CH701872A2 - Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile. - Google Patents

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile (1, 2), die in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, beschrieben. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes (3) auf, die an einem stationären Bauteil (1) oder an einem relativ dazu verschiebbaren beweglichen Bauteil angebracht ist, sowie eine Sensoreinrichtung (5), die an dem jeweils anderen, beweglichen (2) oder stationären Bauteil angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung (5) besitzt einen Sensor (8) mit wenigstens einem flächig ausgebildeten, magnetfeldempfindlichen Bereich (9), welcher der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) zugekehrt ist. Das von der Einrichtung (3) erzeugte Magnetfeld weist einen Magnetisierungsvektor (J) auf, der mit einer Senkrechten (S) auf den flächig ausgebildeten magnetfeldempfindlichen Bereich (9) einen spitzen Winkel (α) einschliesst.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, werden in zunehmendem Masse mit Sicherheitseinrichtungen wie Front-, Seiten und Kopfairbags ausgestattet. Durch diese Sicherheitseinrichtungen sollen die Insassen im Kollisionsfall geschützt und das Verletzungsrisiko herabgesetzt werden. Airbags müssen innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne entfaltet und aufgeblasen werden. Dazu kommen Treibladungen zum Einsatz, die den Airbag explosionsartig füllen und aus der jeweiligen Verkleidung hervortreten lassen. Die Anordnung der Airbags und die Wahl deren Grösse stellt einen Kompromiss dar, der den unterschiedlichen Grössen und dem unterschiedlichen Gewicht der Fahrzeuginsassen gerecht werden soll. Bei Frontairbags ist dazu vielfach auch vorgesehen, den Airbag in Abhängigkeit der Sitzposition der Fahrzeuginsassen verschieden stark aufzublasen. So wird der Airbag bei einem grossgewachsenen Insassen, dessen Fahrzeugsitz entsprechend weiter weg vom Armaturenbrett angeordnet ist, stärker aufgeblasen, als im Fall eines kleiner gewachsenen Fahrzeuginsassen, dessen Fahrzeugsitz in eine Position näher dem Armaturenbrett verschoben ist. Dadurch soll verhindert werden, dass ein näher am Armaturenbrett befindlicher Fahrzeuginsasse durch die Wucht eines mit voller Energie aufgeblasenen Airbags verletzt wird. Die Aufblasenergie für den Airbag wird entsprechend über abgestufte Mengen der Treibladung, die entzündet werden, gesteuert. Für die Steuerung der Aufblasenergie für den Airbag ist daher die Kenntnis des Abstandes des Fahrzeugsitzes vom Armaturenbrett von Bedeutung.

