DE29606042U1 - Rotation position sensor for the rotation position of a shaft - Google Patents
Rotation position sensor for the rotation position of a shaftInfo
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Description
Die Neuerung bezieht sich auf einen Drehstellungsmeßfuhler für die Drehstellung einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1. Derartige Drehstellungsmeßfuhler sind beispielsweise aus der DE 36 24 640 C2 bekannt. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Neuerung ist das Erfassen der Drehstellung der Welle einer Drosselklappe bei Verbrennungskraftmaschinen. Bei der DE 36 24 640 ist der Drehstellungsmeßfuhler als Potentiometer ausgebildet, das ein eigenständiges Gehäuse hat und extern auf ein Drosselklappengehäuse aufgesetzt wird, wobei die Drosselklappenwelle aus dem Drosselklappengehäuse herausragt und mit einem Drehmitnehmer für den Schleiferabgriff des Potentiometers gekoppelt wird. Um Ausfluchtfehler zwischen der Welle und dem Drehmitnehmer auszugleichen, sei es einen Mittenversatz oder Winkelfehler oder beides, ist dabei der FederträgerThe innovation relates to a rotary position sensor for the rotary position of a shaft according to the generic term of claim 1. Rotary position sensors of this type are known, for example, from DE 36 24 640 C2. A preferred application area of the innovation is the detection of the rotary position of the shaft of a throttle valve in internal combustion engines. In DE 36 24 640, the rotary position sensor is designed as a potentiometer that has its own housing and is placed externally on a throttle valve housing, with the throttle valve shaft protruding from the throttle valve housing and being coupled to a rotary driver for the wiper tap of the potentiometer. In order to compensate for misalignment between the shaft and the rotary driver, be it a center offset or angle error or both, the spring carrier is
pendelnd im Gehäuse des Potentiometers gelagert.pendulum mounted in the housing of the potentiometer.
Ähnliche Drehstellungsmeßfühler jedoch ohne pendelnd gelagerten Drehmitnehmer sind aus der EP 0 124 346 A2 und der DE 34 44 229 Al bekannt.Similar rotary position sensors, but without a pendulum-mounted rotary driver, are known from EP 0 124 346 A2 and DE 34 44 229 A1.
Die neuere Entwicklung geht dahin, den Drehstellungsmeßfühler mit dem Gegenstand, dessen Drehstellung der Welle abgetastet werden soll, zu integrieren, also beispielsweise bei Drosselklappen von Verbrennungskraftmaschinen den Drehstellungsmeßfühler im Drosselklappengehäuse unterzubringen. Hierzu hat das Drosselklappengehäuse eine gegenüber einer Drosselklappenkammer abgedichtete Sensorkammer, in welche die Welle hineinragt. Der Sensor, beispielsweise das Potentiometer, ist dabei auf einer Leiterbahnplatte angeordnet, die ein mittiges Loch hat, so daß sie auf die Welle aufgesteckt und an einer Wand des Sensorgehäuses fixiert werden kann. Ein Drehmitnehmer für die Schleiferfedern des Potentiometers wird ebenfalls auf die Welle aufgesetzt und an dieser fixiert, beispielsweise angeschweißt. Anschließend müssen elektrische Verbindungen zu Steckkontakten hergestellt werden, die von der Außenseite des Gehäuses zugänglich sind. Dies erfolgt durch Anlöten oder Bonden von Drähten bzw. elektrischen Leitern, die mit den Steckkontakten verbunden sind. Anschließend wird das Sensorgehäuse durch einen Deckel verschlossen. Diese Konstruktion hat verschiedene Nachteile. Die Montage ist relativ aufwendig und zwar aufgrund des Anlötens der elektrischen Verbindungen zu den Steckkontakten und durch das Positionieren und Anschweißen des Drehmitnehmers an der Welle. Diese Positionierung ist mit extremer Genauigkeit durchzuführen, da der axiale Abstand zwischen dem Drehmitnehmer und einer Widerstandsbahn des Potentiometers den Anpreßdruck zwischen der Schleiferfeder und der Widerstandsbahn bestimmt. Bei zu geringem Abstand ist der Anpreßdruck zu groß, wodurch die Lebensdauer des Potentiometers herabgesetzt wird, da die