DE102007059362A1

DE102007059362A1 - Sensor arrangement for use as steering angle sensor, has positioning module for precise relative-positioning of sensor unit at magnetic encoder, where module has centering mechanisms, which partially surround encoder

Info

Publication number: DE102007059362A1
Application number: DE102007059362A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Müller; Markus Bastian; Manfred Goll
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-26

Abstract

The arrangement has a magnetic encoder and a measured variable-magnetic sensor unit (3) detecting a measured variable directly and indirectly provided by the magnetic encoder. A positioning module (2) is provided for precise relative-positioning of the sensor unit at the magnetic encoder, where the positioning module has centering mechanisms (4, 5), which partially surround the magnetic encoder. The mechanisms are partially formed in a flexible manner, where the mechanisms are designed as a recess and/or clip and/or gripper-shaped annulus. An independent claim is also included for a method for mounting a sensor arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Montage einer Sensoranordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 11 sowie die Verwendung der Sensoranordnung in Kraftfahrzeugen.The The invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1, a method for assembling a sensor arrangement according to the preamble of claim 11 and the use of the sensor assembly in motor vehicles.

Es sind Sensoranordnungen bekannt, welche einen magnetischen Encoder und ein Magnetfeldsensorelement umfassen, wie beispielsweise einige Lenkwinkel- oder Drehmomentsensoren. Dabei erfasst das Magnetfeldsensorelement das durch den magnetischen Encoder erzeugte Magnetfeld über einen Luftspalt zum Encoder oder zu einem magnetischen Bauelement zur Führung des Magnetfelds. Die Länge dieses Luftspalts ist dabei sowohl von Bauteiltoleranzen bzw. Bauteil-Fehlausbildungen sowie Einbautoleranzen bzw. -Ungenauigkeiten abhängig. Um eine relativ präzise Messung durchzuführen ist es häufig erforderlich den Luftspalt in einer definierten Weise mit relativ hoher Genauigkeit einzustellen.It Sensor arrangements are known, which are a magnetic encoder and a magnetic field sensor element, such as some Steering angle or torque sensors. In this case, the magnetic field sensor element detects the magnetic field generated by the magnetic encoder via a Air gap to the encoder or to a magnetic component for guide of the magnetic field. The length This air gap is both of component tolerances or component-faulty training as well as installation tolerances or inaccuracies. For a relatively precise measurement perform it is common Requires the air gap in a defined manner with relative high accuracy.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Sensoranordnung und ein Verfahren zur Montage einer Sensoranordnung vorzuschlagen, wodurch relativ präzise Messungen ermöglicht werden, insbesondere durch eine relativ präzise Einstellung des obig erläuterten Luftspalts oder mehrerer solcher Luftspalte.The Invention has set itself the task of a sensor array and to propose a method for assembling a sensor arrangement, whereby relative precise Measurements possible be explained in particular by a relatively precise adjustment of the above Air gap or more of such air gaps.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Sensoranordnung gemäß Anspruch 1 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 11.The The object is achieved by the sensor arrangement according to claim 1 and the method according to claim 11th

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, ein Mess-Größen-Aufnehmerelement relativ zu einem Geberelement mittels eines Positioniermoduls auszurichten, wobei das Positioniermodul eine Zentrier-Einrichtung aufweist, welche das Geberelement zumindest teilweise umfängt bzw. umschließt bzw. umgreift.Of the The invention is based on the idea of a measuring-size pickup element align relative to a donor element by means of a positioning module, wherein the positioning module has a centering device, which the encoder element at least partially surrounds or surrounds or surrounds.

Die Sensoranordnung ermöglicht insbesondere das Einstellen relativ präziser Luftspaltlängen zwischen dem Geberelement und dem Messgrößen-Aufnehmerelement sowie insbesondere besonders geringe Luftspaltlängen. Zusätzlich sind zur Montage der Sensoranordnung und zur Einstellung eines präzisen Luftspalts im Wesentlichen keine zusätzlichen Montagehilfen und Lehren erforderlich.The Sensor arrangement allows in particular the setting of relatively precise air gap lengths between the transmitter element and the measured quantity pickup element and especially particularly small air gap lengths. In addition, for mounting the Sensor arrangement and for setting a precise air gap substantially No additional Mounting aids and gauges required.

Das wenigstens eine Geberelement und das mindestens eine Messgrößen-Aufnehmerelement sind vorzugsweise zueinander berührungslos positioniert und bilden relativ zueinander zumindest einen Luftspalt aus. Das Messgrößen-Aufnehmerelement erfasst dabei insbesondere die durch das Geberelement direkt oder indirekt bereitgestellt Messgröße über den mindestens einen Luftspalt.The at least one encoder element and the at least one measured variable pickup element preferably contactless to each other positioned and form relative to each other at least one air gap out. The measured quantity pickup element detected in particular by the donor element directly or indirectly provided measurement over the at least one air gap.

