專利名稱：線性傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性傳感器，其包括套筒，包含永磁體并被支撐在套筒中以便能 夠克服彈簧的作用力線性位移的銷，以及連接于套筒用于檢測永磁體的位移的磁場傳感
O
背景技術(shù)：
這類線性傳感器用于機(jī)動車技術(shù)中，例如，用于控制制動助力器，其觸發(fā)是作為制 動踏板行程的函數(shù)而執(zhí)行的。隨著踏板行程增加，作用于控制部件的制動壓力增加，制動踏 板的行程可通過線性傳感器確定。另一個實(shí)例是用于廢氣渦輪增壓器的增壓控制器。在這 類應(yīng)用中，一般，線性傳感器的銷通過彈簧力壓靠在如控制部件的可移動測量對象上，使得 銷總是靠著測量對象并跟隨其移動。由DE 196 24 233 Cl已知一種線性傳感器，其中長方體永磁體相對于以固定方式 設(shè)置在殼體上的磁場傳感器位移。然而，該已知的線性傳感器不太適于機(jī)動車技術(shù)應(yīng)用，因 為其對可能由于發(fā)動機(jī)運(yùn)行而形成的振動敏感，易于磨損，并且需要高制造成本和頻繁的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種制造線性傳感器的方法，該線性傳感器適用于機(jī) 動車技術(shù)，制造成本低，且即使在駕駛操作過程中發(fā)生振動也能夠精確測量。該目的是由具有權(quán)利要求1的特征的線性傳感器實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的有利的實(shí)施例 是從屬權(quán)利要求的主題。在根據(jù)本發(fā)明的線性傳感器中，使用非常簡單的裝置實(shí)現(xiàn)了高度精確的銷導(dǎo)弓丨， 優(yōu)選地，套筒的頸縮部形成第一導(dǎo)承，其由銷的增厚部形成的第二導(dǎo)承進(jìn)行補(bǔ)充。然而，也 可由套筒的頸縮部各自設(shè)計第一和第二導(dǎo)承。使用根據(jù)本發(fā)明的線性傳感器可顯著地排除導(dǎo)致測量誤差的銷的橫向運(yùn)動。因此 當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的線性傳感器時，即使發(fā)生例如發(fā)動機(jī)的運(yùn)行所引起的振動，也可精確 地確定測量對象的位置。因?yàn)閮?yōu)選地銷與套筒僅在兩個導(dǎo)承上彼此接觸，所以有利地形成小的摩擦面。小 的摩擦面產(chǎn)生低的摩擦力，因而能夠?qū)崿F(xiàn)低摩損操作和高長期穩(wěn)定性。頸縮部優(yōu)選地位于套筒的端部，特別是位于銷從中伸出的套筒的端部。該措施具 有的優(yōu)點(diǎn)在于，由套筒的頸縮部和銷的增厚部導(dǎo)致的兩點(diǎn)導(dǎo)引可在盡可能大的距離上且因 此以盡可能高的精度發(fā)生。出于同樣的原因，也優(yōu)選的是增厚部位于銷的端部。磁場傳感器優(yōu)選地連接于形成頸縮部的套筒的部分。該措施具有的優(yōu)點(diǎn)在于，垂 直于銷的移動方向測量的磁場傳感器與銷之間的距離即使在發(fā)動機(jī)相關(guān)的振動下仍保持 不變，因此總是能夠高精度地進(jìn)行測量。銷優(yōu)選地具有圓形橫截面，其簡化制造并有利于低摩擦。如果銷能夠在套筒中繞其縱軸旋轉(zhuǎn)則是特別優(yōu)選的。在車輛運(yùn)行過程中，測量對象的振動或移動可導(dǎo)致扭矩施加 到銷上。因?yàn)殇N能夠旋轉(zhuǎn)，所以這樣的扭矩可被釋放而不會對銷的導(dǎo)引施加應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明的有利的改進(jìn)形式，銷和/或套筒由含石墨顆粒的塑料制成。以該方 式，在操作過程中不可避免的磨損，由于石墨顆粒的釋放，確保了連續(xù)供應(yīng)潤滑劑。即使在 長期操作后，以該方式也總是確保低摩擦力，使得相應(yīng)設(shè)計的線性傳感器可在非常長的時 間段內(nèi)穩(wěn)定地操作。特別優(yōu)選的是，銷由含石墨顆粒的塑料制成，特別地，套筒由無石墨顆 粒的塑料制成。根據(jù)本發(fā)明的另一個有利的改進(jìn)形式，除了可選地添加的石墨顆粒，套筒和銷由 同樣的塑料制成。以該方式，套筒與銷之間熱膨脹系數(shù)一致，導(dǎo)致在非常寬的溫度范圍內(nèi)一 致的精確導(dǎo)引。熱固性材料是用于套筒和銷的優(yōu)選材料。根據(jù)本發(fā)明的又一個有利的改進(jìn)形式，銷在其從套筒伸出的端部倒園角。