Widerstandsbahn vorzeitig abgerieben wird. Ist der Abstand dagegen zu groß, so ist der Anpreßdruck derThe newer development is to integrate the rotary position sensor with the object whose rotary position of the shaft is to be sensed, for example in the case of throttle valves of internal combustion engines, the rotary position sensor is placed in the throttle valve housing. For this purpose, the throttle valve housing has a sensor chamber that is sealed off from a throttle valve chamber and into which the shaft protrudes. The sensor, for example the potentiometer, is arranged on a circuit board that has a central hole so that it can be plugged onto the shaft and fixed to a wall of the sensor housing. A rotary driver for the wiper springs of the potentiometer is also placed on the shaft and fixed to it, for example by welding. Electrical connections must then be made to plug contacts that are accessible from the outside of the housing. This is done by soldering or bonding wires or electrical conductors that are connected to the plug contacts. The sensor housing is then closed with a cover. This design has various disadvantages. The assembly is relatively complex due to the soldering of the electrical connections to the plug contacts and the positioning and welding of the rotary driver to the shaft. This positioning must be carried out with extreme precision, since the axial distance between the rotary driver and a resistance track of the potentiometer determines the contact pressure between the wiper spring and the resistance track. If the distance is too small, the contact pressure is too high, which reduces the service life of the potentiometer, since the resistance track is worn down prematurely. If the distance is too large, however, the contact pressure of the
Schleiferfeder an der Widerstandsbahn zu klein, was einerseits eine Verfälschung der Meßwerte durch Übergangswiderstände zufolge hat und andererseits bei Vibrationen bis zu einem Abheben der Schleiferfeder von der Widerstandsbahn führen kann. Durch Vibration können auch die Lötstellen oder die Bonddrähte aufgehen bzw. brechen. Weiter sei darauf hingewiesen, daß die Montage von elektrotechnisch hoch qualifiziertem Personal durchgeführt werden muß, was bedingt, daß die üblicherweise von mechanischen Betrieben hergestellten Drosselklappengehäuse zu elektrotechnischen Spezialfabriken transportiert, dort fertig montiert und dann zum Automobilhersteller geliefert werden müssen.The wiper spring on the resistance track is too small, which on the one hand leads to a falsification of the measured values due to contact resistance and on the other hand can lead to the wiper spring being lifted off the resistance track in the event of vibrations. Vibrations can also cause the soldering points or bonding wires to come apart or break. It should also be noted that assembly must be carried out by highly qualified electrical engineers, which means that the throttle valve housings, which are usually manufactured by mechanical companies, must be transported to special electrical engineering factories, fully assembled there and then delivered to the automobile manufacturer.
Die DE OS 2 265 331 zeigt ein Potentiometer für einen Luftmengenmesser in einer derartigen Bauart, wobei dort allerdings die nach außen geführten elektrischen Verbindungen durch Kontaktfedern realisiert sind, so daß alle nach außen geführten elektrischen Verbindungen allein durch den Anpreßdruck der Kontaktfedern realisiert sind. Dadurch wird zwar ein Löten oder Bonden vermieden, die Anordnung ist aber empfindlich gegen Vibration und Ermüden der Federn.DE OS 2 265 331 shows a potentiometer for an air flow meter of this type, whereby the electrical connections to the outside are implemented by contact springs, so that all electrical connections to the outside are implemented solely by the contact pressure of the contact springs. This avoids soldering or bonding, but the arrangement is sensitive to vibration and fatigue of the springs.