Das Geberelement ist bevorzugt ein magnetischer Encoder oder ein magnetisches Bauelement eines magnetischen Kreises, wie beispielsweise ein Stator oder Statorelement oder ein magnetisches Kollektorelement, und das Messgrößen- Aufnehmerelement ist zweckmäßigerweise ein Magnetfeldsensorelement, welches das durch den magnetischen Encoder erzeugte und/oder durch das magnetische Bauelement im Wesentlichen geführte Magnetfeld direkt oder indirekt erfasst. Unter einem Magnetfeldsensorelement wird dabei ein magnetoelektrisches Wandlerelement, besonders bevorzugt ein Hallelement oder ein magnetoresistives Sensorelement, verstanden. Solch ein Magnetfeldsensorelement weist insbesondere eine integrierte, elektronische Signalverarbeitungsschaltung auf. Der magnetische Encoder ist dabei besonders bevorzugt ein Encoderring und insbesondere einstückig und so ausgebildet, dass diesem beide Statorelemente zugeordnet sind. Alternativ vorzugsweise weist die Sensoranordnung zwei oder mehr auf dem ersten Wellenabschnitt nebeneinander angeordnete, magnetische Encoder bzw. Encoderringe auf. Der magnetische Encoder ist besonders bevorzugt alternierend magnetisiert bzw. ist ein Multipol-Encoder.The Encoder element is preferably a magnetic encoder or a magnetic Component of a magnetic circuit, such as a stator or stator element or a magnetic collector element, and the Measured variable pickup element is expediently a magnetic field sensor element passing through the magnetic encoder generated and / or by the magnetic component substantially guided Magnetic field detected directly or indirectly. Under a magnetic field sensor element is a magnetoelectric transducer element, particularly preferred a Hall element or a magnetoresistive sensor element, understood. Such a magnetic field sensor element has in particular an integrated, electronic signal processing circuit. The magnetic Encoder is particularly preferably an encoder ring and in particular one piece and adapted to be associated with both of these stator elements are. Alternatively, the sensor arrangement preferably has two or three more on the first shaft section juxtaposed magnetic encoder or encoder rings on. The magnetic encoder is particularly preferred alternately magnetized or is a multipole encoder.

Alternativ vorzugsweise ist das Geberelement als optischer Encoder ausgebildet und das Messgrößen-Aufnehmerelement als optoelektrisches Wandlerelement, insbesondere als Photoelement.alternative Preferably, the transmitter element is designed as an optical encoder and the measurement pickup element as an optoelectric transducer element, in particular as a photoelement.

Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine Zentrier-Einrichtung zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist.It It is preferred that at least one centering device at least is partially elastic.

Das mindestens eine Messgrößen-Aufnehmerelement ist vorzugsweise an einer Zentrier-Einrichtung befestigt bzw. wird von dieser umfasst.The at least one measuring element pickup element is preferably attached to a centering device or is includes of this.

Die mindestens eine Zentrier-Einrichtung ist zweckmäßigerweise als Ausnehmung und/oder Klammer und/oder zangenförmiger Kranz bzw. Teilkranz ausgebildet.The at least one centering device is expediently as a recess and / or clamp and / or pincer-shaped Wreath or partial wreath trained.

Das zumindest teilweise umfangene Geberelement und die wenigstens eine Zentrier-Einrichtung sind bevorzugt so ausgebildet, dass diese eine Presspassung bilden können.The at least partially encapsulated donor element and the at least one Centering device are preferably designed so that they are a press fit can form.

Das Positioniermodul weist vorzugsweise zumindest eine Spreiz-Ausnehmung auf, welche so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch das zumindest teilweise Einsetzen eines Spreizelements in die Spreiz-Ausnehmung mindestens eine Zentrier-Einrichtung zumindest teilweise geweitet wird, so dass Geberelement und Messgrößen-Aufnehmerelement berührungslos zusammenwirken. Die Spreizausnehmung ist besonders bevorzugt so ausgebildet und angeordnet, dass sie mit der Zentrier-Einrichtung fluchtet. Ganz besonders bevorzugt ist das wenigstens eine Spreizelement in der Spreiz-Ausnehmung so angeordnet, dass es, insbesondere durch die Spreiz-Ausnehmung hindurch, in die Zentrier-Einrichtung zumindest teilweise hineinragt und diese hierdurch aufgeweitet bzw. gespreizt wird.The positioning module preferably has at least one spreading recess, which is designed and arranged such that at least partially a centering device is widened by the at least partially inserting a spreading element into the spreading recess, so that the transmitter element and the measuring element pickup element interact in a contactless manner , The Spreizausnehmung is particularly preferably designed and arranged so that it with the centering Einrich device is aligned. In a particularly preferred embodiment, the at least one expansion element is arranged in the expansion recess so that it protrudes at least partially into the centering device, in particular through the expansion recess, and as a result it is widened or expanded.

