INTELLIGENz IN BEWEGUNG | INTELLIGENCE IN MOTION

W E G - U N D S C H A LT P U N K T S E N S O R E N
DISPLACEMENT AND SWITCH-POINT SENSORS
I ntelligen z in B ewegung | I ntelligence in M otion
INTELLIGENZ IN BEWEGUNG I INTELLIGENCE IN MOTION
Sensorik
Durch ständig wachsende Anforderungen an Positions- und Wegerfassung im
Kupplungsbereich ersetzen zunehmend
berührungslos arbeitende Sensoren
mechanische Schalter und Potenziometer. FTE automotive, seit Jahrzehnten
international führend in der Brems- und
Kupplungshydraulik, arbeitet seit 1998
erfolgreich an der Integration und Standardisierung kostengünstiger, komplexer
Sensorsysteme. FTE-Sensoren der
neuesten Generation haben minimalen Raumbedarf. Extrem zuverlässig
bieten sie hohe Messgenauigkeit bei
langer Lebensdauer. Für individuelle
Anwendungen wählen FTE-Ingenieure
die beste Technologie, passen die elektrische, mechanische und magnetische
Schnittstellen optimal an und schaffen so
maximal funktionale und wirtschaftliche
Lösungen. Bis heute wurden in den FTEWerken mehr als 4,6 Mio. Positions- und
Wegsensoren, über 0,6 Mio. Drucksensoren und fast 1,15 Mio. Drehzahlsensoren an FTE-Produkten appliziert.
FTE-Sensoren widerstehen Extrembedingungen im Motorraum. Ihre
robusten, temperaturbeständigen Gehäuse sind dicht (Schutzart IP6K9K)
vergossen oder laserverschweißt.
Sensor systems
Non-contact sensors are replacing mechanical switches and potentiometers
to an increasing extent owing to the
continually more stringent demands in
respect of position and displacement
detection in the sector of clutches. FTE
automotive, an international leader in
the sector of brake and clutch hydraulics
for decades now, has, since 1998, been
working successfully on integration and
standardisation of low-cost, complex
sensor systems. FTE sensors of the
most recent generation require minimum
space. With their extreme reliability, they
also offer a high measuring accuracy and
a long service life. FTE engineers select
the best technology, optimally adapt
the electrical, mechanical and magnetic
interfaces and consequently create solutions with maximum functionality and
maximum efficiency and economy for
individual applications. To date, over 4.6
million position and displacement sensors, over 0.6 million pressure sensors
and almost 1.15 million rotational-speed
sensors have been incorporated in FTE
products at FTE plants.
FTE sensors withstand extreme conditions in the engine compartment. Their
rugged, temperature-resistant housings
are tightly encapsulated (enclosure
IP6K9K) or tightly laser-welded.
1 = Rad-Drehzahlsensor
2 = Gangsteller
3 = Zentralausrücker
4 = Kupplungsnehmer
5 = Bremslichtsensor
6 = Kupplungsgeber
1 = Wheel-speed sensor
2 = Gear actuator
3 = Concentric slave cylinder
4 = Clutch slave cylinder
5 = Stop-light sensor
6 = Clutch master cylinder
Sensor-Aufgaben
FTE-Sensoren arbeiten in der Kupplungshydraulik in Kupplungsgeber-,
Kupplungsnehmerzylindern und in Zentralausrückern. Sie unterstützen und
optimieren Fahrzeugfunktionen wie:
Startlock: Das Fahrzeug startet nur bei
vollständig getretener Kupplung.
Tempomat: Sobald das Kupplungspedal
betätigt wird, schaltet der Tempomat ab.
Elektronische Parkbremse: Die Parkbremse wird in Abhängigkeit zum Kupplungsweg betätigt.
Start/Stopp-Automatik: Bei einem Halt
des Fahrzeuges (Ampel) wird der Motor
automatisch gestoppt.
In der Bremshydraulik unterstützen und
optimieren FTE-Sensoren Fahrzeugfunktionen wie:
Bremslichtsensoren: Der berührungslose Bremslichtschalter sitzt direkt am
Tandemhauptzylinder. Er arbeitet verschleißfrei und benötigt keine Justage.
Notbremsassistent: In Abhängigkeit
von der Betätigungsgeschwindigkeit des
Bremspedals wird eine normale oder
eine Notbremsung eingeleitet.
