oder Epoxidharz besteht. Eine Unterbrechung der Rotorstruktur - sei es durch einen Riss oder durch ein Ablösen der Rotorstruktur - hat zur Folge, dass der Rotor und somit der gesamte Induktivsensor nicht mehr brauchbar ist.Rotors for inductive sensors of the type mentioned above are known from various publications and applications. Problems often arise when using these rotors in environments with high temperature fluctuations. Due to the different coefficients of thermal expansion of the rotor structure and the carrier, the temperature fluctuations can lead to cracks in the rotor structure or to the rotor structure detaching from the carrier. The rotor structures are usually metallic, while the carrier is usually made of plastic or epoxy resin. An interruption in the rotor structure - whether due to a crack or the rotor structure detaching - means that the rotor and thus the entire inductive sensor is no longer usable.
Aus dem Stand der Technik nämlich aus der Druckschrift DE 21870 Al ist ferner ein Rotor bekannt der eine Rotorstruktur aufweist, die über einen ersten und über einen zweiten Teil verfügt. Jeder dieser Teile dieser Rotorstruktur ist wie eine herkömmliche Rotorstruktur ausgebildet wobei beide Teile leitend miteinander verbunden sind. Eine derartige Rotorstruktur hat eine Verstärkung des von dem Rotor erzeugtem Signals zur Folge. Mit einer solchen Signalverstärkung durch den in dieser Druckschrift beschriebenen Doppelrotor lassen' sich beispielsweise Schwankungen im axialen Abstand zwischen Stator und Rotor ausgleichen. Ein derartiger Doppelrotor löst jedoch das Problem der Beschädigungen des Rotors, das heißt derFrom the prior art, namely from the publication DE 21870 A1, a rotor is also known which has a rotor structure which has a first and a second part. Each of these parts of this rotor structure is designed like a conventional rotor structure, with both parts being conductively connected to one another. Such a rotor structure results in an amplification of the signal generated by the rotor. With such a signal amplification by the double rotor described in this publication, for example, fluctuations in the axial distance between the stator and the rotor can be compensated. However, such a double rotor solves the problem of damage to the rotor, i.e. the
v Anmelderin: Hella KG Hueefc'*e*CoVf "··" '*·**·<·' v Applicant: Hella KG Hueefc'*e*CoV f "··"'*·**·<·'
Unterbrechungen der Rotorstruktur nicht. Denn sobald einer der Teile der Rotorstruktur bei dem Doppelrotor gerissen ist oder sich von dem Träger ablöst, ist die Funktion des Doppelrotors und somit des Winkelsensors beeinträchtigt. 5Interruptions in the rotor structure are not an issue. As soon as one of the parts of the rotor structure of the double rotor is torn or detached from the carrier, the function of the double rotor and thus of the angle sensor is impaired. 5
VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Rotor für induktive Winkelsensoren und Winkelsensoren vorzuschlagen, bei welchem Risse oder Ablösungserscheinungen oder andere Zerstörungen der Rotorstruktur nicht zu einem vollständigen Ausfall des Rotors bzw. des Winkelsensors führen.The invention is based on the object of proposing a rotor for inductive angle sensors and angle sensors in which cracks or detachment phenomena or other destruction of the rotor structure do not lead to a complete failure of the rotor or the angle sensor.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rotor gemäß Anspruch 1 und einen Winkelsensors gemäß Anspruch 6 gelöst. Demgemäß weist ein erfindungsgemäßer Rotor eine zweite Rotorstruktur auf, die an dem Träger angebracht ist und die elektrisch von der ersten Rotorstruktur isoliert ist. Der erfindungsgemäße Rotor ist somit redundant aufgebaut. Sollte bei einem erfindungsgemäßen Rotor eine der beiden Rotorstrukturen aufgrund von Rissen oder Ablösungen defekt sein, kann die Aufgabe dieser Rotorstruktur von der anderen Rotorstruktur wahrgenommen werden und der Rotor bleibt somit funktionsfähig. Gemäß der Erfindung haben die erste Rotorstruktur und die zweite Rotorstruktur gleiche geometrische Abmessungen, so dass sie identische Signale erzeugen.This object is achieved according to the invention by a rotor according to claim 1 and an angle sensor according to claim 6. Accordingly, a rotor according to the invention has a second rotor structure which is attached to the carrier and which is electrically insulated from the first rotor structure. The rotor according to the invention is thus constructed redundantly. If one of the two rotor structures in a rotor according to the invention is defective due to cracks or detachments, the task of this rotor structure can be performed by the other rotor structure and the rotor thus remains functional. According to the invention, the first rotor structure and the second rotor structure have the same geometric dimensions, so that they generate identical signals.