Die Sensoranordnung weist zweckmäßigerweise ein Gehäuse auf, an welchem das Positioniermodul, insbesondere mittel Schrauben und/oder Stiften und/oder Nieten, befestigt ist.The Sensor arrangement has expediently a housing on, on which the positioning module, in particular medium screws and / or pins and / or rivets attached.

Das Positioniermodul umfasst bevorzugt das wenigstens eine Messgrößen-Aufnehmerelement und insbesondere zumindest eine elektronische Signalverarbeitungsschaltung. Dabei ist das Messgrößen-Aufnehmerelement und/oder die elektronische Signalverarbeitungsschaltung besonders bevorzugt an dem Positioniermodul befestigt bzw. vom das Positioniermodul ist als Spritzgussbauteil ausgebildet und der mindestens eine Messgrößen-Aufnehmerelement und/oder die elektronische Signalverarbeitungsschaltung sind mit umspritzt.The Positioning module preferably comprises the at least one measured variable pickup element and in particular at least one electronic signal processing circuit. In this case, the measured quantity pickup element and / or the electronic signal processing circuit in particular preferably attached to the positioning module or from the positioning module is designed as an injection-molded component and the at least one measured variable pickup element and / or the electronic signal processing circuit are with molded.

Das Positioniermodul umfasst wenigstens eine abziehbare und/oder entfernbare Montage-Einrichtung, welche die zumindest eine Zentrier-Einrichtung aufweist und welche insbesondere als Bügel ausgebildet ist.The Positioning module comprises at least one peelable and / or removable Assembly device, which is the at least one centering device and which is in particular designed as a bracket.

Es ist bevorzugt, dass die mindestens eine Zentrier-Einrichtung und/oder der von dieser umfangene Bereich des Geberelements zumindest ein, insbesondere ballig ausgebildetes, Fixierelement und/oder wenigstens einen Fixiervorsprung aufweisen, welche/r/s so ausgebildet und angeordnet ist/sind, dass diese eine Presspassung bilden können und/oder dass hierdurch das Geberelement fixierbar ist. Besonders bevorzugt weist die Zentrier-Einrichtung und/oder der von dieser umfangene Bereich des Geberelements zumindest eine Ausnehmung bzw. eine Freilaufausnehmung bzw. einen Bereich geringerer bzw. relativ geringer Dicke auf, welcher das mindestens eine Fixierelement und/oder den wenigstens einen Fixiervorsprung berührungslos zumindest teilweise aufnimmt, wodurch Geberelement und Zentriereinrichtung voneinander berührungslos beabstandet sind.It It is preferred that the at least one centering device and / or the latter of this encompassed region of the donor element at least one, in particular crowned trained, fixing and / or at least one fixing projection which is / are / are designed and arranged such that this can form a press fit and / or that thereby the donor element is fixable. Especially Preferably, the centering device and / or the latter of this encompassed region of the donor element at least one recess or a freewheel recess or a region of lesser or relatively small thickness, which the at least one fixing element and / or the at least one fixing projection contactless at least partially receiving, whereby donor element and centering of each other contactless are spaced.

Im Rahmen des Verfahrens werden das Geberelement und die mindestens eine Zentriereinrichtung zweckmäßigerweise rela tiv zueinander, im Wesentlichen entlang eines gemeinsamen Luftspalts, verschoben, wodurch eine Presspassung bzw. Fixierung, hervorgerufen durch mindestens ein Fixierelement und/oder wenigstens einen Fixiervorsprung, welche an Geberelement und/oder Zentriereinrichtung angeordnet ist/sind, aufgehoben bzw. beseitig werden, so dass Geberelement und Zentriereinrichtung zueinander berührungslos werden, indem das mindestens eine Fixierelement und/oder der wenigstens eine Fixiervorsprung von einer Ausnehmung und/oder einem Bereich relativ geringer Dicker zumindest teilweise berührungslos aufgenommen wird.in the As part of the process, the donor element and the at least a centering expediently Relative to each other, essentially along a common air gap, shifted, whereby a press fit or fixation, caused by at least a fixing element and / or at least one fixing projection, which is arranged on the encoder element and / or centering device / are, be lifted or eliminated, so that donor element and centering to each other without contact be by the at least one fixing element and / or at least a fixing projection of a recess and / or a region relatively small thickness is recorded at least partially contactless.

Im Rahmen des Verfahrens wird zweckmäßigerweise das mindestens eine Messgrößen-Aufnehmerelement an bzw. nach dem Geberelement, welches insbesondere als Encoder ausgebildet ist, ausgerichtet.in the As part of the process is expediently the at least one Metrics-pickup at or after the donor element, which in particular as an encoder is trained, aligned.