FTE-Sensoren optimieren Kraftstoffverbrauch und Drehmoment, reduzieren
Emissionen und ermöglichen moderne
X-by-Wire-Anwendungen. Automatisierte
Schaltgetriebe (ASG), Doppelkupplungsgetriebe (DSG) oder Hybridantriebe sind
ohne Sensoren nicht realisierbar.
Sensor tasks
FTE sensors operate in the sector of
clutch hydraulics in clutch master cylinders, clutch slave cylinders and concentric slave cylinder. They assist and
optimise vehicle functions such as:
Start-lock: the vehicle starts only if the
clutch is fully depressed.
Cruise control: it is switched off as soon
as the clutch pedal is depressed.
Electronic parking brake: the brake is
operated as a function of clutch travel.
Automatic start/stop: the engine is
stopped automatically when the vehicle
stops (at a traffic light).
In the sector of brake hydraulics, FTE
sensors assist and optimise vehicle functions such as:
Stop-light sensors: the non-contact
stop-light switch is located directly on the
tandem master cylinder. It is not subject
to wear and does not require adjustment.
Emergency-brake assist: a normal
or an emergency braking operation is
started depending on the speed at which
the brake pedal is operated.
FTE sensors optimise fuel consumption and torque, reduce emissions and
allow modern X-by-Wire applications.
Automated manual transmission (AMTs),
twin-clutch transmissions (TCTs) or
hybrid drives could not be implemented
without sensors.
SENSORPRINZIPIEN I SENSOR PRINCIPLES
Messprinzipien
Bei FTE-Sensoren kommen hauptsächlich Hall-, Reed- und induktive Prinzipien
zum Einsatz. Schaltpunktsensoren arbeiten entweder nach dem Hall-, oder nach
dem Reed-Prinzip. Bei Wegsensoren
werden das Hallprinzip und induktive
Prinzipien verwendet.
Measurement principles
Hall, reed and inductive principles are
used chiefly on FTE sensors. Switchingpoint sensors operate on the basis
of either the Hall principle or the reed
principle. The Hall principle and inductive
principles are used for displacement
sensors.
Hallprinzip
Ein Halbleiterplättchen wird in einem Magnetfeld so angeordnet, dass der Steuerstrom senkrecht zu dem Magnetfeld
liegt. Die bewegten Ladungsträger werden durch die Lorentz-Kraft abgelenkt.
Das führt zur einseitigen Anhäufung von
Ladungen eines Vorzeichens. Zwischen
den beiden Seiten des Halbleiterplättchens entsteht so eine Potenzialdifferenz, die als Hall-Spannung gemessen
werden kann. Die Hall-Spannung ist
direkt proportional zum senkrecht durch
das Halbleiterplättchen verlaufenden
Magnetfeld. Sie lässt sich in ein Schaltsignal oder in ein Wegsignal umwandeln.
Hall principle
A semiconductor wafer is arranged in a
magnetic field so that the control current
is perpendicular to the magnetic field.
The moving charge carriers are deflected
by the electrodynamic force. This leads
to an accumulation of charges of one
polarity at one side, resulting in a potential difference between the two sides of
the semiconductor wafer, and this potential difference can be measured as the
Hall voltage. The Hall voltage is directly
proportional to the magnetic field running perpendicularly through the semiconductor wafer. It can be converted
to a switching signal or a displacement
signal.
Induktiv
Spulen induktiver Wegsensoren werden mit Wechselspannung betrieben.
Bei dem Sensorprinzip wird die Wegänderung eines Eisenkerns in eine
Induktivitätsänderung umgewandelt, die
elektrisch ausgewertet wird. Es gibt eine
Vielzahl unterschiedlicher induktiver Sensoren, z.B.:
Wirbelstromsensoren
Kurzschluss-Ringsensoren
LVDT - Sensoren (linear variable differential transformer)
PLCD - Sensoren (permanent magnetic
linear displacement)
Tauchankersensoren
Fluxgate-Sensoren
Inductive
Coils of inductive displacement sensors are operated with AC voltage. The
sensor principle involves converting the
change in displacement of an iron core
to a change in inductance that is evaluated electrically. There are a wide variety
of different inductive sensors, e.g.:
Eddy-current sensors
Short-circuiting ring sensors
LVDT (linear variable differential transformer) sensors
PLCD (permanent magnetic linear displacement) sensors
Solenoid plunger sensors
Fluxgate sensors
Magnetoresistiv
Magnetoresistive Sensoren ändern bei
der Einwirkung eines Magnetfeldes ihren
elektrischen Widerstand. In der Praxis
werden am häufigsten sogenannte GMR
Sensoren eingesetzt. Dabei handelt
es sich um Halbleiterbauelemente aus
weichmagnetischen, parallel ausgerichteten Elementarmagnetschichten (FM),
die durch eine nichtmagnetische Schicht
(NM) von einander getrennt sind. Bei
einer Magnetfeldänderung werden die
Elementarmagnete antiparallel ausgerichtet. Die sich ergebende Widerstandsänderung wird in ein Wegsignal umgewandelt.
