DE19852915A1 - Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels - Google Patents

Abstract

Eine Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels gamma besteht aus einer aus weichmagnetischem Material bestehender, Trägerplatte (14), die als Rotor dient. In einer Ebene zur Trägerplatte (14) sind zwei durch einen Schlitz (21) und einen Distanzspalt (22) getrennte Segmente (16, 17) angeordnet. Die Trägerplatte (14) ist auf der Achse (11) befestigt, deren Fortsatz (12) bzw. die Achse (11) selbst aus magnetisch leitendem Material besteht. Auf der Trägerplatte (14) ist ein Magnet (15) angeordnet, der kleiner als der Drehwinkel gamma ausgebildet ist. Der Magnet (15) kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Durch die Anordnung des Magneten (15) ist es möglich, in der von der Meßeinrichtung erfaßten Meßkurve verschiedene Abschnitte, z. B. Plateaus oder von der linearen Meßlinie abweichende Abschnitte zu erzeugen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels nach der Gattung des Anspruchs 1. Aus der DE-OS 196 34 381.3 ist ein Sensor bekannt, der in drei Ebenen übereinander angeordnet ist. Der Rotor bildet die mittlere Ebene, wobei er aus der Trägerplatte für einen Permanentmagneten besteht. Die Trägerplatte selbst besteht aus magnetisch nicht leitendem Material, so daß der Magnetfluß über die beiden anderen Ebenen, d. h. den Stator, verläuft und mit Hilfe zweier Distanzstücke, die zwischen den beiden Ebenen des Stators angeordnet sind, gestreut wird. Die Welle bzw. der Fortsatz einer Welle, die am Rotor befestigt ist, hat keinen Einfluß auf den Magnetfluß. Mit diesem Sensor ist zwar ein relativ großer Winkelbereich ohne Vorzeichenwechsel meßbar, er baut aber in Achsrichtung gesehen durch den Aufbau in drei parallelen Ebenen relativ groß.

Ferner ist es bei Potentiometern bekannt, eine abknickende Meßlinie durch Untersilben der Kontaktbahnen im Bereich der Abflachung zu erreichen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Sensor in Achsrichtung eine relativ kleine Größe aufweist. Er baut nur noch in zwei Ebenen. Die Trägerplatte des Permanentmagneten, die den Rotor darstellt, dient zugleich auch zur Führung des magnetischen Flusses. Ferner ist die Welle bzw. Achse, auf der der Rotor sitzt, in die Führung des magnetischen Flusses mit einbezogen, wodurch sich zusätzliche magnetische Flußleitstücke erübrigen. Ferner wird durch diesen Aufbau die Anzahl der Teile und der damit verbundene Montageaufwand verringert.

Durch Variation der Länge des Magneten bzw. eine Aufteilung in einzelne Abschnitte kann in einfacher Weise eine Meßkurve mit einer oder mehreren Abflachungen erzeugt werden.