Das Geberelement ist vor dem Beginn des Verfahren schon bevorzugt mit dem Gehäuse direkt oder indirekt verbunden bzw. an einer Welle befestigt, welche über zumindest ein Lager mit dem Gehäuse direkt oder indirekt verbunden ist.The Donor element is already preferred before starting the process the housing directly or indirectly connected or attached to a shaft, which via at least a bearing with the housing directly or indirectly connected.

Das Verfahren wird vorzugsweise weiterentwickelt, indem anschließend die Fixierung zumindest des Geberelements gelöst wird und indem insbesondere danach die zumindest eine Zentrier-Einrichtung, welche zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist, durch zumindest teilweises Einfügen eines Spreizelements in wenigstens eine Spreiz-Ausnehmung des Positioniermoduls zumindest teilweise geweitet wird oder indem eine Montage-Einrichtung, welche ein lösbares Teil des Posi tioniermoduls ausmacht und die mindestens eine Zentrier-Ausnehmung umfasst, entfernt wird oder indem das Positionierelement gegenüber dem Geberelement verschoben wird.The The method is preferably further developed by subsequently the Fixing at least the donor element is solved and in particular then the at least one centering device, which at least is formed partially elastic, by at least partial Insert a spreading element in at least one spreading recess of the positioning module at least partially widened or by a mounting device, which a solvable Part of the posi tioning module makes and includes at least one centering recess removed is moved or by the positioning element relative to the encoder element becomes.

Unter einer Befestigung des Positioniermoduls an dem Gehäuse der Sensoranordnung wird bevorzugt ein Umspritzen des Positioniermoduls nach dem Ausrichtung, insbesondere ein gemeinsames Umspritzen des Positioniermoduls mit anderen Gehäuseteilen der Sensoranordnung, verstanden.Under a fastening of the positioning module to the housing of the Sensor arrangement is preferably an encapsulation of the positioning module after alignment, in particular a common molding of the Positioning module with other housing parts of the sensor arrangement, Understood.

Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere als Lenkwinkelsensor.The Invention also relates the use of the sensor arrangement in a motor vehicle, in particular as a steering angle sensor.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist zur Verwendung in der Automatisierungstechnik, dabei beispielsweise in Maschinen und Generatoren und in Kraftfahrzeugen, beispielsweise zur Messung eines Drehwinkels einer Welle oder zur Messung einer Drehzahl, insbesondere einer Raddrehzahl, vorgesehen.The inventive sensor arrangement is for use in automation technology, for example in machinery and generators and in motor vehicles, for example for measuring a rotation angle of a shaft or for measuring a Speed, in particular a wheel speed provided.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.Further preferred embodiments emerge from the dependent claims and the following descriptions of embodiments with reference to Characters.

Es zeigen in schematischer DarstellungIt show in a schematic representation

1 ein Ausführungsbeispiel einer Sensoranordnung mit einem beispielgemäßen Positioniermodul, 1 An embodiment of a sensor arrangement with an exemplary positioning module,

2 eine beispielhafte Sensoranordnung mit einem Posi tioniermodul umfassend eine Montage-Einrichtung, 2 an exemplary sensor arrangement with a posi tioniermodul comprising a mounting device,

3 ein Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung und deren Montage, und 3 an embodiment of the sensor assembly and its assembly, and

4 eine alternativ beispielhafte Sensoranordnung sowie deren Montage. 4 an alternative exemplary sensor arrangement and their assembly.

1a) zeigt ein beispielhaftes Positioniermodul 2, welches ein als Hallsensor ausgebildetes Messgrößen-Aufnehmerelement 3 umfasst. Darüber hinaus weist Positioniermodul 2 zwei Befestigungsausnehmungen 11, zur Befestigung an einem Gehäuse sowie Zentrier-Einrichtungen 4, 5 auf, welche beispielgemäß als Klammern ausgebildet sind, zum zumindest teilweisen Umfangen eines nicht dargestellten Geberelements auf. 1a ) shows an exemplary positioning module 2 , which is a sensor designed as a Hall sensor Meßgrößenaufnehmerelement 3 includes. In addition, has positioning module 2 two mounting recesses 11 , for attachment to a housing and centering devices 4 . 5 on, which are for example designed as brackets, for at least partially surrounding a donor element, not shown.