Magneto-resistive
Magneto-resistive sensors change their
electrical resistance when subject to the
influence of a magnetic field. In practice,
so-called GMR sensors are used most
frequently. These are semiconductor
components made of magnetically soft,
parallel aligned elementary magnetic
layers (FM) that are separated from each
other by a non-magnetic layer (NM). In
the event of a change of magnetic field,
the elementary magnets are aligned
anti-parallel. The resultant change in
resistance is converted to a displacement signal.
Reed-Kontakt
Im Reedschalter arbeiten ferromagnetische Kontaktpaddel mit geringem magnetischen Widerstand. Die Paddel sind
in ein Glasröhrchen eingeschmolzen,
das zur Vermeidung von Kontaktoxidationen mit Schutzgas gefüllt ist. Die parallel
angeordneten, sich überlappenden Enden der Kontaktpaddel sind durch einen
Luftspalt voneinander getrennt. Unter
Einfluss eines äußeren Magnetfeldes
nehmen die Paddel entgegengesetzte
Polaritäten an und schließen sich bei
ausreichender Feldstärke. Der Kontakt
bleibt geschlossen, solange das äußere
Magnetfeld einwirkt.
Reed contact
Ferromagnetic contact paddles with low
magnetic resistance operate in the reed
switch. The paddles are sealed into a
small glass tube that is filled with inert
gas in order to avoid contact oxidation
phenomena. The ends of the contact
paddles that are arranged in parallel and
that overlap are separated from each
other by means of an air gap. When subject to the influence of an external magnetic field, the paddles assume opposite
polarities and close if the field strength
is adequate. The contact remains closed
for as long as the external magnetic field
acts.
ANWENDUNGEN I APPLICATIONS
Signalverlauf Schaltpunkte
Signal characteristic switching points
Schaltpunkt 1
Switch Point 1
Schaltpunkt 2
Switch Point 2
PWM [%dc]
Pulsweitenmodulation
Puls Width Modulation
Testschaltung
Test circuit
Signalverlauf Schaltpunkte
Der Schaltpunkt wird aus dem Pegelwechsel des Signals abgeleitet. Der
Abstand zwischen den Pegelwechseln
vom Vor- und Rücklauf des Signals wird
Hysterese genannt und stellt einen definierten Signalpegel sicher.
Signal characteristic switch points
The switch point is derived from the
signal’s change of level. The interval
between the changes of level of forward
and return signal is referred to as
hysteresis and ensures a defined signal
level.
Testschaltung
Die Testschaltung dient als Beispielschaltung um den Sensor zu Testzwecken in Betrieb zu nehmen.
Test circuit
The test circuit serves as an example
circuit for placing the sensor into
operation for test purposes.
SPEZIELLE MERKMALE I SPECIAL FEATURES
Allgemeines
Mikroschalter und Potenziometer
verschleißen häufig und werden
zunehmend durch berührungslos
arbeitende Sensoren ersetzt.
Grundsätzlich unterscheidet man
zwischen Schaltpunktsensoren
und Wegsensoren.
General
Microswitches and potentiometers are
frequently subject to wear and are being
replaced to an increasing extent by noncontact sensors. Basically, a distinction
can be made between switch-point
sensors and displacement sensors.
Hall-Schaltpunktsensoren
Der im Kupplungsgeberzylinder
integrierte Schaltpunktsensor
funktioniert als Schalter und ersetzt
die Funktionen der Pedalschalter z.B.
für Startlock und Tempomat. Durch
das berührungslose Arbeitsprinzip ist
der Sensor verschleißfrei, geräuschlos
und äußerst vibrationsbeständig.
Hall switch-point sensors
The switch-point sensor integrated in
the clutch master cylinder functions as a
switch and replaces the functions of the
pedal switches, for start-lock and cruise
control for instance. Owing to the noncontact mode of operation, the sensor
is not subject to wear, operates silently
and is exceedingly resistant to vibration.