Gemäß der Erfindung können die erste Rotorstruktur und die zweite Rotorstruktur auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sein. Der Träger ist dann vorzugsweise so dünn, dass die von den Stator abgewandte Rotorstruktur nicht zu weit weg von Stator angeordnet ist, was zu Lasten der Signalstärke des durch die Rotorstruktur erzeugten Signal gehen könnte. 35According to the invention, the first rotor structure and the second rotor structure can be arranged on opposite sides of the carrier. The carrier is then preferably so thin that the rotor structure facing away from the stator is not arranged too far away from the stator, which could be to the detriment of the signal strength of the signal generated by the rotor structure. 35
Anmelderin: Hella KG Htfgtfk ·& Co!1 Applicant: Hella KG Htfgtfk ·& Co! 1
Die Rotorstrukturen können vorzugsweise durch Siebdruckverfahren aufgebracht sein. Der Träger selbst kann eine Leiterplatte z.B. aus Epoxidharz oder eine Kunststoffplatte sein.
5The rotor structures can preferably be applied by screen printing. The carrier itself can be a circuit board made of epoxy resin, for example, or a plastic plate.
5
Ein erfindungsgemäßer Induktivsensor weist einen vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Rotor auf. Die Rotorstrukturen sind dabei vorzugsweise auf einer Seite des Stators und insbesondere auf einer Seite einer Sende- und Empfangseinheit des Stators angeordnet.An inductive sensor according to the invention has a rotor according to the invention as described above. The rotor structures are preferably arranged on one side of the stator and in particular on one side of a transmitting and receiving unit of the stator.
■ r Anmelderin: Hella KG Hiaewk·^* CoV* *·*" ** " ZEICHNUNGEN■ r Applicant: Hella KG Hiaewk·^* CoV* *·*" ** " DRAWINGS
Ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Rotor und einen erfindungsgemäßen Induktivsensor ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigtAn embodiment of a rotor according to the invention and an inductive sensor according to the invention is described in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 eine erste Ansicht des erfindungsgemäßen Rotors mit der ersten Rotorstruktur,Fig. 1 is a first view of the rotor according to the invention with the first rotor structure,
Fig. 2 eine zweite Ansicht des Rotors mit einer zweiten Rotorstruktur undFig. 2 a second view of the rotor with a second rotor structure and
Fig. 3 ein Teil einer Baugruppe mit dem erfindungsgemäßenFig. 3 a part of an assembly with the inventive
Induktivsensor im Schnitt.
15Inductive sensor in cross section.
