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Drehsteller mit Hall-Sensor

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019463D
Original Publication Date: 2003-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Oct-25
Document File: 1 page(s) / 65K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Bei Klimageraeten in Fahrzeugen koennen sowohl die Innentemperatur als auch Luftverteilung im Innenraum eingestellt werden. Dies geschieht ueblicherweise mit Drehstellern. Dabei muss die Drehbewegung des Bedienelements in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Bisher gibt es zwei uebliche Verfahren, um dies zu erreichen. Bei einem wird die Drehbewegung ueber eine Achse auf ein Potentiometer (regelbarer elektrischer Widerstand) uebertragen. Dadurch ergibt sich eine der jeweiligen Stellung entsprechende Spannung, die weiterverarbeitet werden kann. Im anderen wird die Achse des Bedienelements mit einem Inkrementalgeber verbunden. Dieses Bauelement enthaelt zwei mechanische Schalter, die jeweils nach Ueberstreichen eines vorgegebenen Drehwinkels oeffnen und schliessen. Damit laesst sich sowohl eine Spannung zur Weiterverarbeitung darstellen als auch die Drehrichtung erkennen. Das hier Vorgeschlagene ersetzt die beiden Schalter dieses Inkrementalgebers durch zwei Hall-Sensoren. Hall-Sensoren reagieren bei Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Magnetfeldes mit Oeffnen bzw. Schliessen eines Stromkreises - dadurch werden sie zu Schaltern. Die hierfuer notwendigen wechselnden Magnetfelder an den Hall-Sensoren lassen sich mit einem Ringmagneten, der der Drehung des Bedienelements folgt, realisieren. Der Ringmagnet ist unter dem Drehknopf des Bedienelements befestigt und dreht sich ueber dem Hall-Sensor, ohne mit ihm in Kontakt zu kommen. Er besitzt auf seinem Ring in regelmaessigen Abstaenden magnetische Polstellen. Diese Polstellen sind abwechselnd so angeordnet, dass der Hall-Sensor einmal oeffnend, einmal schliessend schaltet. Abb. 1 zeigt das Bedienelement mit integriertem Ringmagnet in Seitenansicht und den Ringmagnet mit seinen Polstellen in Draufsicht. Helle und dunkle Flaechen bezeichnen unterschiedliche magnetische Polstellen. Des Weiteren ist ein Bauteil mit zwei integrierten Hall-Sensoren dargestellt. Durch diesen Aufbau wird ein Betrieb mit geringem Verschleiss gewaehrleistet. Zusaetzlich kann eine Zentralbeleuchtung des Bedienelements in der Mitte des Ringmagneten installiert werden.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J11040.doc page: 1

Drehsteller mit Hall-Sensor

Idea: Gerhard Schuetz, DE-Karben

Bei Klimageraeten in Fahrzeugen koennen sowohl die Innentemperatur als auch Luftverteilung im Innenraum eingestellt werden. Dies geschieht ueblicherweise mit Drehstellern. Dabei muss die Drehbewegung des Bedienelements in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Bisher gibt es zwei uebliche Verfahren, um dies zu erreichen. Bei einem wird die Drehbewegung ueber eine Achse auf ein Potentiometer (regelbarer elektrischer Widerstand) uebertragen. Dadurch ergibt sich eine der jeweiligen Stellung entsprechende Spannung, die weiterverarbeitet werden kann. Im anderen wird die Achse des Bedienelements mit einem Inkrementalgeber verbunden. Dieses Bauelement enthaelt zwei mechanische Schalter, die jeweils nach Ueberstreichen eines vorgegebenen Drehwinkels oeffnen und schliessen. Damit laesst sich sowohl eine Spannung zur Weiterverarbeitung darstellen als auch die Drehrichtung erkennen.

Das hier Vorgeschlagene ersetzt die beiden Schalter dieses Inkrementalgebers durch zwei Hall- Sensoren. Hall-Sensoren reagieren bei Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Magnetfeldes mit Oeffnen bzw. Schliessen eines Stromkreises - dadurch werden sie zu Schaltern. Die hierfuer notwendigen wechselnden Magnetfelder an den Hall-Sensoren lassen sich mit einem Ringmagneten, der der Drehung des Bedienelements folgt, realisieren. Der Ringmagnet ist unter dem Drehknopf des Bedienelements befes...