Technische Daten
Temperaturbereich:
-40°C - 150°C
Elektr. Schnittstelle (U/I): Low-Side/HighSide-Schalter
Versorgungsspannung: 3,8V - 24V
Schaltpunktgenauigkeit: +/- 0,5mm
Technical data
Temperature range:
-40°C - 150°C
Electrical interface (U/I): low-side/high-
side switch
Supply voltage:3.8V – 24V
Switching-point accuracy: +/- 0.5mm
Reed-Schaltpunktsensoren
Direkter Ersatz für verschleißbehaftete
Mikroschalter durch potentialfreien
Kontakt. Beim Montageprozess
sind keine Einstellarbeiten nötig.
Reed switch-point sensors
Floating contact allows direct
replacement of microswitches that
are subject to wear. No setting
work required during assembly.
Technische Daten
Temperaturbereich:
Schaltspannung:
Elektr. Schnittstelle (U/I):
Schaltpunktgenauigkeit:
Technical data
Temperature range:
Switching voltage:
Electrical interface (U/I):
Switching-point accuracy:
-40°C - 150°C
0V - 48V
Potentialfrei
+/- 1mm
-40°C - 150°C
0V - 48V
floating
+/- 1mm
Hall-Wegsensoren
Ein Wegsensor gibt über seinen Messbereich eine stetig steigende Kennlinie aus.
Der integrierte Wegsensor funktioniert
als absolutes Wegmesselement und
misst die Stellung des Kolbens. Das Ausgangssignal (Spannungssignal) ist direkt
proportional zum Kolbenweg.
Es besteht die Möglichkeit einer Kombination aus Positionssensor und Wegsensor.
Hall displacement sensors
A displacement sensor produces a
constantly rising output characteristic
over its measuring range.
The integrated displacement sensor
functions as an absolute displacement
measuring element and measures
the position of the plunger. The output
signal (voltage signal) is directly
proportional to the plunger travel.
There is an option for a combination of
position sensor and displacement sensor.
Hall-Wegsensor HF-DS
Hall displacement sensor HF-DS
Technische Daten
Temperaturbereich:
Versorgungsspannung:
Elektr. Schnittstelle (U/I):
Messbereich:
-40°C - 150°C
5V oder 12V
PWM
10 - 50mm
Technical data
Temperature range:
Supply voltage:
Electrical interface (U/I):
Measuring range:
-40°C - 150°C
5V or 12V
PWM
10 - 50mm
Hall-Wegsensor DHA-DS
Hall displacement sensor DHA-DS
Technische Daten
Temperaturbereich:
-40°C - 150°C
Versorgungsspannung: 5V oder 12V
Elektr. Schnittstelle (U/I): PWM /
LIN-Bus
Messbereich:
10 - 50mm
Für hohe Genauigkeitsanforderungen
Technical data
Temperature range:
-40°C - 150°C
Supply voltage:
5V or 12V
Electrical interface (U/I): PWM /
LIN bus
Measuring range:
10 - 50mm
For high accuracy requirements
Hall-Wegsensor DHS-DS
Hall displacement sensor DHS-DS
Technische Daten
Temperaturbereich:
Versorgungsspannung:
Elektr. Schnittstelle (U/I):
Messbereich:
-40°C - 150°C
5V oder 12V
PWM /
Spannung
50 - 100mm
Technical data
Temperature range:
Supply voltage:
Electrical interface (U/I): Measuring range:
-40°C - 150°C
5V or 12V
PWM /
voltage
50 - 100mm
KOMPETENZEN I COMPETENCE
10
Hohe Entwicklungskompetenz
Mittels FEM-Simulationstools, selbstentwickelter Prüfsoftware und eigenen
Sensorprüfeinrichtungen sind wir in der
Lage, schnell und günstig neue Sensorsysteme zu entwickeln. Neben der
Adaption vorhandener Sensortechnologien auf kundenspezifische Applikationen
forschen wir an innovativen Verfahren
zur Weg- und Positionserfassung. Eine
dieser Innovationen ist die Integration
der Sensoren direkt in die Kupplungsmodule, wodurch wir einen weiteren technologischen Vorsprung erreichen.
High level of development competence
With our FEM simulation tools, test software developed by FTE automotive and
our own sensor test facilities, we are able
to develop new sensor systems quickly
and at low cost. We conduct research
into innovative methods of displacement
and position detection, besides into
adapting existing sensor technologies
to customer-specific applications. One
of these innovations is integration of
sensors directly in the clutch modules,
consequently giving us one further technological lead.
