Магнитный пассивный датчик положения
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в измерителях уровня заполнения в топливных баках автомобилей. Согласно изобретению, магнитный пассивный датчик положения содержит монтажную плату и крышку, которые образуют корпус, установленный с возможностью движения снаружи корпуса магнит, расположенную внутри корпуса резисторную схему, которая имеет множество отдельных электрических контактов, множество расположенных в зоне движения магнита контактных пружинных элементов, которые соединены друг с другом с помощью общей основной части и состоят из зоны сгибания и контактной зоны, при этом контактные пружинные элементы расположены напротив контактов резисторной схемы так, что обеспечивается возможность перемещения контактных зон с помощью магнита к контактам резисторной схемы, при этом с каждым отдельным контактом резисторной схемы согласованы контактные зоны, по меньшей мере, двух контактных пружинных элементов. Каждые два соседних контактных пружинных элемента механически соединены друг с другом. Благодаря этому ограничивается подвижность каждого контактного элемента в плоскости, в которой они расположены, что обеспечивает повышение надежности контакта. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предметом изобретения является магнитный пассивный датчик положения, содержащий монтажную плату и крышку, которые образуют корпус, установленный с возможностью движения снаружи корпуса магнит, расположенную внутри корпуса резисторную схему, которая имеет множество отдельных электрических контактов, множество расположенных в зоне движения магнита контактных пружинных элементов, которые соединены друг с другом с помощью общей основной части и состоят из зоны сгибания и контактной зоны, при этом контактные пружинные элементы расположены напротив контактов резисторной схемы так, что обеспечивается возможность перемещения контактных зон магнитом к контактам резисторной схемы, при этом с каждым отдельным контактом резисторной схемы согласованы контактные зоны, по меньшей мере, двух контактных пружинных элементов.
Такой датчик положения известен из DE 102004004102 В3 и используется в измерителях уровня заполнения в топливных баках современных автомобилей. Датчик положения создает в зависимости от положения магнита электрические сигналы. Предусмотрение, по меньшей мере, двух язычков, которые находятся противоположно каждому отдельному контакту резисторной схемы, должно обеспечивать, что при прилипших частицах грязи, по меньшей мере, один из обоих язычков создает соединение с контактом. На основании магнитных влияний на датчик положения могут возникать поперечные силы, которые воздействуют на контактные пружинные элементы. Как результат, может происходить боковой сдвиг отдельных язычков контактных пружинных элементов, так что на одном отдельном контакте три язычка или лишь один язычок могут создавать соединение с соответствующим контактом. В случаях, в которых с одним контактом входит в соединение лишь один язычок, больше нет избыточности. Для предотвращения возможных неисправностей или неправильной индикации во время использования датчики положения соответствующим образом проверяют и выбраковывают неисправные датчики положения.
Поэтому в основу изобретения положена задача создания магнитного пассивного датчика положения, который независимо от мешающих магнитных влияний имеет избыточность при контактировании язычков с соответствующим контактом резисторной схемы за счет того, что при соответствующем положении магнита, по меньшей мере, два язычка соединены с соответствующим одним контактом.
Эта задача решена, согласно изобретению, тем, что каждые два соседних контактных пружинных элемента механически соединены друг с другом. При расположении соединения между двумя соседними контактными пружинными элементами сильно ограничивается свободная подвижность каждого контактного пружинного элемента в плоскости, в которой они расположены. Это ограничение подвижности является настолько сильным, что, возможно, возникающие поперечные силы больше не приводят к отклонению контактных пружинных элементов в плоскости. В противоположность этому подвижность контактных пружинных элементов в направлении контактов резисторной схемы и тем самым перпендикулярно плоскости их расположения остается неизменной.
В одном простом варианте выполнения каждые два контактных пружинных элемента, которые согласованы с одним контактом, механически соединены друг с другом. Преимуществом этого выполнения является то, что за счет соединения двух контактных пружинных элементов осуществляется связь, которая также действует перпендикулярно плоскости, в которой расположены контактные пружинные элементы. Как только контактный пружинный элемент отклоняется магнитным полем магнита в направлении контакта резисторной схемы, то за счет соединения происходит уже небольшое отклонение второго связанного контактного пружинного элемента, хотя на него еще не воздействует магнитное поле этого порядка величины.
