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DE102011089903A1 - Device for detecting angular position of pinion of gear box drive device, has magnetic element whose magnetically active particles are bonded with each other through injection molding process and located on end face of wheel and gear - Google Patents

Device for detecting angular position of pinion of gear box drive device, has magnetic element whose magnetically active particles are bonded with each other through injection molding process and located on end face of wheel and gear Download PDF

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Publication number
DE102011089903A1
DE102011089903A1 DE102011089903A DE102011089903A DE102011089903A1 DE 102011089903 A1 DE102011089903 A1 DE 102011089903A1 DE 102011089903 A DE102011089903 A DE 102011089903A DE 102011089903 A DE102011089903 A DE 102011089903A DE 102011089903 A1 DE102011089903 A1 DE 102011089903A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
magnetic element
magnetically active
active particles
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011089903A
Other languages
German (de)
Inventor
Joost Nowak
Andreas Pfeil
Jochen Weidlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011089903A priority Critical patent/DE102011089903A1/en
Priority to CN2012105639629A priority patent/CN103185540A/en
Publication of DE102011089903A1 publication Critical patent/DE102011089903A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The device (20) has a magnetic element (25) that is provided at the front end portion of the pinion (15) that is indirectly cooperated with driven gear, to detect magnetic field of a sensor unit (22). The pinion and the driven gear in connecting region (26) with magnetic element are made of plastic. The magnetically active particles of magnetic element are bonded with each other through the injection molding process, dispersed in a plastic material and located on an end face of the pinion and driven gear. An independent claim is included for method for manufacturing angular position detection device.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades einer Getriebe-Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades einer Getriebe-Antriebseinrichtung. The invention relates to a device for detecting the angular position of a gear of a transmission drive device according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing a device for detecting the angular position of a gear of a transmission drive device.

Eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 1 412 603 B1 der Anmelderin bekannt. Sie umfasst ein über eine Antriebsschnecke von einem Elektromotor angetriebenes Getrieberad, das in Wirkverbindung mit einem Abtriebsrad angeordnet ist. An dem Abtriebsrad ist an einem stirnseitigen Ende der Achse des Abtriebsrades ein Magnetelement angeordnet, das gegenüberliegend zu einem Sensorelement, in der Praxis üblicherweise einem Hallsensor, angeordnet ist. Bei einer Drehung des Abtriebsrades in seiner Achse dreht sich das Magnetelement mit diesem mit, wobei aus der Veränderung des Magnetfeldes, die vom Hallsensor erfasst wird, auf die Winkellage des Abtriebsrades und somit auch des Getrieberades geschlossen werden kann. Bei der vorbekannten Einrichtung ist das Magnetelement in einer Ausnehmung des im Verbindungsbereich zum Magnetelement aus Kunststoff bestehenden Abtriebsrades angeordnet. Wesentlich für die exakte Erfassung der Winkelposition ist es, dass das Magnetelement in Bezug auf das Sensorelement möglichst genau bzw. präzise angeordnet ist. Insbesondere soll die dem Sensorelement zugewandte Stirnfläche des Magnetelements parallel zur Oberfläche des Sensorelements verlaufen. Eine derartige, präzise Anordnung des Magnetelements in dem Abtriebsrad bzw. alternativ direkt in einem Getrieberad erfordert einen relativ hohen vorrichtungstechnischen bzw. konstruktiven Aufwand. So ist es aus der Praxis beispielsweise auch bekannt, das Magnetelement mit Vorsprüngen o.ä. auszubilden, gegen die ein radial angeordneter, flanschartig umlaufender Rand eines Getrieberades durch Ultraschallschweißen verschweißt wird.A device according to the preamble of claim 1 is known from EP 1 412 603 B1 the applicant known. It comprises a driven by a drive screw of an electric motor gear, which is arranged in operative connection with a driven wheel. On the output gear, a magnetic element is arranged at a front end of the axis of the driven gear, which is arranged opposite to a sensor element, in practice usually a Hall sensor. Upon rotation of the output gear in its axis, the magnetic element rotates with this, whereby from the change of the magnetic field, which is detected by the Hall sensor, on the angular position of the driven gear and thus the gear can be closed. In the previously known device, the magnetic element is arranged in a recess of the existing in the connection region to the magnetic element made of plastic driven wheel. It is essential for the exact detection of the angular position that the magnetic element with respect to the sensor element is arranged as accurately as possible or precise. In particular, the sensor element facing the end face of the magnetic element should be parallel to the surface of the sensor element. Such a precise arrangement of the magnetic element in the output gear or alternatively directly in a gear requires a relatively high device engineering or design effort. So it is known from practice, for example, the magnetic element with projections or the like. form, against which a radially arranged, flange-like circumferential edge of a gearwheel is welded by ultrasonic welding.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades einer Getriebe-Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass diese zur Gewährleistung einer hohen Positionsgenauigkeit an einem Getrieberad bzw. alternativ an einem Abtriebsrad fertigungstechnisch besonders einfach, sicher und mit hoher Positionsgenauigkeit befestigbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Magnetelement aus magnetisch wirksamen Teilchen besteht, die in einer Kunststoffmasse gebunden und verteilt angeordnet sind, und dass das Magnetelement vorzugsweise an einer Stirnseite des Getrieberades bzw. des Abtriebsrades mit dem Getrieberad bzw. dem Abtriebsrad im Spritzgussverfahren verbunden ist. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, vorzugsweise durch Anspritzen des Getrieberades bzw. des Antriebsrades an das Magnetelement, vorzugsweise im Bereich der Stirnseite des Getrieberades bzw. des Antriebsrades, eine hochgenaue Positionierung des Magnetelements in Bezug zu dem Getrieberad bzw. zum Abtriebsrad zu erzielen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die magnetisch wirksamen Teilchen in einer Kunststoffmasse gebunden und in dem Spritzgußwerkzeug hochgenau angeordnet sind, so dass das Getrieberad bzw. das Abtriebsrad mit hoher Genauigkeit gegen das Magnetelement angespritzt werden kann.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a device for detecting the angular position of a gear of a transmission drive device according to the preamble of claim 1 such that they to ensure a high positional accuracy on a gear or alternatively on a Output gear manufacturing technology particularly simple, safe and can be fastened with high position accuracy. This object is achieved in a device for detecting the angular position of a gear with the features of claim 1, characterized in that the magnetic element consists of magnetically active particles bound and distributed in a plastic mass, and that the magnetic element preferably at one end of Gear wheel or the output gear is connected to the gear or the output gear by injection molding. The invention is based on the idea, preferably by injecting the gear or the drive wheel to the magnetic element, preferably in the region of the end face of the gear or the drive wheel to achieve a highly accurate positioning of the magnetic element with respect to the gear or the output gear. This is made possible by the fact that the magnetically active particles are bound in a plastic compound and arranged with high precision in the injection molding tool, so that the gear or the output gear can be injection-molded with high accuracy against the magnetic element.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the device according to the invention are listed in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