Der Sensor ist aufgrund seines einfachen Aufbaus mit relativ geringem Montageaufwand in verschiedenen Systemen, wie zum Beispiel einer Drosselmeßvorrichtung, eines Pedalmoduls für einen Gaspedalwertgeber integrierbar oder als eigenständiger Sensor bei Drosselklappengebern oder einer Karosserieeinfederungsvorrichtung verwendbar.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Meßvorrichtung möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten bzw. Schnitte durch ein erstes Ausführungsbeispiel. Fig. 1 zeigt hierbei einen Längsschnitt in Blickrichtung X nach Fig. 3, Fig. 2 einen Schnitt B-B nach Fig. 4, Fig. 3 eine Draufsicht in Blickrichtung Y nach Fig. 1 und Fig. 4 einen Längsschnitt in Richtung A-A nach Fig. 3. Die Fig. 5 und 6 zeigen den Magnetfluß bei einer Winkeldrehung von Null Grad bzw. einer Induktion B = Null, die Fig. 7 und 8 zeigen den entsprechenden Magnetfluß bei einer Winkeldrehung α bzw. bei einer Induktion B = Max, die Fig. 9 und 10 zeigen den Magnetfluß im Winkelbereich β bzw. im Plateaubereich bei einer Induktion B = Max, die Fig. 11 zeigt den entsprechenden Verlauf der Induktion B über den gesamten Drehwinkel γ (γ = α + β). Weitere Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 12 bis 23 dargestellt, wobei die Fig. 12 bis 15 eine Ausführung mit einem zweigeteilten Magneten darstellen, die Fig. 16 bis 19 einen Magneten mit einer ersten Schlitzform und die Fig. 20 bis 23 einen zweigeteilten Magneten mit einem Schlitz im Träger, die Fig. 24 bis 30 den Magnetflußverlauf über den Drehwinkel und die Fig. 31 und 32 eine Ausbildung mit radial magnetisierten Magneten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 10 ein Sensor bezeichnet, der mit Hilfe einer Achse 11, mit einem nicht dargestellten Bauteil verbunden ist, dessen Drehbewegung bestimmt werden soll. An der Stirnseite der Achse 11 ist ein Fortsatz 12 angebracht, so daß eine Schulter 13 entsteht, auf der eine Trägerplatte 14 mittig aufgesetzt ist, die gleichzeitig als Rotor dient. Die Achse 11, der Fortsatz 12 und die Trägerplatte 14 können sowohl als Einzelbauteile, als auch als ein einziges Bauteil hergestellt sein. Auf der Trägerplatte 14 ist möglichst mit großem radialen Abstand vom Mittelpunkt, d. h. vom Ansatzpunkt der Achse 11, ein ringförmiger Permanentmagnet 15 angeordnet. Je größer hierbei der Abstand ist, desto besser ist die Auflösung des Meßsignals. Der Permanentmagnet 15 kann als Kreisausschnitt (Kreissegment) oder Teil eines Kreisrings ausgeführt sein. Sein Winkelbereich α ist jedoch kleiner als der zu bestimmende maximale Drehwinkel γ des zu überwachenden bzw. des zu messenden Bauteils. Wie aus den Darstellungen in der Fig. 2 bzw. 3 zu ersehen ist, beträgt der Winkelbereich α des Permanentmagneten 15 bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 100 Grad, wobei der Gesamtarbeitsmeßbereich aber γ = 180 Grad beträgt. Der Differenzwinkel β würde das in der Fig. 11 dargestellte Plateau P hervorrufen. Der Permanentmagnet 15 ist ferner in Achsrichtung, d. h. senkrecht zur Trägerplatte 12 polarisiert. Die Trägerplatte 14 besteht aus magnetisch leitendem, insbesondere weichmagnetischem Material. Erfindungsgemäß besteht die Achse 11 und der Fortsatz 12 oder zumindest der Fortsatz 12 auch aus magnetisch leitendem, insbesondere weichmagnetischem Material.