In 1b) ist ein Ausführungsbeispiel einer Sensoranordnung veranschaulicht, welche Geberelement 1, als magnetischen Encoder ausgebildet, sowie Positioniermodul 2 aufweist. Dieses umfasst Zentrier-Einrichtungen 4 und 5, welchen die Spreiz-Ausnehmungen 6, 7 zugeordnet sind. Jeweils eine Spreiz-Ausnehmung und eine Zentrier-Einrichtung sind fluchtend ausgebildet und angeordnet. Dabei weist die Sensoranordnung Spreizelemente 8 und 9 auf, welche beispielhaft als Spreizbolzen ausgebildet sind, und in Spreiz-Ausnehmungen 6, 7 so eingeführt werden, dass sie in die Zentrier-Ausnehmungen 4, 5 hineinragen und diese aufspreizen, wodurch Geberelement 1 berührungslos zu den Zentrier-Einrichtungen 4, 5 und damit zu Positioniermodul 2 drehbar ist. Positioniermodul 2 der Sensoranordnung ist mittels Befestigungsstiften 12 an einem nicht dargestellten Gehäuse der Sensoranordnung befestigt.In 1b ) an embodiment of a sensor arrangement is illustrated which donor element 1 , designed as a magnetic encoder, as well as positioning module 2 having. This includes centering facilities 4 and 5 , which the spreading recesses 6 . 7 assigned. In each case a spreading recess and a centering device are aligned and arranged. In this case, the sensor arrangement has spreading elements 8th and 9 on, which are exemplified as expansion bolts, and in spreading recesses 6 . 7 be introduced so that they are in the centering recesses 4 . 5 protrude and spread this, causing donor element 1 non-contact to the centering devices 4 . 5 and thus to positioning module 2 is rotatable. positioning 2 the sensor arrangement is by means of fastening pins 12 attached to a housing, not shown, of the sensor assembly.

Beispielgemäß wird in einem ersten Montageschritt Positioniermodul 2 mit Hallelement 3 auf mittels der Zentrier-Einrichtungen 4, 5 auf magnetischen Encoder 1 gesteckt, wodurch ein definierter, im Wesentlichen erwünschter Luftspalt zwischen Hallelement 3 und magnetischem Encoder 1 eingestellt wird. Danach wird in einem beispielhaften zweiten Montageschritt Positioniermodul mittels der Befestigungsstifte 12 an einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt oder alternativ festgeschraubt. Danach werden in einem dritten Montageschritt Zentrier-Ausnehmungen 4, 5 mittels der Spreizelemente, alternativ ebenfall mittels Schrauben, durch Einführen dieser Spreizelemente 4, 5 in Spreiz-Ausnehmungen 6, 7 aufgespreizt, wodurch magnetischer Encoder 1 frei drehbar ist bzw. sich frei drehen kann.By way of example, in a first assembly step positioning module 2 with Hall element 3 on by means of the centering devices 4 . 5 on magnetic encoder 1 plugged, creating a defined, substantially desired air gap between Hall element 3 and magnetic encoder 1 is set. Thereafter, in an exemplary second assembly step positioning module by means of the mounting pins 12 attached to a housing, not shown, or alternatively screwed. Thereafter, in a third assembly step centering recesses 4 . 5 by means of the spreading, alternatively also by means of screws, by introducing these spreading elements 4 . 5 in spreading recesses 6 . 7 spread, causing magnetic encoder 1 is freely rotatable or can rotate freely.

Im 2 wird eine beispielhafte Sensoranordnung gezeigt, bei welcher ein nicht dargestelltes Magnetfeldsensorelement, welches von Positioniermodul 2 umfasst wird bzw. an diesem befestigt ist gegenüber Geberelement 1, welches als drehbar gelagerter magnetischer Encoder ausgebildet ist, ausgerichtet wird. Geberelement 1 ist dabei beispielgemäß an bzw. auf einer nicht dargestellten Lenkwelle befestigt, deren Drehwinkel erfasst werden soll. Positioniermodul 2 umfasst eine als Bügel ausgebildete Montage-Einrichtung 10, welche Zentrier-Einrichtungen 4, 5 aufweist, mit denen Geberelement 1 fixiert bzw. festgehalten wird. Über diese Fixierung ist ein gewünschter Luftspalt zwischen Geberelement 1 und dem Magnetfeldsensorelement eingestellt, welcher im Wesentlichen nicht von Einbautoleranzen abhängig ist. Positioniermodul wird dem entsprechend zu Geberelement 1 ausgerichtet an einem nicht dargestellten Gehäuse mittel Befestigungsausnehmungen 11 und Befestigungsstiften 12 befestigt. Anschließend wird Montage-Einrichtung 10 abgezogen, wodurch die Fixierung des Geberelements 1 aufgehoben wird und der magnetische Encoder frei drehen kann. Der gewünschte Luftspalt wird hierdurch nicht beeinflusst.in the 2 an exemplary sensor arrangement is shown, in which a not shown magnetic field sensor element, which of positioning 2 is included or attached to this is opposite donor element 1 , which is designed as a rotatably mounted magnetic encoder, is aligned. transmitter element 1 is attached, for example, to or on a steering shaft, not shown, whose rotation angle is to be detected. positioning 2 comprises a trained as a bracket assembly device 10 which centering devices 4 . 5 has, with which donor element 1 is fixed or held. About this fixation is a desired air gap between the donor element 1 and the magnetic field sensor element, which is not substantially dependent on installation tolerances. Positioning module becomes the corresponding encoder element 1 aligned with a housing, not shown, by means of fastening recesses 11 and fixing pins 12 attached. Subsequently, assembly facility 10 subtracted, causing the fixation of the donor element 1 is canceled and the magnetic encoder can rotate freely. The desired air gap is not affected by this.