該措施 具有的優(yōu)點(diǎn)在于，在將銷壓靠在測量對象上時減小了使測量對象傾斜的風(fēng)險，而測量對象 的傾斜可損害測量精度。在從套筒伸出的端部，銷優(yōu)選地具有面，其直徑為套筒在頸縮部的內(nèi)徑的20%至 60%。相對于銷直徑減小的面使得在測量對象傾斜的情況下減小了橫向力的傳輸。結(jié)果， 在套筒中銷的導(dǎo)引受到較低的應(yīng)力，且可更容易地防止損害測量精度的橫向運(yùn)動。直徑為 支撐在套筒中的圓柱形銷部分的直徑的20%至60%的面也足夠大，從而將靠著測量對象 的接觸面的表面負(fù)荷限制到適于低磨損操作的程度。本發(fā)明進(jìn)一步的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將參考附圖基于示例性實(shí)施例予以說明。所述特征可 單獨(dú)地或者彼此結(jié)合地成為權(quán)利要求的主題。


圖1在縱截面中示出線性傳感器的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出線性傳感器，其包括套筒5，圓柱形銷7被支撐在套筒5中使得其能夠克 服彈簧6的作用力線性地位移。銷7包括優(yōu)選為條形磁體的永磁體1，并且通過從套筒5伸 出的端部4靠在測量對象2上。如果測量對象2與套筒5的距離增加，則銷7被彈簧6進(jìn) 一步推出套筒5。隨著測量對象2接近套筒5，銷7克服彈簧6的作用力而被進(jìn)一步推入套 筒5。優(yōu)選為霍爾傳感器的磁場傳感器3連接于套筒5。包括設(shè)置于其中的永磁體1的 銷7的位移引起磁場傳感器3處的磁場的變化。通過評估該變化，可確定永磁體1的位置 且因此確定測量對象2的位置。銷7與套筒5在兩個導(dǎo)引面8相接觸。第一導(dǎo)引面8由套筒5的頸縮部形成，優(yōu) 選地位于銷7從套筒5伸出的套筒5的端部4。第二導(dǎo)引面8由銷7的增厚部形成，優(yōu)選地 位于背對測量對象2的銷7的端部。以該方式，套筒5的頸縮部形成第一導(dǎo)承，其由銷7的 增厚部形成的第二導(dǎo)承進(jìn)行補(bǔ)充。以該方式，實(shí)現(xiàn)了非常精確且低摩擦的導(dǎo)引。銷7和套筒5在導(dǎo)引面8的區(qū)域內(nèi)以二維方式彼此接觸，這進(jìn)一步增加了軸向和 徑向?qū)б木?。為此目的，頸縮部被設(shè)計為具有減小的內(nèi)徑的套筒5的部分，且銷的增厚部是圓柱形，使得在每種情形中導(dǎo)引面8是圓柱形表面。將磁場傳感器3連接于形成頸縮 部的套筒5的部分是有利的，因?yàn)樵谠撎庝N7與磁場傳感器3的垂直于銷7的移動方向的 距離，即使發(fā)生振動仍高精度地保持不變。彈簧6作用于銷7的具有增厚部的端部。在所示實(shí)施例中，增厚部具有套筒狀延 伸部，螺旋彈簧6伸入其中。螺旋彈簧6支撐在支座上，該支座未示出且優(yōu)選地設(shè)置在套筒 5的外部，但原理上也可由套筒5直接形成。在所示實(shí)施例中，在從套筒5伸出的端部4，銷7被倒園角并具有平坦面，該面的直 徑為頸縮部處的套筒5內(nèi)徑的50%。由于該幾何設(shè)計，不僅實(shí)現(xiàn)了為獲得低表面負(fù)荷的足 夠大的接觸面，而且實(shí)現(xiàn)了低磨損操作。此外，減小的支撐面使摩擦最小化，且防止了在測 量對象2潛在的傾斜過程中橫向力的傳輸。一般地，如果面直徑為頸縮部處的套筒5內(nèi)徑 的大約20 %至60 %，則是有利的。銷7是通過使用熱固性材料對永磁體1進(jìn)行嵌件模塑而制造的。套筒5也由熱固 性材料制成，優(yōu)選為同一熱固性材料。以該方式，銷7和套筒5具有類似的熱膨脹系數(shù)，從 而在寬溫度范圍內(nèi)防止在導(dǎo)引面8區(qū)域內(nèi)的干擾和間隙。由此，所示線性傳感器可安裝在 特別是機(jī)動車的發(fā)動機(jī)室內(nèi)，并在操作過程中無損壞地加熱至170°C。為了改善滑動特性，優(yōu)選地將添加有石墨顆粒的熱固性材料用于銷7。所添加的石 墨顆粒減小熱固性材料的硬度。以該方式，在操作過程中，不可避免的磨損實(shí)際上將僅僅在 銷7處發(fā)生，而不是在套筒5。因?yàn)槟p包括了石墨填料，所以磨屑用作導(dǎo)引面8中的潤滑 劑。在代替銷7或者除銷7之外，套筒5也是由含石墨顆粒的塑料制造的情況下，也可使用 該優(yōu)點(diǎn)。然而，如果銷7的熱固性材料包括石墨顆粒，則是特別有利的。在面4發(fā)生的磨損 于是減小摩擦，并因此降低可在測量對象2傾斜的過程中形成的橫向力。原理上，也可將含 石墨顆粒的塑料用于套筒5和銷7兩者。然而，由于增加了磨損，這不是優(yōu)選的。附圖標(biāo)記
1永磁體
2測量對象
3磁場傳感器
4端部
5套筒
6彈簧
7銷