Grundsätzlich ist es bekannt, die Kontaktierung von elektrischen Leiterbahnplatten dadurch zu realisieren, daß Anschlußdrähte, Steckkontakte oder sonstige von der Leiterbahnplatte wegführende elektrische Leiter formschlüssig (DE 36 41 947) oder kraftschlüssig (DE PS 17 660 144) mit der Leiterbahnplatte verbunden werden, wobei Kontaktstellen von metallischen Leitern bis zur Oberfläche der Leiterbahnplatte geführt werden und dann mit einer Leiterbahn oder einer Widerstandsbahn überdruckt werden. Aus der DE 37 17 3 06 Al ist es auch bekannt, zur Kontaktierung von Leiterbahnplatten die Leiterbahnplatte und eine Lötfahne in Kunststoffspritzgußtechnik zu vergießen, wobei die beiden Teile während des Gießvorganges durch Stempel gegeneinander gepreßt werden und nach dem Aushärten des Kunststoffes die erforderliche Andruckkraft durch den Kunststoff selbst aufgebracht wird, wenn dieser beim Aushärten schrumpft.It is generally known to make contact with electrical circuit boards by connecting connecting wires, plug contacts or other electrical conductors leading away from the circuit board to the circuit board in a form-fitting manner (DE 36 41 947) or force-fitting manner (DE PS 17 660 144), whereby contact points of metallic conductors are led to the surface of the circuit board and then overprinted with a conductor track or a resistance track. It is also known from DE 37 17 3 06 Al to cast the circuit board and a soldering lug using plastic injection molding technology to make contact with circuit boards, whereby the two parts are pressed against each other by stamps during the casting process and after the plastic has hardened, the required pressure force is applied by the plastic itself if it shrinks during hardening.
Schließlich ist es aus der EP O 005 265 A2 bekannt, elektrische Verbindungen zwischen einer Elektrode und elektrischen Kontakten durch elektrisch leitfähige Kleber herzustellen.Finally, it is known from EP O 005 265 A2 to establish electrical connections between an electrode and electrical contacts by means of electrically conductive adhesives.
Aufgabe der Neuerung ist es den Drehstellungsmeßfühler gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß seine Montage vereinfacht ist und die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die Qualität der Kontaktierung, die Meßgenauigkeit und die Lebensdauer verbessert werden.The aim of the innovation is to improve the rotary position sensor according to the generic term of claim 1 in such a way that its assembly is simplified and the electrical properties, in particular the quality of the contact, the measuring accuracy and the service life are improved.
Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the innovation can be found in the subclaims.
Das Grundprinzip der Neuerung liegt darin, daß ein Sensorteil, nämlich dasjenige, das mit den Steckkontakten verbunden ist, vollständig im Deckel untergebracht ist, wobei die Steckkontakte durch Gieß- oder Spritztechnik in dem Deckel verankert sind und mit Kontaktstellen bis zur Innenseite des Deckels ragen, wo sie unmittelbar mit elektrischen Leiterbahnen oder Widerstandsbahnen in Berührung stehen. Damit ist eines der Sensorteile und zwar das technisch aufwendigere, unmittelbar an der Deckelinnenseite angebracht, so daß dessen Herstellung vollkommen unabhängig von dem übrigen Gehäuse durchgeführt werden kann. Vorzugsweise ist der Deckel so gestaltet, daß seine Innenseite eine Ebene bildet, die alle übrigen Teile des Deckels überragt. Damit kann die Deckelinnenseite besonders einfach in Siebdrucktechnik mit Widerstandsbahnen oder Leiterbahnen bedruckt werden.The basic principle of the innovation is that a sensor part, namely the one that is connected to the plug contacts, is completely housed in the cover, whereby the plug contacts are anchored in the cover by casting or injection molding technology and protrude with contact points to the inside of the cover, where they are in direct contact with electrical conductor tracks or resistance tracks. This means that one of the sensor parts, the technically more complex one, is attached directly to the inside of the cover, so that its manufacture can be carried out completely independently of the rest of the housing. The cover is preferably designed so that its inside forms a plane that protrudes above all other parts of the cover. This makes it particularly easy to print resistance tracks or conductor tracks on the inside of the cover using screen printing technology.
Auch die Montage ist sehr einfach, da lediglich ein Sensorteil wie z. B. ein Drehmitnehmer mit Schleiferfedern auf das Ende der Welle aufgesteckt werden muß und dann der Deckel aufgesetzt und befestigt wird. Bei der MontageThe assembly is also very simple, as only a sensor part such as a rotary driver with wiper springs has to be put on the end of the shaft and then the cover is put on and secured. During assembly
müssen daher keinerlei aufwendige Verbindungstechniken wie Löten, Bonden etc. angewandt werden. Die Montage kann daher auch von elektrotechnisch ungeschultem Personal vorgenommen werden.Therefore, no complex connection techniques such as soldering, bonding, etc. need to be used. The assembly can therefore also be carried out by personnel without electrical training.