[0003] In der Vergangenheit sind daher auch bereits verschiedene mechanische bzw. elektromechanische Systeme eingesetzt worden, um die Position des Fahrzeugsitzes zu bestimmen. Mechanische bzw. elektromechanische Detektorsysteme sind jedoch verschleissanfällig und können bei der Verstellung des Fahrzeugsitzes zu unangenehmen, unerwünschten Geräuschen führen. Im Zuge der zunehmenden Automatisierung werden Kraftfahrzeuge mehr und mehr mit elektrischen und elektronischen Komponenten ausgestattet, welche die Funktion der früheren mechanischen bzw. elektromechanischen Detektorsysteme übernehmen. So sind aus dem Stand der Technik auch bereits berührungslose Detektorvorrichtungen bekannt, mit denen die relative Position von zwei zueinander verschiebbaren Bauteilen erfassbar ist, um daraus ein entsprechendes Steuersignal zu generieren. Im Fall des Fahrzeugsitzes handelt es sich bei den relativ zueinander verschiebbaren Bauteilen beispielsweise um eine am Fahrzeugboden montierte Befestigungsschiene und eine fest mit dem Fahrzeugsitz verbundene Sitzschiene. Um die Relativposition der beiden Schienen feststellen zu können, ist beispielsweise an der Befestigungsschiene ein Magnetstreifen angebracht, entlang dem ein mit der Sitzschiene verbundener Hallsensor verschiebbar ist. Der Magnetstreifen kann, wie in der US-4 909 560 beschrieben, entlang seiner Längserstreckung mehrfach seine Polarität wechseln. Bei der Relativverschiebung entlang des Magnetstreifens ändert sich das Ausgangssignal des Hallsensors je nach Magnetpol. Dies ermöglicht eine inkrementale Detektion der Relativposition des Fahrzeugsitzes. Ein aus der DE-10 136 820 bekannter Positionssensor auf Basis eines Hallsensors erlaubt die Erkennung von zwei Sitzpositionen, vorne bzw. hinten, entsprechend einem geringen bzw. einem grossen Abstand vom Armaturenbrett. Um ein möglichst grosses auswertbares Signal des Hallsensors zu erzielen, schlagen beide Druckschriften vor, den Abstand zwischen den Magnetpolen und der Oberfläche des Hallsensors möglichst gering zu halten. In Verbindung mit den üblichen Fertigungs- und Montagetoleranzen, kann dies jedoch dazu führen, dass der Hallsensor bzw. dessen Gehäuse bei der Relativverschiebung der Befestigungsschiene und der Sitzschiene schleift. Abgesehen von der unerwünschten Geräuschentwicklung und dem erhöhten Verschiebewiderstand kann dieser schleifende Kontakt zu einer Beschädigung und zu einem Ausfall des Sensors führen.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile der bekannten Positionssensoren zu beseitigen. Es soll eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile geschaffen werden, bei der der Sensor ein möglichst grosses auswertbares Signal liefert, gleichzeitig jedoch die Gefahr einer schleifenden Berührung mit demjenigen Bauteil, relativ zu dem der Sensor verschoben wird, verringert ist. Die Vorrichtung soll einfach und kostengünstig im Aufbau sein und eine einfache Montage erlauben.

[0005] Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgaben besteht in einer Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile, die in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf, die an einem stationären Bauteil oder an einem relativ dazu verschiebbaren beweglichen Bauteil angebracht ist, sowie eine Sensoreinrichtung, die an dem jeweils anderen, beweglichen oder stationären Bauteil angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung ist mit einem Sensor mit wenigstens einem flächig ausgebildeten, magnetfeldempfindlichen Bereich ausgestattet, welcher der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes zugekehrt ist. Das von der Einrichtung erzeugte Magnetfeld weist einen Magnetisierungsvektor auf, der mit einer Senkrechten auf den flächig ausgebildeten magnetfeldempfindlichen Bereich einen spitzen Winkel einschliesst.

[0007] Indem die Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes ein Magnetfeld aufspannt, dessen Magnetisierungsvektor gegenüber dem flächig ausgebildeten magnetfeldempfindlichen Bereich des Sensors der Sensoreinrichtung geneigt verläuft, vergrössert sich die auf den magnetfeldempfindlichen Bereich einwirkende erregende Magnetfeldkomponente. Dadurch wird der von der Magnetfeldkomponente im magnetfeldempfindlichen Bereich hervorgerufenen Effekt vergrössert, und das von der Sensoreinrichtung erzeugte, auswertbare Signal wird vergrössert. Dies erlaubt es wiederum, den Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und der das Magnetfeld erzeugenden Einrichtung zu vergrössern. Dadurch ist aber bei der Relativverschiebung der beiden Bauteile die Gefahr einer schleifenden Berührung der Sensoreinrichtung mit dem stationären Bauteil bzw. mit dem verschieblichen Bauteil deutlich verringert. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Fertigungstoleranzen der Sensoreinrichtung und/oder der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes in Verbindung mit Toleranzen bei der Montage der Einrichtungen an den relativ zueinander verschiebbaren Bauteilen. Die geringere Empfindlichkeit gegenüber Fertigungs- und Montagetoleranzen vereinfacht insgesamt die Herstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung und wirkt sich vorteilhaft auf deren Kosten aus.

[0008] Für die Verbesserung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung und aus Platzgründen erweisen sich Neigungswinkel in der Grössenordnung von etwa ± 60° bis etwa ± 85°, vorzugsweise etwa 75°, als zweckmässig.