In ganz bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung ist der Verbindungsbereich zwischen dem Getrieberad bzw. dem Abtriebrad und dem Magnetelement als Formschlussverbindung ausgebildet. Dadurch wird eine drehfeste Befestigung des Magnetelements an dem Getrieberad bzw. dem Abtriebsrad ermöglicht, die darüber hinaus eine axiale Sicherung des Magnetelements an dem Getrieberad bzw. Abtriebsrad ermöglicht. In a very preferred structural embodiment of the connecting portion between the gear or the driven gear and the magnetic element is designed as a positive connection. As a result, a rotationally fixed attachment of the magnetic element to the gear or the output gear is made possible, which also allows axial securing of the magnetic element to the gear or output gear.

Zur Erzeugung eines möglichst eindeutigen sowie großen Magnetfeldes für das Sensorelement ist es vorgesehen, dass das Magnetelement eine axiale Begrenzung in Richtung zum Sensorelement ausbildet und eine ebene Stirnfläche aufweist, die senkrecht zur Drehachse des Getrieberades bzw. des Abtriebsrades angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, das Magnetelement in einem relativ geringen Abstand zum Sensorelement anzuordnen, wobei bei einer Drehung des Getrieberades bzw. des Abtriebsrades das Magnetelement stets denselben Abstand zur Oberfläche des Sensorelements aufweist. To generate a magnetic field as clear as possible and large for the sensor element, it is provided that the magnetic element forms an axial boundary in the direction of the sensor element and has a flat end face, which is arranged perpendicular to the axis of rotation of the gear or the driven wheel. This makes it possible to arrange the magnetic element in a relatively small distance from the sensor element, wherein upon rotation of the gear or the driven wheel, the magnetic element always has the same distance from the surface of the sensor element.