Qualifizierung
Alle Sensoren werden bei uns im Haus
vollständig qualifiziert. Wir haben eine
eigene Versuchs- / Qualifizierungsabteilung, die mit modernsten Prüfanlagen
ausgestattet ist. Angefangen bei Temperatur-, Vibrations- und Dichtheitsprüfungen bis hin zur chemischen Beständigkeitsuntersuchung werden unsere
Produkte nach den aktuellen Umweltprüfungsanforderungen erprobt.
Für bestimmte EMV-Untersuchung arbeiten wir mit renommierten Partnern
zusammen.
Qualification
All sensors are fully qualified on our
company premises. We have our own
Test/Qualification Department that avails
of state-of-the-art testing installations.
Our products are trialed in accordance
with current environmental testing requirements, ranging from temperature,
vibration and leakage tests through to
chemical resistance tests. We work together with renowned partners for
certain EMC tests.
Hohe Kompetenz der
Prozessentwicklung
Mittels Prozessplanungssoftware entwickeln wir die Montage- und Prüfoperationen auf Basis der Prozess-FMEA .
Montagezellen werden virtuell und dreidimensional am Computer entworfen,
simuliert und optimiert bevor der Anlagenbau gestartet wird.
Zum Vorteil unserer Kunden steht dabei
die Umsetzung unserer Qualitäts- und
Produktivitätsziele im Vordergrund.
High level of competence in
process development
We develop our assembly and testing operations on the basis of Process
FMEA using process planning software.
Assembly cells are designed, simulated
and optimised virtually and three-dimensionally on the computer before the
installation is constructed.
We focus on implementing our quality
and productivity targets in this to the
advantage of our customers.
Hohe Fertigungskompetenz
Die Sensorfertigung ist eingebunden
in unser ganzheitliches internationales
Produktionssystem mit Fokussierung auf
die Beherrschung verschiedener Kerntechnologien zur Erreichung höchster
Prozesssicherheit, Produktivität und Logistikleistung.
Das Engagement und Können unserer
Mitarbeiter sind wesentliche Faktoren,
die unsere Produkte im weltweiten Wettbewerb so erfolgreich machen.
High level of manufacturing
competence
Sensor production is integrated in our
integral international production system
with the focus on mastery of the various
core technologies in order to achieve
maximum process reliability, productivity
and logistic performance.
The commitment and abilities of our staff
are important factors that make our products so successful against the backdrop
of worldwide competitors.
INTELLIGENZ IN BEWEGUNG
INTELLIGENCE IN MOTION
Spitzentechnik für führende
Automobilhersteller
Auf dem Gebiet der Brems- und Kupplungshydraulik gehört FTE automotive
zu den weltweit führenden Unternehmen.
Engste Kontakte zu allen wichtigen
Fahrzeugherstellern, intensive Entwicklungsarbeit, Verarbeitung hochwertiger
Werkstoffe in modernsten Produktionsprozessen und der dadurch erreichte
hohe Qualitätsstandard brachte unser
Unternehmen ganz nach vorn.
Die Produkte, die unsere Werke verlassen, garantieren größtmögliche Sicherheit und höchsten Komfort.
Top-flight technology for
leading carmakers
FTE automotive is one of the world
leaders in the sector of brake and clutch
hydraulics. Very close contacts with all
important vehicle manufacturers, indepth development work, use of highquality materials in state-of-the-art production processes and the high quality
standard achieved by this have brought
our company right to the very fore.
Products that leave our plants guarantee
maximum possible safety and maximum
convenience.
11
das f te - O E - programm
f te ‘ s O E program
Aluminium-Radzylinder
Aluminum wheel cylinders
Bremsleitungssysteme
Brake-pipe-systems
Bremskraftverstärker
Vacuum brake boosters
Hydraulische Kupplungsbetätigungssysteme
Hydraulic clutch actuation systems
Pedalwerke
Pedalboxes
Trommelbremsen
Drum brakes
Weg- und Schaltpunktsensoren
Displacement and switch-point sensors
Controlled piston CP1
Controlled piston CP1
FTE automotive GmbH
Postfach 11 80
D-96104 Ebern | Germany
Andreas-Humann-Straße 2
D-96106 Ebern | Germany
Telefon +49 (0) 95 31 81 - 0
Fax
+49 (0) 95 31 81 - 33 77
E-Mail [email protected]
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