[0009] Grundsätzlich kann die Sensoreinrichtung mit verschiedenen Arten von galvanomagnetischen Sensoren ausgestattet sein. Eine sehr einfache und Platz sparende Ausführungsvariante der Sensoreinrichtung umfasst einen Hallsensor mit wenigstens einem Hallmessfeld, welches parallel zur Verschieberichtung der relativ zueinander verschiebbaren Bauteile ausgerichtet ist. Hallsensoren sind in unterschiedlichen Bauweisen erhältlich und werden insbesondere auch als integrierte Bauteile angeboten, die bereits Verstärker und Auswertekomponenten auf dem Bauteil integriert aufweisen.

[0010] In einer sehr einfachen und zuverlässigen Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes wenigstens einen Permanentmagneten. Permanentmagneten sind in unterschiedlichen Grössen, Formen und Magnetfeldstärken herstellbar; beispielsweise können sie auch in Folien eingelassen sein, die am jeweiligen Ort montierbar, insbesondere aufklebbar sind. Sie sind zuverlässig, robust und von externen Energieversorgungen unabhängig.

[0011] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann einen einzelnen Permanentmagneten umfassen, der derart angeordnet ist, dass bei der Relativverschiebung der beiden Bauteile über einen Verschiebeweg von beispielsweise 100 mm - 300 mm zwei voneinander verschiedene Zustände erfassbar sind. In einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung wechselt das von der Einrichtung erzeugte Magnetfeld wenigstens zweimal seine Polarität. Auf diese Weise kann ein noch grösserer Verschiebeweg abgedeckt werden. Dies wird beispielsweise dadurch umgesetzt, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds wenigstens drei Permanentmagneten aufweist, wobei die Polaritäten bzw. die Magnetfeldvektoren benachbarter Permanentmagneten entgegengesetzt verlaufen. Die Anordnung einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Permanentmagneten mit jeweils entgegengesetzten Polaritäten erlaubt beispielsweise auch eine inkrementale Feststellung der absoluten Verschiebeposition.

[0012] Indem die Sensoreinrichtung mit Magnetfluss-Leitblechen ausgestattet ist, ergeben sich für die Anordnung des eigentlichen Magnetfeldsensors weitere Freiheitsgrade. Die Magnetfluss-Leitbleche konzentrieren den magnetischen Fluss gerade auf den magnetfeldempfindlichen Bereich und dienen überdies zur Abschirmung von Störfeldern. Dadurch wird das Signal zu Rauschen Verhältnis verbessert, und die Grösse des auswertbaren Ausgangssignals kann noch weiter erhöht werden.

[0013] Die erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung ist grundsätzlich bei allen Anwendungen einsetzbar, in denen eine Kenntnis über eine Relativverschiebung von zwei benachbarten Bauteilen erforderlich ist, um daraus weitere Aktionen abzuleiten. Eine beispielsweise Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung stellt das Erkennen der Position der Fahrzeugsitze, insbesondere der Vordersitze, in einem Kraftfahrzeug dar, um positionsabhängig den Aufblasgrad von Airbags zu steuern. In dieser Anwendung handelt es sich bei den relativ zueinander verschiebbaren Bauteilen um eine Befestigungsschiene und eine Sitzschiene der Sitzbefestigung.

[0014] Zur Verhinderung von fehlerhaften Signalen erweist es sich von Vorteil, wenn die Sensoreinrichtung in einem Gehäuse angeordnet ist, welches die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes im Überdeckungsfall wenigstens bereichsweise umgreift. Durch das Umgreifen kann verhindert werden, dass die Sensoreinrichtung von dem Bauteil, an dem sie befestigt ist, abfällt. In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann die Sensoreinrichtung dazu in einem ringförmigen Gehäuse angeordnet sein, welches das stationäre Bauteil mit der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes, beispielsweise einen Magnetfeldstreifen, vollständig umschliesst.

[0015] Indem das die Sensoreinrichtung aufnehmende Gehäuse an ihrer der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes zugewandten Seite eine annähernd konkave Querschnittskontur aufweist, kann trotz des vergrösserten Abstandes zwischen der Sensoreinrichtung und der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes verhindert werden, dass ferritische Gegenstände in den Zwischenraum gelangen. Auch dadurch können Fehlfunktionen der erfindungsgemässen Vorrichtung vermieden werden. Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, dass auch die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes in einem Magnetengehäuse angeordnet ist, welches im vom Gehäuse für die Sensoreinrichtung umgriffenen Bereich eine im Wesentlichen konvexe Querschnittskontur aufweist.