Dadurch, dass das Magnetelement sehr präzise zu dem Getrieberad bzw. dem Abtriebsrad angeordnet werden kann, ist es – im Gegensatz zum Stand der Technik – möglich, einen relativ geringen Abstand zum Sensorelement vorzusehen. Dies ermöglicht neben der Verwendung von (relativ teuren) seltenen Erden für die magnetisch wirksamen Teilchen auch die Verwendung von Magnetteilchen, deren Magnetfeld gegenüber dem Magnetfeld von Magneten, die aus seltenen Erden bestehen, geringer ist. Dadurch lassen sich bei der zuletzt genannten Variante die Herstellkosten des Magnetelements verringern.The fact that the magnetic element can be arranged very precisely to the gear or the output gear, it is - in contrast to the prior art - possible to provide a relatively small distance from the sensor element. This allows not only the use of (relatively expensive) rare earths for the magnetically active particles but also the use of magnetic particles whose magnetic field lower than the magnetic field of magnets made of rare earths. As a result, the manufacturing costs of the magnetic element can be reduced in the latter variant.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen einer Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades einer Getriebeantriebseinrichtung, wobei ein Magnetelement an einem stirnseitigen Endbereich eines Getrieberades oder eines Abtriebsrades angeordnet ist. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Magnetelement als Verbundteil ausgebildet wird, das in einer Kunststoff-Grundmasse angeordnete magnetisch wirksame Teilchen und dass die Kunststoff-Grundmasse in einem Spritzgußwerkzeug mit dem stirnseitigen Endbereich des Getrieberades oder des Abtriebsrades durch ein Spritzgussverfahren verbunden wird.The invention also includes a method for producing a device for detecting the angular position of a gear wheel of a gear drive device, wherein a magnetic element is arranged on a front end region of a gear wheel or a driven wheel. It is inventively provided that the magnetic element is formed as a composite part, the arranged in a plastic matrix magnetically active particles and that the plastic matrix is connected in an injection mold with the front end portion of the gear or the driven wheel by an injection molding process.

In einer ersten Variante des Herstellverfahrens kann es vorgesehen sein, dass als magnetisch wirksame Teilchen vormagnetisierte Teilchen verwendet werden. Unter magnetischen Teilchen werden dabei vormagnetisierte Teilchen verstanden, so dass nach dem Anspritzen des Magnetelements keine weiteren Herstellungsschritte bezüglich der Erzeugung eines Magnetfeldes für das Magnetelement erforderlich sind. In a first variant of the production method, provision may be made for particles which are magnetized to be premagnetized particles to be used. Magnetic particles are understood to mean premagnetized particles, so that after the injection of the magnetic element, no further production steps are required with respect to the generation of a magnetic field for the magnetic element.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, dass die magnetisch wirksamen Teilchen im Bereich des Spritzgusswerkzeuges magnetisiert werden. In an alternative embodiment of the invention, it is also conceivable that the magnetically active particles are magnetized in the region of the injection molding tool.

Wiederum in alternativer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Magnetisieren der magnetisch wirksamen Teilchen erst nach der Entnahme aus dem Spritzgusswerkzeug in einer separaten Einrichtung erfolgt. Dadurch wird der Aufbau des Spritzgusswerkzeugs besonders einfach gehalten. Darüber hinaus wird ein Entmagnetisieren von magnetisch wirksamen Teilchen vermieden, das ansonsten auftreten kann, wenn bei dem Erhitzen der Kunststoff-Grundmasse oder beim Anspritzen des Getrieberades bzw. des Abtriebsrades die magnetisch wirksamen Teilchen zu stark erwärmt werden (Curie-Temperatur). Again in an alternative embodiment, it is provided that the magnetization of the magnetically active particles takes place only after removal from the injection molding tool in a separate device. As a result, the structure of the injection molding tool is kept particularly simple. In addition, a demagnetization of magnetically active particles is avoided, which can otherwise occur when the magnetically active particles are heated too high (Curie temperature) during heating of the plastic matrix or during injection molding of the gear or the driven gear.

Bei einer Magnetisierung der magnetisch wirksamen Teilchen entweder innerhalb des Spritzgusswerkzeuges, oder im Bereich einer separaten Einrichtung kann die Magnetisierung der metallischen Teilchen durch eine Magnetisierspule oder durch einen Permanentmagneten erfolgen. In a magnetization of the magnetically active particles either within the injection molding tool, or in the range of a separate device, the magnetization of the metallic particles can be effected by a magnetizing coil or by a permanent magnet.

Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Magnetisierung der magnetisch wirksamen Teilchen noch im flüssigen Zustand der Kunststoff-Grundmasse erfolgt. Dies hatte den besonderen Vorteil, dass sich dadurch die metallischen Teilchen innerhalb des (flüssigen) Kunststoffs orientieren können, so dass ein besonders starkes Magnetfeld erzeugt werden kann. It is very particularly preferred if the magnetization of the magnetically active particles still takes place in the liquid state of the plastic matrix. This has the particular advantage that it allows the metallic particles within the (liquid) plastic to orient, so that a particularly strong magnetic field can be generated.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 eine vereinfachte Darstellung einer Einrichtung zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades, 1 a simplified representation of a device for detecting the angular position of a gear,

2 die Einrichtung gemäß 1 im Bereich eines stirnseitigen Endes des Getrieberades in Seitenansicht, 2 the device according to 1 in the region of an end face of the gear in side view,

3 eine Ansicht auf das Magnetelement, wie es bei der 2 eingesetzt wird, in Richtung III-III der 2 und 3 a view of the magnetic element, as in the 2 is used, in the direction III-III of 2 and

4 ein Flußablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Herstellungsschritte bei der Anordnung eines Magnetelements an einem Getrieberad. 4 a Flußablaufdiagramm to illustrate the manufacturing steps in the arrangement of a magnetic element on a gear.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same components or components with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist eine Getriebe-Antriebseinrichtung 10 dargestellt, wie sie vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise einem Fensterheberantrieb, einem Sitzverstellungsantrieb oder ähnlichem, dient. Die Getriebe-Antriebseinrichtung 10 umfasst einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 11, dessen Antriebswelle 12 eine Antriebsschnecke 13 antreibt. Die Verzahnung der Antriebsschnecke 13 kämmt mit einer Gegenverzahnung eines Getrieberades 15, das in einer Achse 16 drehbar gelagert ist. Über ein mit der Achse 16 verbundenes Zwischenrad 17 sowie gegebenenfalls weiteren, in der 1 nicht dargestellte Getrieberäder wird so das Drehmoment bzw. die Drehzahl des Antriebsmotors 11 in gewünschter Art und Weise beeinflusst, so dass ein ebenfalls nicht dargestelltes Abtriebselement der Getriebe-Antriebseinrichtung 10, z.B. eine Fensterscheibe oder Fahrzeugsitz bewegt wird. In the 1 is a transmission drive device 10 illustrated as it preferably, but not limiting, as part of a comfort drive in a motor vehicle, for example, a power window drive, a seat adjustment drive or the like, is used. The transmission drive device 10 comprises a drive motor designed as an electric motor 11 , its drive shaft 12 a drive screw 13 drives. The toothing of the drive worm 13 meshes with a counter toothing of a gear wheel 15 that in one axis 16 is rotatably mounted. About one with the axle 16 connected intermediate wheel 17 and optionally further, in the 1 Gear wheels, not shown, so is the torque or the rotational speed of the drive motor 11 influenced in the desired manner, so that a likewise not shown output element of the transmission drive device 10 , For example, a window or vehicle seat is moved.