In einer zweiten Ebene über dem Permanentmagneten 15 ist parallel zur Trägerplatte 14 mit einem geringen Abstand ein Stator angeordnet, der aus zwei Segmenten 16, 17 besteht. Das Segment 16 umschließt dabei mit einem Bogen 19 den Fortsatz 12. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Bogen 19 als Kreisbogen ausgebildet. Es ist aber auch eine andere Kontur denkbar. Wesentlich dabei ist aber, daß eine magnetisch leitende Verbindung zwischen dem Fortsatz 12 und dem Segment 16 möglich ist. Der Spalt 20 zwischen der Achse 11 und dem Bogen 19 ist deshalb möglichst gering auszubilden. Zwischen den beiden Segmenten 16, 17 ist ein durchgehender Spalt ausgebildet, der beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 zwei gleich ausgebildete äußere Abschnitte 21 und einen mittigen, im Bereich des Bogens 19 befindlichen Distanzspalt 22 aufweist. Beim Distanzspalt 22 ist es wichtig, daß zwischen den Segmenten 16 und 17, d. h. bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Bogens 19 möglichst kein magnetischer Fluß, der vom Permanentmagneten 15 erzeugt wird, möglich ist. Der Distanzspalt 22 kann deshalb mit Luft oder einem anderen magnetisch nicht leitenden Material ausgefüllt sein. Ist der Distanzspalt 22 z. B. mit ruft gefüllt, so muß er im Verhältnis zum Spalt 21 größer ausgebildet sein, um diesen obengenannten Effekt zu erreichen. Statt ruft kann auch ein anderes, magnetisch nicht leitendes Material ausgewählt werden. Die Spalte 21 und der Distanzspalt können auch mit unterschiedlichen Materialien ausgefüllt sein. Wenigstens in einem der Spalte 21 ist etwa mittig ein magnetfeldempfindliches Element 25, wie zum Beispiel Feldplatte, Magnettransistor, Spulen, magnetoresistives Element oder ein Hall-Element angeordnet. Wichtig hierbei ist, daß das magnetfeldempfindliche Bauteil eine möglichst lineare Abhängigkeit seines Ausgangssignals von der magnetischen Induktion B aufweist. In den Fig. 1 bis 4 ist jeweils eine Messung mit Hilfe eines einzigen magnetfeldempfindlichen Elements 25, in diesem Fall eines Hall-Elements, dargestellt. In diesem Fall muß das Element 25 möglichst mittig im Spalt 21 angeordnet sein. Hingegen wäre es auch möglich, zum Beispiel jeweils ein Element 25 in beiden Spalten 21 anzuordnen, um zum Beispiel eine sog. redundante Messung (Sicherheitsmessung) durchführen zu können. Auch wäre es denkbar, in einem Spalt zwei Elemente anzuordnen. Wird, wie in der Fig. 3 ersichtlich, nur in einem Spalt 21 ein magnetfeldempfindliches Element 25 angeordnet, so kann der gegenüberliegende Spalt 21 auch die Größe des Distanzspalts 22 aufweisen und somit die dem Distanzspalt 22 innehabende, magnetisch nicht leitende Funktion, aufweisen.

In der Fig. 11 ist der Verlauf der Kennlinie der magnetischen Induktion B im Element 25 z. B. einem Hall-Ele­ ment über dem Drehwinkel 7 der Achse 11 dargestellt. Es ist erkennbar, daß bei einem Drehwinkel γ von 0° die Induktion B ebenfalls 0 beträgt, während sie beim maximalen Drehwinkel γ = max auch den maximalen Induktionswert erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der maximale Drehwinkel γ bei 180° erreicht. Die Stellung des Sensors 10 bei einem Drehwinkel von 0° ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Magnetfluß vom Permanentmagneten 15 über den Luftspalt 100 zum Segment 17, von dort über den geringen Spalt 20, der zur Beweglichkeit des Rotors gegenüber dem Stator dient, zum Fortsatz 12 und von dort über die Trägerplatte 14 zurück zum Permanentmagneten 15 führt. Wie insbesondere aus der Fig. 6 ersichtlich ist, ist der Magnetfluß so gesteuert, daß er bei einem Drehwinkel von 0° nicht durch das Element 25 verläuft, so daß im Element 25 keine magnetische Induktion B erfolgen kann. Wird nun die Achse 11 und somit die Trägerplatte 14 mit dem Permanentmagneten 15 gedreht, so wird der durch das Element 25 verlaufende magnetische Fluß vergrößert, und es ergibt sich die in der Fig. 11 dargestellte lineare Meßlinie H. Bei den Fig. 5-10 ist zu beachten, daß sich der Rotor im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Im Ende der Meßlinie H, d. h. im Punkt B hat der Permanentmagnet 15 gerade den Spalt 21 vollständig durchschritten. Es bedeutet ferner auch, daß der Permanentmagnet 15 sich vollständig nun unter dem Segment 16 befindet. Diese Stellung B nach dem Drehwinkel α stellt auch die Stellung des maximalen Magnetflusses des Permanentmagneten 15 über dem Spalt 21 dar. Bei weiterer Drehung um den Winkelbereich β um den Gesamtdrehbereich γ zu erreichen, erfolgt im Meßspalt 21 und somit im Meßelement 25 keine Änderung der Induktion B. Dadurch ergibt sich ein Plateaubereich P im Diagramm nach der Fig. 11. Die Endstellung im Punkt C, nach dem Weiterdrehen um den Winkel β, d. h. nach dem Gesamtdrehbereich γ ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Insbesondere aus den Fig. 8 und 10 ist ersichtlich, daß beim Passieren des Spalts 21 nahezu der gesamte Magnetfluß durch das Element 25 geführt wird und dadurch im Element 25 eine maximal mögliche magnetische Induktion B bewirkt wird. Ferner ist aus diesen beiden Fig. 8 und 10 ersichtlich, daß durch den Distanzspalt 22 ein nahezu vollständiger Verlauf der Magnetlinien über den Spalt 21 und somit durch das Element 25 bewirkt wird. Es darf hierbei möglichst kein Magnetfluß über den Distanzspalt 22 erfolgen.