[0016] Eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung sieht vor, dass das Magnetfeld bei Überdeckung der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes und der Sensoreinrichtung kurzgeschlossen wird. Dazu sind in der Umgebung der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes ferritische Bauteile derart angeordnet sind, dass in Verbindung mit der Sensoreinrichtung ein Kurzschluss des erzeugten Magnetfeldes erzielbar ist. Unter Kurzschluss des Magnetfeldes wird dabei eine Anordnung verstanden, welche dazu führt, dass die Magnetfeldlinien kürzestmögliche Wege beschreiten und dabei weitgehend durch ferritische Bauteile geführt sind. Zweckmässigerweise umfassen die ferritischen Bauteile auch die Befestigungsschiene für die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes. Durch diese Anordnung kann die Wirkung des Magnetfeldes auf die Sensoreinrichtung noch weiter verstärkt werden, und Störeinflüsse durch externe Magnetfelder werden weitgehend abgeschirmt.

[0017] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Prinzipdarstellungen von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Vorrichtung. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer schematischer Darstellung: <tb>Fig. 1<sep>eine Seitenansicht eines Abschnitts einer Sitzbefestigung mit stationärer Befestigungsschiene und relativ dazu verschiebbarer Sitzschiene; <tb>Fig. 2<sep>eine Querschnittsdarstellung der Sitzbefestigung gemäss Fig. 1 im Überdeckungsfall; <tb>Fig. 3<sep>eine Querschnittsdarstellung gemäss Fig. 2mit einem Permanentmagneten mit um 90° versetzter Polarität; und <tb>Fig. 4<sep>eine analoge Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung, bei der das Magnetfeld kurzgeschlossen wird.

[0018] Fig. 1 zeigt schematisch einen Abschnitt einer Sitzbefestigung, beispielsweise der Vordersitze eines Kraftfahrzeuges. Die Sitzbefestigung umfasst eine am Boden des Kraftfahrzeuges befestigte stationäre Befestigungsschiene 1 und eine relativ dazu in Längsrichtung verschiebbare Sitzschiene 2, die mit einem Fahrzeugsitz verbunden ist. Die Relativverschiebbarkeit der beiden Schienen 1, 2 in Längsrichtung ist durch den Doppelpfeil P angedeutet. An der Befestigungsschiene 1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes 3 montiert, die innerhalb eines Magnetengehäuses 4 angeordnet ist. Die relativ dazu längsverschiebbare Sitzschiene 2 trägt eine Sensoreinrichtung 5, die innerhalb eines Gehäuses 6 angeordnet ist. Die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 und die Sensoreinrichtung 5 bilden zusammen eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile bzw. im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Bestimmung der relativen Sitzposition. Sie sind derart angeordnet und ausgebildet, dass bei einer Verschiebestrecke von etwa 100 mm - 300 mm, entlang der die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 überfahren wird, von der Sensoreinrichtung 5 wenigstens zwei voneinander verschiedene Zustände detektierbar sind, welche den Zuständen «Sitz in vorderer Position» bzw. «Sitz in zurückgefahrener Position» entsprechen. In Abhängigkeit der detektierten Sitzposition kann dann beispielsweise der Aufblasgrad eines Airbags gesteuert werden.

[0019] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 und der Sensoreinrichtung 5 im Zustand der Überdeckung. Die Befestigungsschiene trägt wiederum das Bezugszeichen 1, die Sitzschiene ist mit 2 bezeichnet. Die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 weist wenigstens einen Permanentmagneten 7 auf, der innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung 5 umfasst einen Hallsensor 8 mit wenigstens einem Hallmessfeld 9, welches dem Permanentmagneten 7 zugewandt ist. Die Polarität des Permanentmagneten 7 bzw. der Vektor seiner Magnetisierung ist durch den Pfeil J angedeutet. Gemäss der Erfindung schliesst der Vektor der Magnetisierung J mit einer Senkrechten S auf das Hallmessfeld 9 einen spitzen Winkel α ein. Der Winkel α beträgt etwa 60° bis etwa 85°, vorzugsweise etwa 75°.