Die Positionierung des mit der Welle zu verbindenden Sensorteiles, also beispielsweise des Drehmitnehmers für die Schleiferfedern, ist ebenfalls unproblematisch, da das Wellenende einen axialen Anschlag bildet, dessen Abstand zur Deckelinnenseite innerhalb der Herstelltoleranzen konstant ist und damit auch den Anpreßdruck zwischen den Schleiferfedern und den Potentiometerbahnen festlegt.The positioning of the sensor part to be connected to the shaft, for example the rotary driver for the wiper springs, is also unproblematic, since the shaft end forms an axial stop, the distance of which to the inside of the cover is constant within the manufacturing tolerances and thus also determines the contact pressure between the wiper springs and the potentiometer tracks.
Diese Bauart eignet sich auch hervorragend für kontakt lose Drehstellungsmeßfühler, bei denen die beiden Sensorteile nur elektromagnetisch (einschließlich im Bereich des Lichtes liegender elektromagnetischer Wellen) miteinander gekoppelt sind. Beispielsweise ist das eine Sensorteil ein am Wellenende angebrachter Magnet und das zweite Sensorteil enthält einen an der Deckelinnenseite angebrachten Magnetsensor wie z. B. eine Hall-Sonde.This design is also ideal for contactless rotary position sensors in which the two sensor parts are only coupled to each other electromagnetically (including electromagnetic waves in the range of light). For example, one sensor part is a magnet attached to the end of the shaft and the second sensor part contains a magnetic sensor attached to the inside of the cover, such as a Hall probe.
Weitere Einzelheiten der Neuerung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in welcher anhand der Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Es zeigt:Further details of the innovation can be found in the following description, in which exemplary embodiments are described using the figures. It shows:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Drehstellungsmeßfühlers nach der Neuerung in der Ausführungsform mit einem Potentiometer;Fig. 1 shows a cross section of a rotary position sensor according to the innovation in the embodiment with a potentiometer;
Fig. 2 einen Drehstellungsmeßfühler nach einem Ausführungsbeispiel der Neuerung in der Ausführungsform mit einem kontaktlosen Sensor; undFig. 2 shows a rotary position sensor according to an embodiment of the innovation in the embodiment with a contactless sensor; and
Fig. 3a eine Draufsicht auf die Deckelinnenseite; und Fig. 3b einen Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 3aFig. 3a is a plan view of the inside of the lid; and Fig. 3b is a section along the line I-I of Fig. 3a
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche bzw. funktionell einander entsprechende Teile.The same reference symbols in the individual figures designate the same or functionally corresponding parts.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 gezeigt, das eine Drosselklappenkammer 2 aufweist und eine mit der nicht dargestellten Drosselklappe verbundene Welle 3, die durch eine Trennwand 4 aus dem Drosselklappengehäuse 2 herausragt und über eine Dichtung 5, die gleichzeitig auch eine Lagerung bilden kann, sich in eine Sensorkammer 6 des Gehäuses 1 erstreckt. Die Sensorkammer 6 wird durch die Trennwand 4 und eine einstückig mit dem Gehäuse 1 verbundene Wand 7 gebildet, wobei letztere in einen Flansch 8 mündet, an welchem ein Deckel 9 befestigbar ist, der die Sensorkammer 6 verschließt. Der Deckel 9 ist vorzugsweise aus gieß- oder spritzbarem Kunststoff und insbesondere aus duroplastischem Kunststoff. An seinem Außenumfang hat er eine Stufe 10, mit der er an dem Flansch 8 und der Innenseite der Wand 7 zentriert wird. Die Deckelinnenseite 21 bildet eine Ebene, die senkrecht zur Mittelachse der Welle 3 liegt und von allen Komponenten des Deckels 9 am weitesten in die Sensorkamtner 6 hineinragt. Die Innenseite 21 des Deckels 9 trägt das feststehende Sensorteil, das hier als Potentiometer mit mehreren Widerstandsbahnen 11, 12, 13, 14 ausgebildet ist. Diese Widerstandsbahnen verlaufen in radialem Abstand konzentrisch zueinander auf einer Kreisbogenbahn. Sie sind drucktechnisch, insbesondere in Siebdrucktechnik, auf die Deckelinnenseite 21 aufgebracht und zwar entweder auf die Ebene der Deckelinnenseite 21 aufgedruckt oder