15
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EXAMPLES
Der in Fig.l und 2 dargestellte erfindungsgemäße Rotor 4, 5, 6 weist einen im wesentlichen kreisscheibenförmigen Träger 4 auf, der aus einer Leiterplatte gebildet ist. Die Kreisscheibe ist mit einem zentralen vorzugsweise kreisförmigem Loch versehen, und weist vorzugsweise am Rand um jeweils 120° zueinander versetzte kreisbogenförmige Kerben auf. Auf der in der Ansicht der Figur 1 dem Betrachter zugewante Seite des Trägers 4 ist die erste Rotorstruktur 5 ausgebildet. Diese erste Rotorstruktur 5 weist erste Abschnitte 51 und zweite Abschnitte 53 auf. Die ersten Abschnitte 51 liegen dabei auf einer Kreislinie die einen größeren Radius hat als die Kreislinie, auf welcher die zweiten Abschnitte 53 liegen. Die ersten Abschnitte 51 haben eine Länge von etwa jeweils 60° und sind um 120° versetzt zueinander angeordnet. Zwischen den ersten Abschnitten nach innen versetzt sind dann die zweiten Abschnitte 53 angeordnet die ebenfalls eine Länge von 60° haben und um 120° versetzt zueinander angeordnet sind. Die Enden derThe rotor 4, 5, 6 according to the invention shown in Fig. 1 and 2 has a carrier 4 which is essentially in the shape of a circular disk and is made from a circuit board. The circular disk is provided with a central, preferably circular hole and preferably has circular arc-shaped notches on the edge which are offset from one another by 120°. The first rotor structure 5 is formed on the side of the carrier 4 facing the viewer in the view of Fig. 1. This first rotor structure 5 has first sections 51 and second sections 53. The first sections 51 lie on a circular line which has a larger radius than the circular line on which the second sections 53 lie. The first sections 51 each have a length of approximately 60° and are arranged offset from one another by 120°. The second sections 53 are then arranged offset inwards between the first sections and also have a length of 60° and are arranged offset from one another by 120°. The ends of the
&Ugr; Anmelderin: Hella KG Hifetfk ·&* Co!'" ""* "** &Ugr; Applicant: Hella KG Hifetfk ·&* Co!'"""*"**
ersten Abschnitte und die Enden der zweiten Abschnitte die annähernd auf einem gleichen vom Mittelpunkt des Rotors ausgehenden Strahl liegen sind über dritte Abschnitte miteinander verbunden, sodass die ersten Abschnitte 51, die zweiten Abschnitte 53 und die dritte Abschnitte 52 eine geschlossene Schleife bilden. Anstelle der in der Figur dargestellten ersten Rotorstruktur kann für einen erfindungsgemäßen Rotor allerdings auch eine Rotorstruktur mit anderen geometrischen Abmessungen verwendet werden, wie sie z.B. aus dem Stand der Technik bekannt sind, wenn dies für die Anwendung des Winkelsensors Vorteile bringt.first sections and the ends of the second sections, which lie approximately on a same beam emanating from the center of the rotor, are connected to one another via third sections, so that the first sections 51, the second sections 53 and the third sections 52 form a closed loop. Instead of the first rotor structure shown in the figure, a rotor structure with other geometric dimensions, such as those known from the prior art, can also be used for a rotor according to the invention if this brings advantages for the application of the angle sensor.
Der erfindungsgemäße Rotor ist mit einer identis.chen Rotorstruktur versehen, die auf der anderen Seite des Trägers angebracht :.st. Die Rotorstruktur weist gleiche geometrische Messungen auf und die einzelnen Abschnitte 51, 52, 53 der ersten Rotorstruktur liegen deckungsgleich über den entsprechenden Abschnitten 61 ,62, 63 der zweiten Rotorstruktur 6.The rotor according to the invention is provided with an identical rotor structure which is attached to the other side of the carrier. The rotor structure has the same geometric measurements and the individual sections 51, 52, 53 of the first rotor structure lie congruently over the corresponding sections 61, 62, 63 of the second rotor structure 6.
Die Rotorstrukturen sind vorzugsweise aufgedruckt, sie können aber auch üher andere aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren aif die Seiten des Trägers 4 aufgebracht werden. Bei dem Materia] des Trägers kann es sich im übrigen neben einer Leiterplatte auch um ein dünnes Kunststoffteil handeln.The rotor structures are preferably printed on, but they can also be applied to the sides of the carrier 4 using other methods known from the prior art. The material of the carrier can also be a thin plastic part in addition to a circuit board.