Beispielgemäß wird in einem Montageverfahren zunächst Positioniermodul 2 mit Montage-Einrichtung 10 über Zentrier-Einrichtungen 4, 5 an Geberelement 1 fixiert, wonach Positioniermodul 2 an einem nicht dargestellten Teil des Gehäuses der Sensoranordnung festgeschraubt wird und anschließend wird die als Bügel ausgebildete Montage-Einrichtung abgezogen bzw. entfernt, wodurch Geberelement 1 nicht mehr fixiert ist und sich beispielgemäß frei drehen kann.By way of example, in an assembly method, the positioning module first becomes 2 with mounting device 10 via centering devices 4 . 5 to encoder element 1 fixed, after which positioning module 2 is screwed to a non-illustrated part of the housing of the sensor assembly and then the trained as a bracket assembly device is removed or removed, thereby donor element 1 is no longer fixed and can rotate freely, for example.

3a) veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung und deren Montage. Dabei umfasst die Sensoranordnung ein Positioniermodul 2, einen magnetischen Encoder 1 als Geberelement sowie ein Gehäuse 14. Magnetischer Encoder 1 ist beispielgemäß auf einer nicht dargestellten Welle befestigt. Positioniermodul 2 umfasst ein nicht dargestelltes Magnetfeldsensorelement, welche gegenüber der vorspringend ausgebildeten Encoderspur 15 des magnetischen Encoders 1 in Zentrier-Einrichtung 4 angeordnet ist. Positioniermodul 2 wird beispielhaft in einem ersten Montageschritt im Wesent lichen gleichzeitig mittels eines Führungselements 16, welches als Nase bzw. Stift ausgebildet ist und in eine Ausnehmung des Gehäuses 14 eintaucht, gegen ein Wegdrehen in z-Richtung gesichert und grob ausgerichtet sowie mittels der Zentrier-Einrichtung 4 mit magnetischem Encoder 1 fixiert. Zentrier-Einrichtung 4 weist dabei zwei ballig ausgebildete Fixierelemente 17 und 18 auf, welche im Zusammenhang mit einem Fixiervorsprung 19 und vorspringend ausgebildeter Encoderspur 15 des magnetischen Encoders 1, wie dargestellt, eine Presspassung bilden. In einem zweiten Montageschritt wird Positioniermodul 2 mittels Positionier-Schraube 20 in y-Richtung an Gehäuse 14 fixiert. Dabei bleibt Positionierelement 2 in x-Richtung beweglich, ist allerdings in y-Richtung entsprechend einem definierten Luftspalt zwischen dem Magnetfeldsensorelement und Encoderspur 15, der über die Presspassung eingestellt ist, fixiert. In einem sich anschließenden Montageschritt wird Positioniermodul 2 im Wesentlichen nur in z-Richtung verschoben, indem Positioniermutter 21 angezogen wird. Hierdurch wird Positionierelement 2 in eine angedeutete Endposition 22 gebracht. In dieser Endposition 22 liegt Positioniermodul 2 an Gehäuse 14 fest an bzw. ist an diesem befestigt und in x-y- und z-Richtung nicht mehr beweglich. Außerdem wird die Presspassung aufgehoben, weil Fixiervorsprung 19 des Encoders 1 nicht mehr Fixierelement 17 gegenüberliegt und vorspringend ausgebildete Encoderspur 15 nicht mehr Fixierelement 18 gegenüberliegt. Magnetischer Encoder 1 ist somit frei drehbar und berührungslos zu Zentrier-Einrichtung 4 angeordnet, wie dies zusätzlich in 3b) betreffen Endposition 22 veranschaulicht ist. Der durch die Presspassung definiert eingestellte Luftspalt zwischen Encoderspur 15 und dem Magnetfeldsensorelement bleibt hierbei erhalten. 3a ) illustrates an embodiment of the sensor assembly and its assembly. In this case, the sensor arrangement comprises a positioning module 2 , a magnetic encoder 1 as a donor element and a housing 14 , Magnetic encoder 1 is attached according to the example on a shaft, not shown. positioning 2 comprises an unillustrated magnetic field sensor element which faces the projecting encoder track 15 of the magnetic encoder 1 in centering device 4 is arranged. positioning 2 is exemplified in a first assembly step wesent union simultaneously by means of a guide element 16 , which is designed as a nose or pin and in a recess of the housing 14 dips, secured against turning away in the z-direction and roughly aligned and by means of the centering device 4 with magnetic encoder 1 fixed. Centering device 4 has two spherical fixing elements 17 and 18 which, in connection with a fixing projection 19 and projecting educated encoder track 15 of the magnetic encoder 1 as shown, form a press fit. In a second assembly step is positioning module 2 by means of positioning screw 20 in y-direction to housing 14 fixed. Thereby remains positivity onierelement 2 Movable in the x direction, but in the y direction corresponding to a defined air gap between the magnetic field sensor element and encoder track 15 , which is adjusted via the press fit, fixed. In a subsequent assembly step is positioning module 2 essentially just shifted in z-direction by positioning nut 21 is attracted. This will be positioning 2 in an indicated end position 22 brought. In this final position 22 is positioning module 2 to housing 14 firmly on or is attached to this and no longer movable in the xy and z-direction. In addition, the interference fit is canceled because Fixiervorsprung 19 of the encoder 1 no more fixing element 17 opposite and protruding educated encoder track 15 no more fixing element 18 opposite. Magnetic encoder 1 is thus freely rotatable and non-contact to centering device 4 arranged as this addition in 3b ) affect final position 22 is illustrated. The air gap between the encoder track defined by the press fit 15 and the magnetic field sensor element is retained.