Zur Steuerung des Komfortantriebs ist es erforderlich, die Winkelstellung des Getrieberades 15 zu kennen, das mittels des Antriebsmotors 11 in Richtung des Doppelpfeils 18 bewegbar ist. Hierzu dient eine in der 2 vereinfacht dargestellte Einrichtung 20. Die Einrichtung 20 umfasst ein beispielsweise auf einer Leiterplatte 21 angeordnetes Sensorelement 22. Das Sensorelement 22 ist vorzugsweise als Hallsensor ausgebildet, es sind jedoch auch andere Art von Sensorelementen 22 denkbar. Wesentlich ist lediglich, dass das Sensorelement 22 auf Änderungen eines Magnetfeldes reagiert. Das Magnetfeld wird mittels eines Magnetelements 25 erzeugt, das an dem dem Sensorelement 22 zugewandten stirnseitigen Endbereich des Getrieberades 15 angeordnet ist. Das als Spritzgußteil ausgebildete Getrieberad 15 besteht im Verbindungsbereich 26 zum Magnetelement 25 aus Kunststoff, beispielsweise POM (Polyoxymethylen) und kann eine in den Figuren nicht gezeigte metallische Welle umfassen. Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich 26 zwischen dem Getrieberad 15 und dem Magnetelement 25 in Form einer Formschlussverbindung ausgebildet. To control the comfort drive, it is necessary, the angular position of the gear 15 to know that by means of the drive motor 11 in the direction of the double arrow 18 is movable. This is served in the 2 simplified illustrated device 20 , The device 20 includes a example on a circuit board 21 arranged sensor element 22 , The sensor element 22 is preferably as Hall sensor formed, but there are also other types of sensor elements 22 conceivable. It is only essential that the sensor element 22 responds to changes in a magnetic field. The magnetic field is by means of a magnetic element 25 generated at the the sensor element 22 facing end-side end portion of the gear 15 is arranged. The gear formed as an injection molded part 15 exists in the connection area 26 to the magnetic element 25 made of plastic, for example POM (polyoxymethylene) and may comprise a metallic shaft, not shown in the figures. Preferably, the connection area 26 between the gear 15 and the magnetic element 25 formed in the form of a positive connection.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Magnetelement 25 als Verbundbauteil, bestehend aus einer Kunststoff-Grundmasse und in der Kunststoff-Grundmasse angeordneten, magnetisch wirksamen Teilchen bzw. Partikeln besteht. Wie man insbesondere aus einer Zusammenschau der 2 und 3 erkennt, weist das stirnseitige Ende des Getrieberades 15 in Längsrichtung des Getrieberades 15 bzw. der Drehachse 27 ausgebildete Vorsprünge bzw. Zacken 28 auf, die sich in Richtung zum Sensorelement 22 verbreitern. Beispielhaft sind vier Zacken 28 vorgesehen, die in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind. Die Zacken 28 werden durch eine entsprechende Gestaltung des Spritzgusswerkzeuges ausgebildet, das zum Herstellen des Getrieberades 15 dient. Die magnetisch wirksamen Teilchen bzw. Partikel in der Kunststoff-Grundmasse können aus magnetischen Teilchen, beispielsweise aus seltenen Erden oder ferromagnetischen Partikeln bestehen. Das bedeutet, dass die Partikel bzw. Teilchen, die in Form eines Pulvers oder mit einer bestimmten Teilchengröße in der Kunststoff-Grundmasse angeordnet sind, bereits magnetische Eigenschaften aufweisen. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die Teilchen bzw. Partikel aus ferritischem Material bestehen, die erst nachträglich bzw. während des Fertigungsprozesses, wie noch näher erläutert wird, magnetisiert werden. According to the invention, it is provided that the magnetic element 25 as a composite component consisting of a plastic matrix and arranged in the plastic matrix, magnetically active particles or particles. As can be seen in particular from a synopsis of 2 and 3 detects, points the front end of the gear 15 in the longitudinal direction of the gear 15 or the axis of rotation 27 trained protrusions or spikes 28 pointing towards the sensor element 22 broaden. Exemplary are four points 28 provided, which are arranged at equal angular intervals to each other. The spikes 28 are formed by a corresponding design of the injection molding tool, which is used to produce the gear 15 serves. The magnetically active particles or particles in the plastic matrix may consist of magnetic particles, for example of rare earths or ferromagnetic particles. This means that the particles or particles, which are arranged in the form of a powder or with a certain particle size in the plastic matrix, already have magnetic properties. Alternatively, however, it is also conceivable that the particles or particles consist of ferritic material, which are magnetized only later or during the manufacturing process, as will be explained in more detail.