Erfindungswesentlich ist es, daß der Permanentmagnet 15 kleiner als der gesamte Meßbereich γ bzw. kleiner als das als Flußleitstück dienende Segment 17 ist. In den bisherigen Ausführungsbeispielen war der Permanentmagnet 15 einteilig ausgebildet und so am Träger 14 angeordnet, daß der Beginn des Permanentmagneten auch am Beginn des Drehbereichs lag. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12 bis 15 ist nun der Permanentmagnet zweiteilig aufgebaut. Durch diesen zweiteiligen Aufbau wird der Plateaubereich P, der den Drehbereich β des Sensors 10 entspricht, zwischen zwei linear verlaufende Kurvenabschnitte verlagert (Fig. 30). Die Größe der beiden ringförmigen oder segmentförmigen Permanentmagnetteile 15a und 15b können unterschiedlich groß oder auch gleich groß sein. Die beiden Teile sind in gleicher Richtung magnetisiert. Dadurch daß nun der Meßbereich β zwischen den beiden Permanentmagnetteilen 15a und 15b liegt wird der Plateaubereich P in den Verlauf der Meßlinie A hinein verlegt, so daß man eine Kennlinie analog wie in der Fig. 30 dargestellt erhält. In der Fig. 30 ist eine Kennlinie dargestellt, bei der die beiden Permanentmagnetteile 15a und 15b gleich groß wären. Ferner wäre es auch möglich, mehr als zwei Permanentmagnetteile, d. h. drei, vier etc. anzuordnen. Dadurch wäre es möglich, eine entsprechend gewünschte Anzahl von Plateaus in der Meßlinie zu erzeugen. Statt eines Permanentmagneten wäre es auch möglich, auf der Trägerplatte auch magnetisierte Bereiche zu erzeugen. Diese Ausführung würde für alle hier erwähnten Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Mit Hilfe des oder der Plateaus bzw. von der eigentlichen Meßkurve abweichenden Abschnitte können Steuerungen durchgeführt werden.