in Vertiefungen an der Deckelinnenseite, so daß ihre Oberfläche in der Ebene der Deckelinnenseite 21 liegt.In Fig. 1, a housing 1 is shown which has a throttle valve chamber 2 and a shaft 3 connected to the throttle valve (not shown), which protrudes from the throttle valve housing 2 through a partition 4 and extends into a sensor chamber 6 of the housing 1 via a seal 5, which can also form a bearing at the same time. The sensor chamber 6 is formed by the partition 4 and a wall 7 connected in one piece to the housing 1, the latter opening into a flange 8 to which a cover 9 can be attached, which closes the sensor chamber 6. The cover 9 is preferably made of castable or sprayable plastic and in particular of thermosetting plastic. On its outer circumference it has a step 10 with which it is centered on the flange 8 and the inside of the wall 7. The inner side 21 of the cover forms a plane that is perpendicular to the center axis of the shaft 3 and extends furthest into the sensor chamber 6 of all the components of the cover 9. The inner side 21 of the cover 9 carries the fixed sensor part, which is designed here as a potentiometer with several resistance tracks 11, 12, 13, 14. These resistance tracks run concentrically to one another on a circular arc at a radial distance. They are applied to the inner side 21 of the cover using printing technology, in particular using screen printing technology, either printed on the plane of the inner side 21 of the cover or in recesses on the inner side of the cover so that their surface lies in the plane of the inner side 21 of the cover.
Zur Messung der Drehstellung werden die Widerstandsbahnen 11 bis 14 von Schleiferfedern 15 und 16 kontaktiert, die an einem Federträger 17 befestigt sind, der seinerseits über eine Andruckfeder 18 mit einer Federhaiterung 19 verbunden ist. Die Federhaiterung 19 hat eine mittige Ausnehmung 20 zur Aufnahme des Endes der Welle 3.To measure the rotational position, the resistance tracks 11 to 14 are contacted by wiper springs 15 and 16, which are attached to a spring carrier 17, which in turn is connected to a spring holder 19 via a pressure spring 18. The spring holder 19 has a central recess 20 for receiving the end of the shaft 3.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Leiterbahnen 11 und 12 bzw. 13 und 14 je ein Paar, das durch die Schleiferfedern 15 bzw. 16 elektrisch miteinander verbundenIn the illustrated embodiment, the conductor tracks 11 and 12 or 13 and 14 each form a pair that is electrically connected to one another by the slider springs 15 and 16, respectively.
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wird. Die Schleiferfedern 15 und 16 haben jeweils mehrere Schleifer und verbinden je nach Drehstellung die Widerstandsbahnen miteinander, wodurch sich der extern abgreifbare Widerstandswert ändert und damit von der Drehstellung der Welle abhängt. Die Widerstandsbahnen 11 bis 14 sind mit als Steckkontakte 22 bis 25 ausgebildeten metallischen Leitern verbunden. Diese metallischen Leiter sind im Gehäusedeckel 9 verankert und erstrecken sich im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht durch den Gehäusedeckel hindurch, wobei sie mit Kontaktstellen bis zur Deckelinnenseite 21 geführt sind und dort mit den jeweils zugehörigen Leiterbahnen 11 bis 14 überdruckt sind. Die Steckkontakte 22 bis 25 ragen aus der Außenseite des Deckels 9 heraus und können dort durch einen Buchsenstecker kontaktiert werden. Sie sind rings von einem Steckergehäuse 26 umgeben, das einstückig am Deckel 9 angeformt ist.The wiper springs 15 and 16 each have several wipers and connect the resistance tracks to one another depending on the rotational position, whereby the externally tapped resistance value changes and thus depends on the rotational position of the shaft. The resistance tracks 11 to 14 are connected to metallic conductors designed as plug contacts 22 to 25. These metallic conductors are anchored in the housing cover 9 and, in the illustrated embodiment, extend vertically through the housing cover, with contact points leading to the inside of the cover 21 and there being overprinted with the respective associated conductor tracks 11 to 14. The plug contacts 22 to 25 protrude from the outside of the cover 9 and can be contacted there by a socket plug. They are surrounded by a plug housing 26 which is integrally formed on the cover 9.