Erfindungswesentlich ist, dass die Verbindung zwischen dem Magnetelement 25 und dem Getrieberad 15 im Spritzgussverfahren erfolgt. Vorzugsweise erfolgt ein Anspritzen des Getrieberads 15 gegen das Magnetelement 25 gegen die der Stirnfläche 29 (2) abgewandte Seite des Magnetelements 25. Insgesamt wird dadurch ein stirnseitig zylindrisch ausgebildetes Ende des Getrieberades 15 erzeugt. Dieses Anspritzen erfolgt in einem entsprechend ausgebildeten Spritzgußwerkzeug, bei dem zunächst die erhitzte bzw. verflüssigte, die magnetisch wirksamen Teilchen bzw. Partikeln enthaltende Kunststoff-Grundmasse zu dem Magnetelement 25 im Spritzgussverfahren geformt wird. Anschließend wird gegen das fertig ausgebildete Magnetelement 25 in einem zweiten Spritzgussschritt das Getrieberad 15 (ggf. unter Umspritzung einer metallischen Achse) angespritzt. Die flüssige Masse des Getrieberads 15 bildet dabei die Zacken 28 aus und sorgt somit für die gewünschte Formschlussverbindung zwischen dem Magnetelement 25 und dem Getrieberad 15. Nach dem Erstarren des Getrieberads 15 kann das Getrieberad 15 mitsamt dem Magnetelement 25 aus dem Spritzgußwerkzeug entnommen werden. Durch das Anspritzen des Getrieberads 15 an das Magnetelement 25 wird eine hochgenaue und ebene Ausbildung des Magnetelements 25 auf der dem Sensorelement 22 zugewandten Seite ermöglicht, so dass das Magnetelement 25 eine ebene Stirnfläche 29 als axiale Begrenzung des Getrieberades 15 zum Sensorelement 22 ausbildet, wobei die Stirnfläche 29 rechtwinklig zur Drehachse 27 angeordnet ist.Essential to the invention is that the connection between the magnetic element 25 and the gear wheel 15 done by injection molding. Preferably, an injection molding of the gear takes place 15 against the magnetic element 25 against the face 29 ( 2 ) facing away from the magnetic element 25 , Overall, this is a frontally cylindrically shaped end of the gear 15 generated. This injection molding takes place in a correspondingly designed injection molding tool, in which initially the heated or liquefied, plastic-containing particles or particles containing plastic base material to the magnetic element 25 is molded by injection molding. Subsequently, against the finished trained magnetic element 25 in a second injection molding step, the gear 15 (if necessary with encapsulation of a metallic axis) injected. The liquid mass of the gear 15 forms the teeth 28 and thus ensures the desired positive connection between the magnetic element 25 and the gear wheel 15 , After solidification of the gear 15 can the gear wheel 15 together with the magnetic element 25 be removed from the injection mold. By injecting the gear wheel 15 to the magnetic element 25 becomes a highly accurate and even formation of the magnetic element 25 on the sensor element 22 facing side allows, so that the magnetic element 25 a flat face 29 as axial limit of the gear 15 to the sensor element 22 forms, with the end face 29 perpendicular to the axis of rotation 27 is arranged.

In der 4 ist Fertigungsschritte eines mit einem Magnetelement 25 versehenen Getrieberades 15 näher dargestellt: Hierbei wird in einem ersten Schritt 50 eine (spritzgussfähige) Kunststoff-Grundmasse hergestellt, die die angesprochenen Partikel bzw. Teilchen enthält. Neben der Verwendung von bereits magnetisierten Teilchen ist es denkbar, dass die Kunststoff-Grundmasse magnetisch wirksame Teilchen bzw. Partikel enthält, die erst später ihre magnetischen Eigenschaften durch Magnetisierung erhalten. Der erste Schritt 50 umfasst ferner das Ausbilden des Magnetelements 25 in einem Spritzgußwerkzeug. In einem zweiten Schritt 51 wird das Material für das Getrieberad 15 erhitzt und in das Spritzgußwerkzeug eingeführt, in dem sich bereits das Magnetelement 25 befindet. Es erfolgt ein Anspritzen des Getrieberads 15 gegen das Magnetelement 25. Für den Fall, dass die magnetisch wirksamen Teilchen nachträglich magnetisiert werden sollen, wird in einem Schritt 52 eine Magnetisierung der Teilchen bzw. Partikeln vorgenommen. Dies erfolgt mittels einer Magnetisierspule oder mittels eines Permanentmagneten. Wesentlich dabei ist, dass der Schritt 52 alternativ bereits auch zeitlich innerhalb des Schritts 51 erfolgen kann, d.h., dass die angesprochene Magnetisierspule bzw. der Permanentmagnet im Bereich des (nicht dargestellten) Spritzgusswerkzeuges angeordnet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass sich die magnetisch wirksamen Partikel bzw. Teilchen im flüssigen Zustand der Kunststoff-Grundmasse während des Magnetisierens am Magnetfeld der Magnetisierspule bzw. des Permanentmagneten ausrichten bzw. orientieren können, so dass eine besonders gute bzw. starke Magnetisierung der ferrritischen Partikel bzw. Teilchen erzielt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Magnetisieren der Teilchen erst außerhalb des Spritzgusswerkzeuges, d.h. nach dem Erstarren der Kunststoff-Grundmasse erfolgt. In diesem Fall ist die Magnetisierspule bzw. der Permanentmagnet Bestandteil einer separaten, von dem Spritzgusswerkzeug getrennt angeordneten Einrichtung. In the 4 is manufacturing steps one with a magnetic element 25 provided gear wheel 15 This is shown in a first step 50 a (injection-moldable) plastic base mass prepared containing the addressed particles or particles. In addition to the use of already magnetized particles, it is conceivable that the plastic matrix contains magnetically active particles or particles, which only later receive their magnetic properties by magnetization. The first step 50 further comprises forming the magnetic element 25 in an injection mold. In a second step 51 becomes the material for the gear 15 heated and introduced into the injection mold, in which already the magnetic element 25 located. There is a sprinkling of the gear 15 against the magnetic element 25 , In the event that the magnetically active particles are to be subsequently magnetized, is in one step 52 made a magnetization of the particles or particles. This is done by means of a magnetizing coil or by means of a permanent magnet. It is essential that the step 52 Alternatively, it can also take place within the step 51, ie, the addressed magnetizing coil or the permanent magnet is arranged in the region of the injection molding tool (not shown). This has the particular advantage that the magnetically active particles or particles in the liquid state of the plastic matrix during magnetization on the magnetic field of the magnetizing coil or the permanent magnet align or can orient, so that a particularly good or strong magnetization of the ferrite Particles or particles is achieved. However, it can also be provided that the magnetization of the particles only takes place outside the injection molding tool, ie after the plastic matrix has solidified. In this case, the magnetizing coil or permanent magnet is Part of a separate, separate from the injection molding tool arranged.

Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, das Magnetelement 25 als Kunststoffverbundteil auszubilden, welches im Spritzgussverfahren mit dem Getrieberad 15 verbunden wird. So ist es insbesondere denkbar, dass in alternativer Herstellung zunächst das Getrieberad 15 im Spritzgussverfahren hergestellt wird, und dass anschließend, in einem zweiten Schritt, die verflüssigte Masse des Magnetelements 25 gegen die Stirnseite des Getrieberads 15 angespritzt wird. Auch sind Anordnungen des Magnetelements 25 bzw. des Sensorelements 22 denkbar, bei denen das Sensorelement 22 am Umfang des stirnseitigen Endbereichs des Getrieberads 15 angeordnet ist bzw. das Magnetelement 25 radial abgetastet wird. In diesem Fall kommt es somit auf ein möglichst präzise radiale Ausbildung des Magnetelements 25 am stirnseitigen Endbereich des Getrieberads 15 an, was durch das erfindungsgemäß vorgesehene Ausbilden des Magnetelements 25 aus der Kunststoff-Grundmasse in einem Spritzgußwerkzeug gewährleistet ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Magnetelement 25 nicht an dem Getrieberad 15, sondern an einem separaten, in Wirkverbindung mit dem Getrieberad 15 angeordneten Abtriebsrad in analoger Art und Weise angeordnet ist. Bezüglich einer derartigen, grundsätzlichen Anordnung eines Abtriebsrades wird auf die EP 1 412 603 B1 der Anmelderin verwiesen, die insofern Bestandteil der Erfindung sein soll. Auch ist der Einsatz der Getriebe-Antriebseinheit 10 nicht auf Anwendungen für Komfortantriebe von Kraftfahrzeugen beschränkt. The gear drive device described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. This is the magnetic element 25 form as plastic composite part, which by injection molding with the gear 15 is connected. So it is particularly conceivable that initially in alternative production, the gear 15 is produced by injection molding, and then, in a second step, the liquefied mass of the magnetic element 25 against the front of the gear 15 is injected. Also, arrangements of the magnetic element 25 or the sensor element 22 conceivable in which the sensor element 22 on the circumference of the front end portion of the gear 15 is arranged or the magnetic element 25 is scanned radially. In this case, it thus comes on a precise radial design of the magnetic element 25 at the front end portion of the gear 15 What, by the inventively provided forming the magnetic element 25 is ensured from the plastic matrix in an injection mold. Furthermore, it can be provided that the magnetic element 25 not on the gear 15 but on a separate, in operative connection with the gear wheel 15 arranged output gear is arranged in an analogous manner. With respect to such a basic arrangement of a driven wheel is on the EP 1 412 603 B1 referred to the applicant, which should be part of the invention insofar. Also is the use of the gear drive unit 10 not limited to applications for comfort drives of motor vehicles.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1412603 B1 [0002, 0026] EP 1412603 B1 [0002, 0026]

Claims (10)