Während es bei den bisherigen Ausführungsbeispiele eine Trennung der beiden Permanentmagnetteile 15a bzw. 15b vorhanden ist, können auch die Teile mit einem kleinen Steg miteinander verbunden werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 16-19 dargestellt. Der Steg 50 ist in der Fig. 17 innen liegend, d. h. er verbindet den inneren Radius der beiden Permanentmagnetstücke 51a und 51b miteinander. Selbstverständlich wäre es auch möglich, den Verbindungssteg 50 am äußeren Rand oder mittig anzuordnen. Aufgrund dieses Verbindungsstegs 50 verläuft nun die Meßkurve im Bereich des Drehwinkels β nicht mehr flach als Plateau, wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen und in der Fig. 11 dargestellt, sondern abhängig von der Breite des Verbindungsstegs 50 weist dieser Bereich des Diagramms im Drehbereich β eine Steigung auf. Die Steigung ist über die Größe, insbesondere die radiale Breite, beeinflußbar. Dies bedeutet, daß auch ein breiterer Steg als die Permanentmagnetteile möglich ist und somit in diesem Bereich ein steilerer Kurvenverlauf als im Bereich der Permanentmagnetteile erreichbar ist.

Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 20-23 zeigt ebenfalls einen zweigeteilten Permanentmagneten wie er in ähnlicher Weise in den Fig. 12-15 dargestellt ist. Die beiden Permanentmagnetteile 61a und 61b weisen hierbei gleiche Größe, d. h. gleichen Winkelbereich auf. Dies bedeutet, daß der Winkelbereich α1 = α2 beträgt. Die beiden Permanentmagnetteile 61a und 61b sind so angeordnet, daß sich der Winkelbereich β zwischen den beiden Teilen befindet. Zusätzlich ist noch im Träger 14 im Bereich β ein Schlitz ausgebildet. Dieser Schlitz 62 dient dazu, um einen relativ scharfen Übergang zwischen der linear verlaufenden Kennlinie und dem Plateaubereich P im Meßbereich β zu erreichen. Ferner ist aus der Fig. 21 bzw. 20 ersichtlich, daß die Trägerplatte 14a nicht eine ganze Scheibe sein muß, sondern sie nur als Auflagefläche für die Permanentmagnetteile 61a und 61b und zur Befestigung als Rotor an der Achse 11 bzw. deren Fortsatz 12 dient.

Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen ein Magnetfluß über den magnetisch leitenden Fortsatz 12 der Achse 11 gesteuert wurde, ist in den Fig. 24 bis 29 und im dazugehörigen Diagramm Fig. 30 eine Ausbildung eines Sensors 70 dargestellt, bei dem der Magnetfluß nicht über die Achse und/oder einen Fortsatz der Achse verläuft, sondern über ein an einem als Flußleitteil dienenden Segment 17a des Stators angebrachte Rückflußteil 72 gesteuert wird. In der Fig. 24 ist erkennbar, daß auf der Achse 11a ein Träger 14b sich befindet, der die selben Eigenschaften wie der Träger 14 bzw. 14a in den bisherigen Ausführungsbeispielen aufweist. In einer zweiten Ebene über der Trägerplatte 14b, die als Rotor dient, ist ein Stator angeordnet, der aus zwei Segmenten 16a und 17a besteht. Im Schlitz 21a zwischen den beiden Segmenten 16a und 17a ist ein magnetfeldempfindliches Element 25a angeordnet. Als magnetfeldempfindliches Element 25a kann ein, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen beschriebenes Element verwendet werden. Am Segment 17a ist ein Rückflußteil 72 angeordnet, das die gesamte kreisförmige Mantelfläche des Segments 17a umfaßt. Es weist eine hänge auf, daß es bis über die Trägerplatte 14b hinausragt. Es ist wie die beiden Segmente 16a bzw. 17a aus magnetisch leitendem Material hergestellt. Aus der Fig. 25 ist noch ersichtbar, daß der sich auf der Trägerplatte 14b befindliche Permanentmagnet aus zwei Teilen 71a und 71b besteht. Beide Teile 71a und 71b sind gleich groß, das bedeutet daß der Winkelbereich α1 = α2 ist. Der Meßbereich β befindet sich wieder zwischen den beiden Permanentmagnetteilen 71a und 71b. In den Fig. 24 und 25 ist nun die Stellung bei einem Drehwinkel γ = 0° und einer Induktion B = 0 dargestellt. Bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn der Achse 11a und somit der Trägerplatte 14b wird das erste Magnetteil 71a über den Spalt 21a bewegt und befindet sich in immer größer werdendem Maße im Bereich des Segments 16a. In den Fig. 26 und 27 ist nun die Position dargestellt, wenn sich der Meßbereich β über dem Spalt 21a befindet. Solange das Magnetteil 71a sich unter das Segment 16a hinein bewegt steigt die Kennlinie, wie sie in der Fig. 30 dargestellt ist, linear an. Sobald der gesamte Permanentmagnetteil 71a den Spalt 21a überschritten hat, beginnt das Plateau P das dem Meßbereich β entspricht. Sobald sich dann das Magnetteil 71b unter das Segment 16a hineinbewegt, steigt die Meßlinie wieder linear an und sie erreicht, sobald der Permanentmagnetteil 71b, sich vollständig, d. h. also beide Permanentmagnetteile 71a und 71b sich unter dem Segment 16a befinden die maximale Induktion B = max. In den Fig. 28 und 29 ist dann die Stellung des Sensors 70 bei maximaler Drehwinkelstellung γ = max und maximaler Induktion B = max. dargestellt.

Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Sensoren eignen sich zum Beispiel für den Einbau in eine Drosselklappenstellereinheit. Mit Hilfe dieser Einheit wird der Drehwinkel einer Drosselklappe für eine Motorsteuerung erfaßt. Hierbei sind dann die Segmente 16, 17 des Stators direkt im Deckel der Drosselklappenstelleinheit anbringbar. Da der Deckel aus Kunststoff besteht, können die Segmente 16, 17 in den Deckel mit eingespritzt werden. Eventuell könnten die beiden Segmente 16, 17 des Stators auch in den Deckel eingeklipst werden.

In den Fig. 31 und 32 ist nun eine Ausbildung eines Winkelsensors 80 dargestellt, bei dem der Permanentmagnet bzw. die Permanentmagnetteile in radialer Richtung magnetisiert sind. Beim Winkelsensor 80 ist eines der Segmente 95 mit Hilfe einer Brücke 96 mit einem äußeren, ringförmig umlaufenden Gehäuseteil 93 verbunden. Das zweite Segmentelement 97 weist keine Verbindung mit dem Gehäuseteil 93 auf, d. h. es besteht zwischen dem Segment 97 und dem Gehäuseteil 93 keine magnetisch leitende Verbindung. Aufgrund der Brücke 96 ist somit der zu bestimmende Winkelbereich begrenzt, d. h. es sind keine Messungen über einen Winkel von ca. 200° möglich. Vorteilhafterweise kann bei dieser Ausbildung das Segment 95, die Brücke 96 und das Gehäuseteil 93 als einteiliges Bauteil aus weichmagnetischem Material, z. B. gestapelte Transformatorbleche oder Sintermaterial gefertigt werden. Selbstverständlich ist es hier auch wiederum möglich, die Segmente 95, 97 nicht symmetrisch sondern auch unsymmetrisch auszubilden. Im Schlitz 98 zwischen den beiden Segmenten 95 und 97 ist das magnetfeldempfindliche Element 99 angeordnet, das wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgestaltet sein kann. Bei der Darstellung nach der Fig. 31 umfaßt der im Schlitz 100 angeordnete Permanentmagnet 91a, 91b das Segment 97. Dies bedeutet, daß der Permanentmagnet wiederum aus mindestens zwei Permanentmagnetteilen 91a und 91b oder aus einem einzigen Permanentmagneten besteht, der einen Winkelbereich kleiner als das Segment 97 umfaßt. Die Polarisierungsrichtung des Permanentmagneten bzw. der beiden Permanentmagnetteile ist in radialer Ausrichtung festgelegt. Dies bedeutet, daß die Magnetisierungsrichtung vom Segment 97 zum Gehäuseteil 93 hin gerichtet ist oder in umgekehrter Richtung. Aus der Darstellung in den Fig. 31 und 32 ist nicht ersichtlich, daß der Permanentmagnet bzw. die beiden Permanentmagnetteile 91a und 91b sich wiederum auf einer Trägerplatte befinden, die mit der sich drehenden Achse in Verbindung steht. Die Fig. 31 zeigt hierbei die Stellung des Permanentmagneten bei einem Drehwinkel γ = 0° und die Fig. 32 die Stellung bei einem maximalen Drehwinkel γ = max. Die sich dabei während der Drehbewegung ergebende Meßlinie entspricht in analoger Weise der in der Fig. 30 dargestellten Kennlinie.