[0020] Aus der Darstellung in Fig. 2ist ersichtlich, dass das Gehäuse 6 der Sensoreinrichtung 5 das Magnetengehäuse 4 etwa im Polbereich des Permanentmagneten 7 um mehr als 90° umgreift. Dazu weist das Gehäuse 6 der Sensoreinrichtung 5 im dem Magnetengehäuse 4 zugewandten Bereich eine annähernd konkave Querschnittskontur auf. Das Magnetengehäuse 4 weist im umgriffenen Bereich eine im Wesentlichen konvexe Querschnittskontur auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass trotz der grösseren Spaltweite von etwa 0,5 mm bis etwa 7 mm keine ferritischen Gegenstände im Messbereich verbleiben. Vielmehr werden diese in den ausserhalb des Wirkungsbereichs des Hallsensors befindlichen Bereich des Permanentmagneten 7 bzw. des Magnetengehäuses 4 gleiten, wo sie das vom Hallmessfeld 9 erfasste Magnetfeld des Hallsensors 8 nicht verfälschen können.

[0021] Das in Fig. 3 im Prinzip dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung entspricht vom Aufbau her weitgehend demjenigen der Fig. 2. Daher bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Auf die Darstellung der Befestigungsschiene und der Sitzschiene wurde verzichtet. Dadurch soll symbolisiert werden, dass die Anordnung der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 und der Sensoreinrichtung 5 auch umgekehrt sein kann, d.h. dass die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 an der Sitzschiene und die Sensoreinrichtung 5 an der Befestigungsschiene angeordnet sein kann. Der Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Permanentmagnet 7 eine gegenüber dem Permanentmagneten in Fig. 2um 90° gedrehte Polarisierung bzw. Magnetisierung J aufweist. Der Vektor der Magnetisierung J schliesst mit einer Senkrechten S auf das Hallmessfeld 9 des Hallsensors 8 wiederum einen spitzen Winkel α ein, der etwa 60° bis etwa 85°, vorzugsweise etwa 75°, beträgt. Die konvex-konkave Ausbildung des Magnetengehäuses 4 bzw. des Gehäuses 6 für die Sensoreinrichtung 5 entspricht derjenigen gemäss Fig. 2.

[0022] Fig. 4 zeigt schliesslich eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile. Die Anordnung der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes 3 und der Sensoreinrichtung 5 entspricht weitgehend derjenigen aus Fig. 2. Gleiche Elemente sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zum Unterschied von der Ausführungsvariante in Fig. 2 weist der Permanentmagnet 7 eine um 90° gedrehte Polarisierung bzw. Magnetisierung J auf, wie sie bereits anhand von Fig. 3 erläutert wurde. Der Vektor der Magnetisierung J schliesst mit einer Senkrechten auf das Hallmessfeld des Hallsensors 8 wiederum einen spitzen Winkel ein (nicht eingezeichnet). Im Gehäuse 6 für den Hallsensor 8 sind magnetische Flussleitbleche 12, 13 angeordnet, welche die magnetischen Feldlinien zum Hallsensor 8 hin konzentrieren. Auch der Permanentmagnet 7 ist von ferritischen Bauteilen 1, 10, 11 umgeben, welche die magnetischen Feldlinien konzentrieren. Insbesondere stellt bildet die Befestigungsschiene 1 einen Bestandteil dieser Flusskonzentratoren. Der Permanentmagnet 7 ist somit nahezu vollständig von Flussleitblechen bzw. Flusskonzentratoren umgeben. Dadurch wird das vom Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld bei der Überdeckung des Hallsensors 8 und des Permanentmagneten 7 praktisch kurzgeschlossen. Die Flussleitbleche und Flusskonzentratoren bilden gleichzeitig eine Abschirmung gegen äussere magnetische Störfelder. Dadurch können der Signal zu Rauschen Abstand und die Grösse des auswertbaren Ausgangssignals des Hallsensors 8 deutlich erhöht werden. Dadurch ist die gesamte Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile weniger empfindlich hinsichtlich Fertigungs- und Montagetoleranzen. Ein schleifender Kontakt der Sensoreinrichtung 5 mit der Befestigungsschiene 1 bzw. mit dem Magnetengehäuse 4 kann dadurch vermieden werden.