Einrichtung (20) zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades (15) einer Getriebe-Antriebseinrichtung (10), mit einem Magnetelement (25), dessen Magnetfeld von einer Sensoreinrichtung (22) erfassbar ist, wobei das Magnetelement (25) am stirnseitigen Endbereich des Getrieberades (15) oder einem mit dem Getrieberad (15) zumindest mittelbar zusammenwirkenden Abtriebsrad angeordnet ist, und wobei das Getrieberad (15) bzw. das Abtriebsrad im Verbindungsbereich (26) mit dem Magnetelement (25) aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (25) aus magnetisch wirksamen Teilchen besteht, die in einer Kunststoffmasse gebunden und verteilt angeordnet sind, und dass das Magnetelement (25) vorzugsweise an einer Stirnseite des Getrieberades (15) bzw. des Abtriebsrades mit dem Getrieberad (15) bzw. dem Abtriebsrad im Spritzgussverfahren verbunden ist.Facility ( 20 ) for detecting the angular position of a gear wheel ( 15 ) a transmission drive device ( 10 ), with a magnetic element ( 25 ), whose magnetic field from a sensor device ( 22 ) is detectable, wherein the magnetic element ( 25 ) at the front end region of the gear ( 15 ) or one with the gear ( 15 ) is arranged at least indirectly cooperating output gear, and wherein the gear ( 15 ) or the output gear in the connection area ( 26 ) with the magnetic element ( 25 ) consists of plastic, characterized in that the magnetic element ( 25 ) consists of magnetically active particles which are bound in a plastic mass and distributed, and that the magnetic element ( 25 ) preferably at an end face of the gear ( 15 ) or the output gear with the gear ( 15 ) or the output gear is connected by injection molding. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (26) zwischen dem Getrieberad (15) bzw. dem Abtriebsrad und dem Magnetelement (25) eine Formschlussverbindung ausbildet.Device according to claim 1, characterized in that the connection area ( 26 ) between the gear ( 15 ) or the output gear and the magnetic element ( 25 ) forms a positive connection. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (25) eine axiale Begrenzung in Richtung zum Sensorelement (22) ausbildet und eine ebene Stirnfläche (29) aufweist, die senkrecht zur Drehachse (27) des Getrieberades (15) bzw. des Abtriebsrades angeordnet ist. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic element ( 25 ) an axial boundary in the direction of the sensor element ( 22 ) and a flat face ( 29 ) which is perpendicular to the axis of rotation ( 27 ) of the gear wheel ( 15 ) or the driven wheel is arranged. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch wirksamen Teilchen aus seltenen Erden oder aus ferritischem Material bestehen. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetically active particles consist of rare earth or of ferritic material. Verfahren zum Herstellen einer Einrichtung (20) zur Erfassung der Winkellage eines Getrieberades (15) einer Getriebe-Antriebseinrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Magnetelement (25) mit einem stirnseitigen Endbereich eines Getrieberades (15) oder eines Abtriebsrades verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (25) als Verbundteil ausgebildet wird, das in einer Kunststoff-Grundmasse angeordnete magnetisch wirksame Teilchen und dass die Kunststoff-Grundmasse in einem Spritzgußwerkzeug mit dem stirnseitigen Endbereich des Getrieberades (15) oder des Abtriebsrades durch ein Spritzgussverfahren verbunden wird.Method for producing a device ( 20 ) for detecting the angular position of a gear wheel ( 15 ) a transmission drive device ( 10 ), in particular according to one of claims 1 to 4, in which a magnetic element ( 25 ) with a front end region of a gear ( 15 ) or a driven wheel, characterized in that the magnetic element ( 25 ) is formed as a composite part, which arranged in a plastic matrix magnetically active particles and that the plastic matrix in an injection mold with the front end portion of the gear ( 15 ) or the driven wheel is connected by an injection molding process. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetische Teilchen vormagnetisierte Teilchen verwendet werden.A method according to claim 5, characterized in that are used as magnetic particles pre-magnetized particles. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch wirksamen Teilchen im Bereich des Spritzgußwerkzeuges magnetisiert werden.A method according to claim 5, characterized in that the magnetically active particles are magnetized in the region of the injection molding tool. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch wirksamen Teilchen nach der Entnahme des mit dem Magnetelement (25) verbundenen Getrieberades (15) aus dem Spritzgußwerkzeug in einer separaten Einrichtung magnetisiert werden. A method according to claim 5, characterized in that the magnetically active particles after removal of the with the magnetic element ( 25 ) associated gear ( 15 ) are magnetized from the injection mold in a separate device. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung der magnetisch wirksamen Teilchen durch eine Magnetisierspule oder durch einen Permanentmagneten erfolgt.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the magnetization of the magnetically active particles is effected by a magnetizing coil or by a permanent magnet. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetisieren der magnetisch wirksamen Teilchen noch im flüssigen Zustand der Kunststoff-Grundmasse erfolgt.A method according to claim 9, characterized in that the magnetization of the magnetically active particles is still in the liquid state of the plastic matrix.
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