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Steckkontakte 22 bis 25 senkrecht durch den Deckel 9, wobei die von außen zugänglichen Abschnitte der Steckkontakte parallel zur Mittelachse der Welle 3 liegen. Selbstverständlich können die Steckkontakte auch seitlich herausgeführt sein, indem sie schon innerhalb des Deckels 9 um 90° abgewinkelt und seitlich aus dem Deckel herausgeführt werden (vgl. Fig. 3). Wichtig ist nur, daß ihre Kontaktstellen bis zur Deckelinnenseite 21 hin verlaufen, so daß sie dort unmittelbar mit den Leiterbahnen bedruckt werden können. Auch können die Steckkontakte und das Steckergehäuse gegenüber der Mittelachse der Welle 3 seitlich so weit versetzt sein, daß das Steckergehäuse außerhalb einer Verlängerung der Sensorkammer 6 liegt (vgl. Fig. 2). Schließlich können das Steckergehäuse und die Steckkontakte gegenüber der Mittelachse der Welle auch um einen beliebigen Winkel, wie z.B. um 45°, geneigt sein.In the embodiment shown, the plug contacts 22 to 25 extend vertically through the cover 9, with the sections of the plug contacts accessible from the outside lying parallel to the central axis of the shaft 3. Of course, the plug contacts can also be led out laterally by being angled by 90° inside the cover 9 and led out of the cover laterally (see Fig. 3). It is only important that their contact points extend to the inside of the cover 21 so that the conductor tracks can be printed directly there. The plug contacts and the plug housing can also be offset laterally from the central axis of the shaft 3 so that the plug housing lies outside an extension of the sensor chamber 6 (see Fig. 2). Finally, the plug housing and the plug contacts can also be inclined at any angle, such as 45°, from the central axis of the shaft.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß Herstellung und Montage des Drehstellungsmeßfühlers wesentlich vereinfacht sind. Der Deckel 9 wird in Spritzgußtechnik aus KunststoffFrom Fig. 1 it can be seen that the manufacture and assembly of the rotary position sensor are considerably simplified. The cover 9 is made of plastic using injection molding technology
hergestellt, wobei beim Spritz- oder Gießvorgang die Steckkontakte 22 bis 25 eingespritzt werden. Gleichzeitig wird dabei auch das Steckergehäuse 26 hergestellt. Dadurch, daß die Deckelinnenseite 21 eine alle übrigen Deckelteile überragende Ebene bildet, können die so hergestellten Deckel ohne weiteres bedruckt werden, womit dann die elektrischen Verbindungen zwischen den Widerstandsbahnen und den Steckkontakten hergestellt werden. Ein Löten oder Bonden ist nicht mehr erforderlich. Bei der Montage an dem Drosselklappengehäuse 1 muß lediglich die Federhalterung 19 auf die Welle 3 aufgesteckt und an dieser fixiert werden. Dies kann durch einen Preßsitz, durch Kleben oder sonstige bekannte Befestigungsmethoden erfolgen. Anschließend muß nur noch der Deckel eingesetzt und befestigt werden, beispielsweise durch Verschrauben. Diese sehr einfachen Montagevorgänge können auch von angelerntem Personal durchgeführt werden.manufactured, whereby the plug contacts 22 to 25 are injected during the injection or casting process. At the same time, the plug housing 26 is also manufactured. Because the inner side of the cover 21 forms a plane that protrudes above all other cover parts, the covers manufactured in this way can be printed without further ado, which then creates the electrical connections between the resistance tracks and the plug contacts. Soldering or bonding is no longer necessary. When mounting on the throttle valve housing 1, the spring holder 19 only has to be placed on the shaft 3 and fixed to it. This can be done by a press fit, by gluing or other known fastening methods. Then all that is left to do is insert the cover and fasten it, for example by screwing. These very simple assembly processes can also be carried out by semi-skilled personnel.