Claims (10)

1. Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels 7 zwischen einem Stator (16, 17) und einem Rotor (14), wobei auf dem Rotor (14) ein Magnet (15) angeordnet ist, wobei sich zwischen Stator (16, 17) und Rotor (14) ein Luftspalt befindet und der Stator (16, 17) aus mindestens zwei Segmenten (16, 17) besteht, die durch einen magnetisch nicht leitenden Spalt (21, 22) getrennt sind, wobei sich in mindestens einem Spalt (21) mindestens ein magnetfeldempfindliches Element (25) befindet, wobei mindestens ein Teil (17) des Stators keine magnetisch leitende Verbindung mit dem Rotor (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (15) kleiner als der zu messende Drehwinkel γ ausgebildet ist.

2. Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels γ zwischen einem aus magnetisch leitendem Material bestehendem Stator (93, 95, 96, 97) und einem Rotor (91a, 91b) wobei sich zwischen Stator (93, 95, 96, 97) und Rotor (91a, 91b) ein Luftspalt (100) befindet und im Stator (93, 95, 96, 97) mindestens ein Luftspalt (98) ausgebildet ist, wobei sich im mindestens einen Luftspalt (99) mindestens ein magnetfeldempfindliches Element (99) befindet und wobei im Rotor (91a, 91b) mindestens ein Segment mindestens eines Magneten angeordnet ist, wobei der Stator (93, 95, 96) aus mehreren Teilen (93, 95, 96, 97) aufgebaut ist, wobei mindestens ein Teil (97) keine magnetisch leitende Verbindung mit den übrigen Teilen (93, 95, 96) aufweist, so daß eine Aufspaltung des Magnetflusses des Magneten (91a, 91b) erfolgt, wobei wenigstens ein erster Teil des Magnetflusses das magnetfeldempfindliche Element (99) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (91a, 91b) kleiner als der zu messende Drehwinkel y ausgebildet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (15, 91a, 91b) aus mehreren Teilen besteht, die durch einen Abschnitt aus nicht magnetischem Material getrennt sind.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Teile des Magneten (51a, 51b) mit Hilfe eines Stegs (50) miteinander verbunden sind.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor aus magnetisch leitendem Material besteht.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Segmente (16) mindestens ein Rückflußstück (72) angeordnet ist, das über den Rotor (14) hinausragt.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Segmente (16) mindestens ein Rückflußstück (72) angeordnet ist, und daß der Rotor (14) über das Rückflußstück (72) hinausragt.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (11) des Rotors (14) mindestens einem Bereich (12) aus magnetisch leitendem Material aufweist, der mindestens vom Rotor (14) zu dem Teil (16) des Stators, das eine magnetisch leitende Verbindung mit dem Rotor (14) aufweist und daß mindestens ein erster Spalt (22) zwischen den beiden Teilen (16, 17) des Stators vorhanden ist, der den Magnetfluß des Magneten (15) behindert und so steuert, daß er über mindestens einen der anderen Spalte (21) verläuft, und daß der erste Spalt (22) größer als der andere Spalt (21) ist.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11), insbesondere der Fortsatz (12), und der Rotor (14) aus weichmagnetischem Material bestehen.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (16) des Stators einen Fortsatz (19) aufweist, in den die Achse (11), insbesondere deren Fortsatz (12) ragt.