4 zeigt beispielhafte Sensoranordnungen, welche als Raddrehzahlsensoranordnungen ausgebildet sind. 4a) bis c) veranschaulichen dabei eine beispielhafte Montage einer solchen Sensoranordnung sowie 4d) die Sensoranordnung in einem Schnitt. 4 shows exemplary sensor arrangements, which are designed as Raddrehzahlsensoranordnungen. 4a ) to c) illustrate an exemplary assembly of such a sensor arrangement and 4d ) the sensor arrangement in a section.

In 4a) wird Positioniermodul 2 mit Führungselement 16 und Zentrier-Einrichtung 4 einem magnetischen Encoder 1 als Geberelement sowie Gehäuse 14 der Sensoranordnung angenähert. Zentrier-Einrichtung 4 umfängt dabei teilweise vorspringend bzw. hervorstehend ausgebildete Encoderspur 15 des magnetischen Encoders 1. Magnetischer Encoder 1 ist dabei in nicht dargestellter Weise auf einer Welle befestigt bzw. mit einem Radlager verbunden.In 4a ) becomes positioning module 2 with guide element 16 and centering device 4 a magnetic encoder 1 as encoder element as well as housing 14 approximated to the sensor arrangement. Centering device 4 In this case, it encompasses partially protruding or protruding encoder track 15 of the magnetic encoder 1 , Magnetic encoder 1 is attached in a manner not shown on a shaft or connected to a wheel bearing.

In 4b) ist ein weiterführender Montageschritt veranschaulicht, bei welchem Führungselement 16 in eine Ausnehmung des Gehäuses 14 eintaucht und magnetischer Encoder 1 mit Zentrier-Einrichtung 4 eine Presspassung bildet, wodurch der magnetische Luftspalt zwischen einem Magnetfeldsensorelement 3, welches in 4d) zu erkennen ist, und der Encoderspur 15 des magnetischen Encoders 1 definiert eingestellt wird. Die Presspassung wird durch zwei ballig ausgebildete Fixierelemente, einen Fixiervorsprung 19 des Encoders 1 und ein Fixierelement 18 der Zentrier-Einrichtung 4 hergestellt. Diese Fixierelemente klemmen dabei vorspringend ausgebildete Encoderspur 15 ein. Positioniermodul 2 also in y-Richtung durch die Presspassung nicht mehr beweglich und durch Führungselement 16 gegen Verdrehungen gesichert.In 4b ), a further assembly step is illustrated, in which guide element 16 in a recess of the housing 14 dips and magnetic encoder 1 with centering device 4 forms a press fit, whereby the magnetic air gap between a magnetic field sensor element 3 which is in 4d ) and the encoder track 15 of the magnetic encoder 1 is set defined. The press fit is achieved by two ball-shaped fixing elements, a Fixiervorsprung 19 of the encoder 1 and a fixing element 18 the centering device 4 produced. These fixing elements clamp projecting educated encoder track 15 one. positioning 2 So in y-direction by the press fit no longer movable and by guide element 16 secured against twisting.

Wie in 4c) veranschaulicht wird Positioniermodul 2 mittels einer Positionierschraube 20 mit Gehäuse 14 verbunden und damit befestigt. Hierdurch wird Zentrier-Einrichtung 4 gegenüber Encoderspur 15 in x-Richtung soweit verschoben, dass Fixiervorsprung 19 des Encoder 1 in einer Freilauf-Ausnehmung 23 der Zentrier-Einrichtung 4 Platz findet bzw. in diese berührungslos hineinragt und Fixierelement 18 sich außerhalb des Bereichs der hervorstehend angeordneten Encoderspur 15 befindet und Fixierelement 18 deshalb ebenfalls keine Berührung mit Encoderspur 15 oder magnetischem Encoder 1 aufweist, wodurch die Presspassung aufgehoben wird und Encoder 1 frei drehbar bzw. berührungslos zu Positioniermodul 2 angeordnet ist. Zentrier-Einrichtung 4 ist dabei elastisch ausgebildet.As in 4c ) is illustrated 2 by means of a positioning screw 20 with housing 14 connected and attached. As a result, centering device 4 opposite encoder track 15 in the x-direction shifted so far that fixing projection 19 of the encoder 1 in a freewheel recess 23 the centering device 4 Place finds or projects into this contactless and fixing 18 outside the range of the protruding encoder track 15 located and fixing element 18 therefore also no contact with encoder track 15 or magnetic encoder 1 which removes the interference fit and encoder 1 freely rotatable or contactless to positioning module 2 is arranged. Centering device 4 is elastic.