[0023] Die Erfindung ist am Beispiel einer Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes erläutert worden, die nur einen einzigen Permanentmagneten aufweist. Es können aber auch mehrere Permanentmagneten vorgesehen sein, die nebeneinander entlang der Länge beispielsweise der Befestigungsschiene angeordnet sind. Benachbarte Magneten weisen dabei immer jeweils entgegengesetzte Polaritäten auf. Beim Überfahren der Permanentmagneten mit voneinander verschiedenen Polaritäten werden vom Hallsensor jeweils auch voneinander verschiedene Signale erzeugt. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung ändert das Magnetfeld daher wenigstens zweimal seine Polarität. Dadurch vergrössert sich die Länge der überwachbaren Verschiebestrecke. Bei einer Anordnung einer Vielzahl von Permanentmagneten mit jeweils entgegengesetzter Polarität besteht sogar die Möglichkeit, über eine inkrementale Messung die Absolutposition beispielsweise eines Fahrzeugsitzes zu ermitteln.

[0024] Die Erfindung wurde zwar am Beispiel der Detektion der Verschiebeposition (relativ, absolut) eines Fahrzeugsitzes erläutert. Grundsätzlich ist die erfindungsgemässe Vorrichtung aber für alle Anwendungen geeignet, in denen zwei benachbarte Bauteile relativ zueinander längsverschoben werden und aus der Kenntnis der relativen oder absoluten Position weitere Aktionen abgeleitet werden sollen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position zweier relativ zueinander verschiebbarer Bauteile, die in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes (3), die an einem stationären Bauteil (1) oder an einem relativ dazu verschiebbaren beweglichen Bauteil angebracht ist, und einer Sensoreinrichtung (5), die an dem jeweils anderen, beweglichen (2) oder stationären Bauteil angeordnet ist und einen Sensor (8) mit wenigstens einem flächig ausgebildeten, magnetfeldempfindlichen Bereich (9) aufweist, welcher der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) zugekehrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Einrichtung (3) erzeugte Magnetfeld einen Magnetisierungsvektor (J) aufweist, der mit einer Senkrechten (S) auf den flächig ausgebildeten magnetfeldempfindlichen Bereich (9) einen spitzen Winkel (α) einschliesst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) etwa 60° bis etwa 85° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) etwa 75° beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) einen Hallsensor (8) mit wenigstens einem Hallmessfeld (9) umfasst, welches parallel zur Verschieberichtung (P) der relativ zueinander verschiebbaren Bauteile (1, 2) ausgerichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes (3) wenigstens einen Permanentmagneten (7) umfasst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Einrichtung erzeugte Magnetfeld wenigstens zweimal seine Polarität wechselt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds wenigstens drei Permanentmagneten aufweist, wobei die Polaritäten benachbarter Permanentmagneten entgegengesetzt verlaufen.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung Magnetfluss-Leitbleche (12, 13) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zueinander verschiebbaren Bauteile eine Befestigungsschiene (1) und eine Sitzschiene (2) einer Sitzbefestigung in einem Kraftfahrzeug umfassen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) in einem Gehäuse (6) angeordnet ist, welches die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) im Überdeckungsfall wenigstens bereichsweise umgreift.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die Sensoreinrichtung (5) aufnehmende Gehäuse (6) an ihrer der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) zugewandten Seite eine annähernd konkave Querschnittskontur aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) in einem Magnetengehäuse (4) angeordnet ist, welches im vom Gehäuse (6) für die Sensoreinrichtung (5) umgriffenen Bereich eine im Wesentlichen konvexe Querschnittskontur aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umgebung der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) ferritische Bauteile (1, 10, 11) derart angeordnet sind, dass in Verbindung mit der Sensoreinrichtung (5) ein Kurzschluss des erzeugten Magnetfeldes erzielbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ferritischen Bauteile die Befestigungsschiene (1) umfassen, an der die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (3) montiert ist.