Sollte nun auf Grund von großen Temperaturschwankungen oder anderen Umwelteinflüssen zu einem Riss in der Rotorstruktur kommen odei sollte sich die Rotorstruktur aufgrund der genannten Urtwelteinflüsse von dem Träger 4 ablösen, da zum Beispiel die Wärmeausdehnungskoeffizienten der (metallischen) Rotorstrukturen und des Trägers (aus Epoxidharz oder Kunststoff) unterschiedlich sind, bleibt der Winkelsensor funktionsfähig, da dann noch immer die zweite Rotorstruktur funktionsfähig bleibt und die Funktion des WinkelsensorsIf a crack should occur in the rotor structure due to large temperature fluctuations or other environmental influences, or if the rotor structure should detach from the carrier 4 due to the environmental influences mentioned, because, for example, the thermal expansion coefficients of the (metallic) rotor structures and the carrier (made of epoxy resin or plastic) are different, the angle sensor remains functional, since the second rotor structure still remains functional and the function of the angle sensor
* Anmelderin: Hella KG Huee<k*»S* Co'.··* "··* *··* Applicant: Hella KG Huee<k*»S* Co'.··* "··* *··
sicherstellt. Umgekehrt kann natürlich bei einem Ausfall der zweiten Rotorstruktur 6 die Funktion der zweiten Rotorstruktur durch die erste Rotorstruktur 5 sichergestellt werden.Conversely, if the second rotor structure 6 fails, the function of the second rotor structure can of course be ensured by the first rotor structure 5.
Anhand der Figur 3 soll nun die Verwendung des erfindungsgemäßen Winkelsensors mit einem erfindungsgemäßen Rotor beschrieben werden. Das in der Figur 3 dargestellte Bauteil 1 weist ein Gehäuse 10 auf aus dem das Ende einer Welle 2 herausgeführt ist. An die Welle 2 ist ein rotationsymetrisches Kunststoffformteil 3 angeschlossen, in welches ein erfindungsgemäßer Rotor 4, 5, 6 eingebettet ist. Der erfindungsgemäße Rotor weist einen Träger 4 auf, an dessen Oberseite und an dessen Unterseite eine erste Rotorstruktur bzw. eine zweite Rotorstruktur 6 angebracht ist. Dem Rotor 4,5,6 gegenüberliegend ist an dem Gehäuse 10 ein Schaltungsträger 7 angebracht. Dieser weist eine Sende- und Empfangseinheit 8 auf, die zur Herstellung der Funktion des Winkelsensors mit zumindest einer der Rotorstrukturen 5,6 des Rotors 4, 5, 6 in Wirkverbindung steht. Die Leiterplatte 7 und die Sende- und Empfangseinheit bilden dabei den Stator 7, 8 des Winkelsensors 3 bis 8. Die Leiterplatte 7 über ein Presskontakt 11 mit einer weiteren elektronischen Schaltung verbunden, welche dass von dem Winkelsensor 3 bis 8 erzeugte Signal auswertet.The use of the angle sensor according to the invention with a rotor according to the invention will now be described with reference to Figure 3. The component 1 shown in Figure 3 has a housing 10 from which the end of a shaft 2 extends. A rotationally symmetrical plastic molded part 3 is connected to the shaft 2, in which a rotor 4, 5, 6 according to the invention is embedded. The rotor according to the invention has a carrier 4, on the top and bottom of which a first rotor structure and a second rotor structure 6 are attached. A circuit carrier 7 is attached to the housing 10 opposite the rotor 4, 5, 6. This has a transmitting and receiving unit 8, which is operatively connected to at least one of the rotor structures 5, 6 of the rotor 4, 5, 6 in order to produce the function of the angle sensor. The circuit board 7 and the transmitting and receiving unit form the stator 7, 8 of the angle sensor 3 to 8. The circuit board 7 is connected via a press contact 11 to another electronic circuit which evaluates the signal generated by the angle sensor 3 to 8.
Claims (7)
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