Die Pfeile in 3 und 4 veranschaulichen insbesondere die wesentliche Montage-Richtung.The arrows in 3 and 4 illustrate in particular the essential mounting direction.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist Positioniermodul 2 über eine Gummiunterlage mit Gehäuse 14 gekoppelt. Diese verhindert insbesondere Relativbewegungen in y-Richtung.In an embodiment not shown is positioning module 2 over a rubber pad with housing 14 coupled. This prevents in particular relative movements in the y direction.

Claims

Sensor arrangement comprising at least one transmitter element ( 1 ) and at least one measuring element pickup element ( 3 ), which at least one by the donor element ( 1 ) directly or indirectly provided measured variable, characterized in that the sensor arrangement additionally comprises at least one positioning module ( 2 ) for the precise relative positioning of measured value pickup element ( 3 ) to encoder element ( 1 ), wherein the positioning module ( 2 ) at least one centering device ( 4 . 5 ) having the donor element ( 1 ) at least partially surrounds.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the transmitter element ( 1 ) is a magnetic encoder or a magnetic component of a magnetic circuit and the measured variable pickup element ( 3 ) is a magnetic field sensor element which detects the magnetic field generated by the magnetic encoder and / or guided by the magnetic component substantially directly or indirectly.

Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one centering device ( 4 . 5 ) is at least partially elastic.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the centering device ( 4 . 5 ) is designed as a recess and / or clamp and / or forceps-shaped rim.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the at least partially encircled donor element ( 1 ) and the at least one centering device ( 4 ) are formed so that they can form a press fit.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the positioning module ( 2 ) at least one spreading recess ( 6 . 7 ), which is designed and arranged such that by at least partial insertion of a spreading element ( 8th . 9 ) in the spreading recess ( 6 . 7 ) at least one centering device ( 4 . 5 ) is at least partially widened so that donor element ( 1 ) and measuring element pickup element ( 3 ) interact without contact.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a housing ( 14 ), on which the positioning module ( 2 ), in particular by means of screws ( 20 ) and / or pins ( 12 ) and / or rivets.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the positioning module ( 2 ) the at least one measured variable pickup element ( 3 ) and in particular at least one electronic signal processing circuit.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the positioning module ( 2 ) at least one peelable and / or removable mounting device ( 10 ), which the at least centering device ( 4 ) and which is designed in particular as a bracket.

Sensor arrangement according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one centering device ( 4 . 5 ) and / or the region of the donor element encompassed by the latter ( 1 ) at least one, in particular spherically formed, fixing element ( 17 . 18 ) and / or at least one fixing projection ( 19 ), which are designed and arranged such that they can form a press fit and / or that thereby the donor element ( 1 ) is fixable in particular the centering device ( 4 . 5 ) and / or the region of the donor element encompassed by the latter ( 1 ) at least one recess ( 23 ) and / or a region of relatively small thickness, which has the at least one fixing element ( 17 . 18 ) and / or the at least one fixing projection ( 19 ) non-contact at least partially, whereby donor element ( 1 ) and centering device ( 4 . 5 ) are spaced from each other without contact.

Method for mounting a sensor arrangement, in particular according to at least one of claims 1 to 10, wherein at least one measured variable pickup element ( 3 ) in the sensor arrangement, which at least one encoder element ( 1 ) and a housing ( 14 ), characterized in that the measured quantity pickup element ( 3 ) and / or the encoder element ( 1 ) by means of a positioning module ( 2 ) comprising at least one centering device ( 4 ), which at least the donor element ( 1 ) is fixed, aligned and then the positioning module ( 2 ) on the housing ( 14 ) is attached directly or indirectly.

A method according to claim 11, characterized in that thereafter fixing at least the donor element ( 1 ) is achieved, in particular by the at least one centering device ( 4 ), which is at least partially elastic, by at least partially inserting a spreading element ( 8th . 9 ) in at least one spreading recess ( 6 . 7 ) of the positioning module ( 2 ) is at least partially widened or by a mounting device ( 10 ), which is a detachable part of the positioning module ( 2 ) and the at least one centering recess ( 4 . 5 ), or by the positioning element ( 2 ) relative to the encoder element ( 1 ) is moved.

Use of the sensor arrangement according to at least one of the claims 1 to 10 in a motor vehicle, in particular as a steering angle sensor.