В другом варианте выполнения связь двух соседних контактных пружинных элементов может осуществляться также так, что соединение расположено между двумя контактными пружинными элементами, из которых каждый согласован с одним контактом.
Чтобы сгибаемость отдельного контактного пружинного элемента за счет соединения с соседним контактным пружинным элементом не слишком сильно зависела от него, было установлено, что предпочтительно соединять друг с другом контактные пружинные элементы в их зонах сгибания.
На подвижность контактных пружинных элементов в направлении контактов резисторной схемы и тем самым перпендикулярно к плоскости, в которой они расположены, оказывается лишь небольшое влияние, когда расстояние между двумя контактными пружинными элементами до основной части меньше половины длины зоны сгибания контактного пружинного элемента.
Согласно другому варианту выполнения, контактные пружинные элементы сильно связаны друг с другом, когда соединение между двумя контактными пружинными элементами расположено в контактной зоне.
Достаточная прочность соединения двух контактных пружинных элементов обеспечивается, когда ширина соединения, по меньшей мере, так велика, как ширина зоны сгибания.
Соединение может быть реализовано различным образом. В простом случае его можно выполнять, когда оно выполнено в виде отдельной части, предпочтительно в виде перемычки, которая соединена с контактными пружинными элементами. В других вариантах выполнения соединение может быть выполнено с силовым и/или геометрическим замыканием за счет соединения контактных пружинных элементов с предусмотренными на перемычке местами фиксации посредством микросварки, пайки, отбортовки или зацепления.
Отдельное выполнение соединения с последующим монтажом предотвращается в другом предпочтительном варианте выполнения тем, что соединение между двумя контактными пружинными элементами создается одновременно с изготовлением контактных пружинных элементов, так что не требуется другого рабочего хода. Изготовление контактных пружинных элементов и соединений можно предпочтительно осуществлять посредством травления, штамповки или лазерного резания.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, предотвращение отклонения за счет поперечных сил может поддерживаться дополнительно к соединению тем, что контактные пружинные элементы имеют в своих зонах сгибания структуру, предпочтительно L-образный профиль или U-образный профиль, которые противодействуют такому отклонению. Такой профиль в зонах сгибания контактных пружинных элементов можно просто изготавливать с помощью непосредственно следующего за изготовлением контактных пружинных элементов процесса деформации. Кроме того, можно сэкономить соединения между каждыми двумя контактными пружинными элементами, если структура зон сгибания имеет достаточное сопротивление поперечным силам.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на нескольких примерах выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
на фиг.1 - магнитный пассивный датчик положения, согласно уровню техники;
на фиг.2 - контактные пружинные элементы магнитного пассивного датчика положения, согласно фиг.1;
на фиг.3 - контактные пружинные элементы магнитного пассивного датчика положения, согласно изобретению.
Магнитный пассивный датчик 1 положения, показанный на фиг.1, состоит из непроводящей монтажной платы 2, предпочтительно керамической. На монтажной плате 2 нанесена резисторная схема 3 из толстой пленки с множеством отдельных электрических контактов 4. Напротив контактов 4 расположены контактные пружинные элементы 5, которые имеют зону 6 сгибания и контактную зону 7. Контактные пружинные элементы 5 соединены с помощью общей основной части 8. С помощью спаянной с монтажной платой 2 металлической крышки 9 резисторная схема 3 герметизирована относительно окружения. Напротив противоположной крышке 9 стороны монтажной платы 2 расположено рычажное плечо 10 датчика 11 заполнения, при этом датчик 11 заполнения расположен внутри топливного бака 12. На рычажном плече 10 закреплен магнит 13 так, что он при повороте рычажного плеча 10 проходит через зону контактов 4, за счет чего контактные пружинные элементы 5 перемещаются к контактам 4, и тем самым создается электрический сигнал в зависимости от угла поворота рычажного плеча 10, который по электрическим проводникам 14 подается из топливного бака 12 в оценочное устройство.