8導(dǎo)引面
權(quán)利要求
一種線性傳感器，包括套筒(5)；銷(7)，其包含永磁體(1)，并被支撐在所述套筒(5)中以便能夠克服彈簧(6)的作用力線性位移；以及磁場傳感器(3)，其連接于所述套筒(5)，用于檢測所述永磁體(1)的位移，其特征在于所述銷(7)由第一圓柱形導(dǎo)承(8)和第二圓柱形導(dǎo)承(8)導(dǎo)引。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)的所述第一導(dǎo)承(8)由 所述套筒(5)的頸縮部形成，所述銷(7)在所述頸縮部與所述套筒(5)相接觸，并且所述第二導(dǎo)承(8)由所述銷(7)的增厚部形成，所述增厚部與所述套筒(5)相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性傳感器，其特征在于所述頸縮部位于所述套筒(5)的端 部⑷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的線性傳感器，其特征在于所述頸縮部被設(shè)計為具有減小 的內(nèi)徑的套筒部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的線性傳感器，其特征在于所述頸縮部位于所述銷(7)的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述增厚部具有所述 彈簧(6)伸入其中的套筒狀延伸部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性傳感器，其特征在于所述彈簧(6)作用于所述銷(7)的 端部⑷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)和/或所述 套筒(5)由含石墨顆粒的塑料制成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)由含石墨顆 粒的塑料制成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述套筒(5)由熱固 性材料制成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)由熱固性 材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的線性傳感器，其特征在于除了潛在添加的石墨顆粒以外， 所述套筒(5)和所述銷(7)由同一熱固性材料制成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)是通過對 所述永磁體(1)進(jìn)行嵌件模塑而制造的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)具有圓形 橫截面。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)在從所述 套筒(5)伸出的所述端部⑷倒圓角。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于在從所述套筒(5)伸 出的所述端部(4)，所述銷(7)具有面，該面的直徑為所述套筒(5)在所述頸縮部處的內(nèi)徑 的 20%至 60%。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述磁場傳感器(3)連接于所述套筒(5)的形成所述頸縮部的部分。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述銷(7)能夠在所 述套筒(5)中旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求8至18中任一項所述的線性傳感器，其特征在于所述第一導(dǎo)承(8) 和所述第二導(dǎo)承(8)各自由所述套筒(5)的頸縮部形成。
全文摘要
一種線性傳感器，其具有套筒(5)，包含永磁體(1)并且以能夠克服彈簧(6)的作用力線性位移的方式安裝在套筒(5)中的銷(7)，和連接于所述套筒(5)用于檢測永磁體(1)的位移的磁場傳感器(3)。本發(fā)明提供的銷(7)由第一圓柱形導(dǎo)承(8)和第二圓柱形導(dǎo)承(8)進(jìn)行控制。
文檔編號G05G1/38GK101965497SQ200880124297
公開日2011年2月2日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者A·馬托, K-J·瓦格納, R·克里斯特曼, S·利奧波德, W·許勒 申請人:博格華納貝魯系統(tǒng)股份有限公司;博格華納公司