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines kontaktlosen Sensors. Das erste, mit der Welle gekoppelte Sensorteil enthält einen Permanentmagnet 20, der an der Halterung 19 befestigt ist, die ansonsten in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 auf das Ende der Welle 3 aufgesteckt ist. Das zweite, feststehende Sensorteil ist an der Deckelinnenseite 21 befestigt und weist einen dem Magneten 28 gegenüberliegenden Magnetsensor 31 auf, der beispielsweise eine Hall-Sonde, eine Induktionsspule oder ähnliches sein kann. Weiterhin weist dieses zweite Sensorteil weitere Baugruppen 30 auf, die die externe Beschaltung des Magnetsensors 31 bilden und beispielsweise eine Auswerteschaltung enthalten. Diese Bauteile 30 und der Magnetsensor 31 können unmittelbar auf der Deckelinnenseite 21 aufgebracht sein, beispielsweise durch die SMD-Technik (surface mounted device), wobei elektrische Leiterbahnen, elektrische Widerstände und bestimmte Bauteile wie Kondensatoren oder Induktivitäten drucktechnisch, beispielsweise im Siebdruckverfahren unmittelbar auf der Deckel Innenseite 21 aufgebracht sind. Auch hier wird dieFig. 2 shows an embodiment of a contactless sensor. The first sensor part, coupled to the shaft, contains a permanent magnet 20, which is attached to the holder 19, which is otherwise attached to the end of the shaft 3 in the same way as in the embodiment of Fig. 1. The second, fixed sensor part is attached to the inside of the cover 21 and has a magnetic sensor 31 opposite the magnet 28, which can be, for example, a Hall probe, an induction coil or the like. This second sensor part also has further components 30, which form the external circuitry of the magnetic sensor 31 and, for example, contain an evaluation circuit. These components 30 and the magnetic sensor 31 can be applied directly to the inside of the lid 21, for example using SMD technology (surface mounted device), whereby electrical conductors, electrical resistors and certain components such as capacitors or inductors are applied directly to the inside of the lid 21 using printing technology, for example using a screen printing process. Here too, the
elektrische Verbindung zu den nach außen geführten Steckkontakten 22 bis 25 dadurch erreicht, daß die Enden der Steckkontakte bis zur Deckelinnenseite 21 geführt und dort mit den entsprechenden Leiterbahnen, Widerstandsbahnen etc. verbunden sind. Nach einer anderen Variante der Erfindung, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Bauteile 30 und der Magnetsensor 31 auf einer Trägerplatte 29 aufgebracht, die beispielsweise eine Leiterbahnplatte, ein Keramiksubstrat, eine Isolierfolie oder ähnliches sein kann. Anschlußstellen der Bauteile sind in diesem Falle mittels Durchkontaktierungen zur "Unterseite", d. h. der den Bauteilen gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte 29 geführt und stehen in unmittelbaren Kontakt mit den zur Deckelinnenseite 21 geführten Enden der Steckkontakte. Die Fixierung dieser Verbindung kann durch elektrisch leitfähige Klebstoffe hergestellt werden. Auch hier ist zu betonen, daß das feststehende Sensorteil komplett am Deckel 9 angebracht ist und bei der Montage keinerlei arbeitsaufwendigen elektrischen Verbindungstechniken wie Löten, Bonden etc. notwendig sind. Die Montage ist also genauso einfach wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Ein Vorteil der kontaktlosen Sensoren der in Fig. 2 gezeigten Art liegt darin, daß der Abstand zwischen den beiden Sensorteilen, d. h. zwischen dem Magnet 28 und dem Magnetsensor 31 relativ unkritisch ist. Er hat keinerlei Einfluß auf die Lebensdauer (vgl. Kontaktdruck beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1) . Auch läßt sich der Einfluß des Abstandes auf das Meßergebnis durch schaltungstechnische Maßnahmen und/oder die Art der Auswertung des Meßsignales eliminieren, so daß Herstelltoleranzen, die den Abstand zwischen Wellenende und Deckelinnenseite verändern, keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit und die Lebensdauer haben, so daß auch die Präzision bei der Montage verringert werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Steckkontakte 22 bis 2 5 und das Steckergehäuse 26 gegenüber der Sensorkammer 6 seitlich versetzt, so daß das Steckergehäuse 2 6 außerhalb einer gedachten Verlängerung der Sensorkammer 6 liegt.Electrical connection to the plug contacts 22 to 25 that are led outwards is achieved by the ends of the plug contacts being led to the inside of the cover 21 and being connected there to the corresponding conductor tracks, resistance tracks, etc. According to another variant of the invention, which is shown in Fig. 2, the components 30 and the