На фиг.2 показан в сильно увеличенном виде датчик 1 положения. На монтажной плате 2 из резисторной схемы для лучшей наглядности показаны лишь контакты 4. Над контактами 4 расположены контактные пружинные элементы 5 с основной частью 8. Зона 6 сгибания для лучшего отклонения выполнена более узкой, чем контактная зона 7. Для избыточности напротив контакта 4 всегда предусмотрены два контактных пружинных элемента. Под монтажной платой 2 расположен магнит 13. С помощью магнитного поля контактные пружинные элементы 5а-d притягиваются к контактам 4а, 4b. Соответствующие соседние контактные пружинные элементы 5', 5'' на основании более слабого в этих зонах магнитного поля отклоняются лишь незначительно без соприкосновения с контактами 4', 4''. На основании поперечных сил контактный пружинный элемент 5b отклоняется в направлении контакта 4b.
На фиг.3 показан датчик 1 положения, согласно изобретению, в соответствующем фиг.2 виде. Датчик положения отличается контактными пружинными элементами 5. Каждые два контактных пружинных элемента 5 соединены механически друг с другом в своих зонах 6 сгибания с помощью перемычки 15. Перемычка 15, так же как основная часть 8, соединена в виде единого целого с контактными пружинными элементами. Если возникают, как указывалось применительно к фиг.2, поперечные силы, то перемычка 15 предотвращает нежелательное отклонение контактных пружинных элементов 5. Таким образом, контактные пружинные элементы 5 входят в соединение несмотря на имеющиеся поперечные силы исключительно с противоположным им контактом 4.
1. Магнитный пассивный датчик положения, содержащий монтажную плату и крышку, которые образуют корпус, установленный с возможностью движения снаружи корпуса магнит, расположенную внутри корпуса резисторную схему, которая имеет множество отдельных электрических контактов, множество расположенных в зоне движения магнита контактных пружинных элементов, которые соединены друг с другом с помощью общей основной части и состоят из зоны сгибания и контактной зоны, при этом контактные пружинные элементы расположены напротив контактов резисторной схемы так, что обеспечивается возможность перемещения контактных зон с помощью магнита к контактам резисторной схемы, при этом с каждым отдельным контактом резисторной схемы согласованы контактные зоны, по меньшей мере, двух контактных пружинных элементов, отличающийся тем, что каждые два соседних контактных пружинных элемента (5a-5d) механически соединены друг с другом.
2. Магнитный пассивный датчик положения по п.1, отличающийся тем, что каждые два контактных пружинных элемента (5а, 5b; 5c, 5d), которые согласованы с одним контактом (4а; 4b), механически соединены друг с другом.
3. Магнитный пассивный датчик положения по п.1, отличающийся тем, что каждые два контактных пружинных элемента (5b, 5с), из которых каждый согласован с одним соответствующим контактом (4а; 4b), механически соединены друг с другом.
4. Магнитный пассивный датчик положения по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что контактные пружинные элементы (5a-5d) соединены друг с другом в их зонах (6) сгибания.
5. Магнитный пассивный датчик положения по п.4, отличающийся тем, что расстояние соединения (15) между двумя контактными пружинными элементами (5) до основной части (8) меньше половины длины зоны (6) сгибания контактного пружинного элемента (5).
6. Магнитный пассивный датчик положения по п.5, отличающийся тем, что соединение (15) между двумя контактными пружинными элементами (5) имеет, по меньшей мере, ширину, равную ширине зоны (6) сгибания.
7. Магнитный пассивный датчик положения по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соединение (15) между двумя контактными пружинными элементами (5) является отдельной частью, которая соединена с контактными пружинными элементами (5).
8. Магнитный пассивный датчик положения по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соединение (15) между двумя контактными пружинными элементами (5) выполнено в виде единого целого с ними.