magnetic sensor 31 are mounted on a carrier plate 29, which can be, for example, a conductor track plate, a ceramic substrate, an insulating film or the like. In this case, connection points of the components are led to the "underside", i.e. the side of the carrier plate 29 opposite the components, by means of through-holes and are in direct contact with the ends of the plug contacts that are led to the inside of the cover 21. This connection can be fixed using electrically conductive adhesives. Here too, it should be emphasized that the fixed sensor part is completely attached to the cover 9 and no labor-intensive electrical connection techniques such as soldering, bonding, etc. are necessary during assembly. Assembly is therefore just as simple as in the first embodiment. One advantage of contactless sensors of the type shown in Fig. 2 is that the distance between the two sensor parts, i.e. between the magnet 28 and the magnetic sensor 31, is relatively uncritical. It has no influence on the service life (cf. contact pressure in the embodiment of Fig. 1). The influence of the distance on the measurement result can also be eliminated by circuitry measures and/or the type of evaluation of the measurement signal, so that manufacturing tolerances that change the distance between the shaft end and the inside of the cover have no influence on the measurement accuracy and service life, so that the precision during assembly can also be reduced. In this embodiment, the plug contacts 22 to 25 and the plug housing 26 are laterally offset relative to the sensor chamber 6, so that the plug housing 26 lies outside an imaginary extension of the sensor chamber 6.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Steckkontakte 22 bis 25 in der beschriebenen Weise seitlich aus dem Deckel 9 herausgeführt werden.In this embodiment, too, the plug contacts 22 to 25 can be led out of the cover 9 at the side in the manner described.
Fig. 3a zeigt, wie die Steckkontakte 22 bis 25 nach einer anderen Variante der Neuerung im Deckel 9 eingegossen werden können und seitlich aus dem Deckel herausgeführt werden. Sie verlaufen, wie Fig. 3b zeigt, im Inneren des Kunststoffmateriales des Deckels und sind an einer Stelle 34 abgewinkelt, so daß eine Kontaktstelle 35 bis zur Oberfläche, d. h. zur Deckelinnenseite 21 herausragt. An dieser Kontaktstelle 35 erfolgt dann die Verbindung mit den Widerstands- und/oder Leiterbahnen. Durch das Abwinkein der Steckkontakte an der Stelle 34 wird auch eine formschlüssige Verankerung erzielt, wobei, entsprechend Fig. 3a, die Steckkontakte auch in der Ebene des Deckels 9 abgewinkelt sein können, was eine zusätzliche formschlüssige Verankerung bringt und zusätzlich die Möglichkeit, die Steckkontakte 22 bis 25 an beliebiger Stelle seitlich aus dem Deckel herauszuführen.Fig. 3a shows how the plug contacts 22 to 25 can be cast into the cover 9 according to another variant of the innovation and lead out of the cover at the side. As Fig. 3b shows, they run inside the plastic material of the cover and are angled at a point 34 so that a contact point 35 protrudes to the surface, i.e. to the inside of the cover 21. The connection to the resistance and/or conductor tracks is then made at this contact point 35. By bending the plug contacts at point 34, a positive anchoring is also achieved, whereby, according to Fig. 3a, the plug contacts can also be angled in the plane of the cover 9, which provides additional positive anchoring and also the possibility of leading the plug contacts 22 to 25 out of the cover at any point.
Claims (13)
daß elektrische Leiterbahnen und/oder Widerstandsbahnen (11 bis 14) des zweiten Sensorteiles in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit dem Kontaktstellen der Steckkontakte (22 bis 25) stehen und
daß das zweite Sensorteil unmittelbar an der Deckelinnenseite (21) angebracht ist.that the plug contacts (22 to 25) are cast or injected into the cover (9) and run with contact points to the inside of the cover (21),
that electrical conductor tracks and/or resistance tracks (11 to 14) of the second sensor part are in direct electrical contact with the contact points of the plug contacts (22 to 25) and
that the second sensor part is attached directly to the inside of the cover (21).
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