專利名稱：用于檢測旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)角的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求所述的用于檢測旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)角的裝置。
背景技術(shù)：
由DE 195 43 562 Al已知這種裝置，用于無接觸的測量旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)角。為了以簡單的方式檢測旋轉(zhuǎn)元件的絕對旋轉(zhuǎn)位置，由至少兩個(gè)傳感元件構(gòu)造傳感裝置并且這樣相對于旋轉(zhuǎn)元件設(shè)置，使由旋轉(zhuǎn)元件發(fā)出的場線在每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置橫交于由電流在傳感元件中的方向給定的傳感結(jié)構(gòu)延伸。為了獲得旋轉(zhuǎn)位置通過不同的電子分析裝置分析場線的方向分量，即分析各傳感元件的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的相位。作為輸入信號(hào)輸入正弦或矩形的交流電壓或直流電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，進(jìn)一步簡化用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置。這個(gè)目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的用于檢測旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)角的裝置的優(yōu)點(diǎn)是，由于相對檢測轉(zhuǎn)角，無需直接在傳感器中空間地集成用于計(jì)算絕對轉(zhuǎn)向角的內(nèi)部分析單元如微控制器等。因此也可以實(shí)現(xiàn)減少結(jié)構(gòu)空間。相應(yīng)地也省去后面的步驟如在車間加工期間校準(zhǔn)傳感器。隨之帶來更低的加工和裝配費(fèi)用。與具有光學(xué)測量元件的傳感器相比按照本發(fā)明的裝置非?？煽康毓ぷ鳎?yàn)樗F(xiàn)在不再會(huì)由于可能擠入的污物相對快速地失去其精度或功能。特別適宜的是，通過以塑料注塑包封磁體形成由轂體和磁體形成的集成的部件。由此也可以以簡單的方式和方法在這個(gè)部件中實(shí)現(xiàn)其它更復(fù)雜的幾何形狀。特別適宜的是，所述磁體具有基本上L形的橫截面。由此能夠使轂體以高強(qiáng)度與磁體集成為一個(gè)集成的部件。在適宜的改進(jìn)方案中，所述轂體具有至少一個(gè)隨動(dòng)件，用于傳遞旋轉(zhuǎn)零件、優(yōu)選是轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。作為隨動(dòng)件設(shè)有在徑向上在旋轉(zhuǎn)零件的旋轉(zhuǎn)軸線方向上延伸的部件或空隙。集成的部件可以根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)從上面或從下面安裝，無需使殼體適配于不同的安裝空間。由此以相同的部件提高布置靈活性。在適宜的改進(jìn)方案中，所述轂體具有至少一個(gè)優(yōu)選垂直于旋轉(zhuǎn)軸線取向的支承面，用于在殼體中旋轉(zhuǎn)支承轂體。優(yōu)選所述轂體至少在支承面上由耐磨損的材料制成。由此可以與磁體的幾何形狀無關(guān)地這樣選擇支承面，使得在與殼體共同作用(配合、公差、裝配性等)方面得到最佳的解決方案。此外可以在轂體上實(shí)現(xiàn)其它更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。以適宜的方式使所述轂體由與磁體相同的材料制成，優(yōu)選由塑料或者可完全磁化的材料制成。由此可以進(jìn)一步簡化部件的加工。在適宜的改進(jìn)方案中，所述轂體和/或磁體與固定元件共同作用，用于與殼體固定。特別適宜地是，所述固定元件能夠使磁體或轂體在旋轉(zhuǎn)方向上運(yùn)動(dòng)，但是在裝配狀態(tài)阻止平行于旋轉(zhuǎn)軸線的運(yùn)動(dòng)。所述固定元件可活動(dòng)地或彈性地、優(yōu)選由卡鉤構(gòu)成和/或與殼體或與轂體連接?？ㄣ^尤其適合于作為固定元件，它在軸向也在徑向固定轂體。但是該卡鉤在裝配過程以后是不受力或無應(yīng)力的，由此它不限制轂體或磁體相對于殼體的運(yùn)動(dòng)性。以適宜的方式這樣選擇卡鉤的數(shù)量，使轂體在卡鉤失效、例如斷裂時(shí)也還可靠地固定。例如設(shè)有5個(gè)在轂體圓周方向上均布的卡鉤，用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能性。由此進(jìn)一步提高本裝置的功能可靠性。由于卡鉤還使得用于軸向固定轂體的蓋是多余的，由此能夠節(jié)省部件。在適宜的改進(jìn)方案中，設(shè)有另一用于檢測磁體磁場的傳感器，它相對于第一傳感器以這種方式相距地設(shè)置，使得相對于所述另一傳感器的輸出信號(hào)給出移相的輸出信號(hào)。 由此除了相對位置變化以外也還檢測旋轉(zhuǎn)方向。其它傳感器圍繞磁體設(shè)置，由此也可以提高分辨率，無需大范圍地改變測量原理或設(shè)計(jì)。為此僅僅優(yōu)選在電路板上設(shè)有邏輯運(yùn)算機(jī)構(gòu)，它使兩個(gè)輸出信號(hào)通過邏輯計(jì)算(與門或或門)運(yùn)算成具有更高分辨率的輸出信號(hào)。對此的費(fèi)用是相對較低的。另一方面只需將一個(gè)輸出信號(hào)傳導(dǎo)到分析單元，由此減少布線費(fèi)用。在一個(gè)適宜的改進(jìn)方案中，規(guī)定，優(yōu)選在電路板上設(shè)有用于使傳感器的至少一個(gè)輸出信號(hào)的信號(hào)水平移位的裝置。特別適宜的是，這樣選擇傳感器的信號(hào)水平，使它們在正常情況下與電源電壓或大地的電壓水平不同。由此以特別簡單的方式可以僅僅借助于信號(hào)水平推斷傳感器中的故障情況。為此特別適宜地在分析單元中設(shè)有故障識(shí)別單元，它借助于其中至少一個(gè)輸出信號(hào)的信號(hào)水平識(shí)別，是否在其中一個(gè)傳感器中存在故障。在適宜的改進(jìn)方案中，規(guī)定，傳感器的至少一個(gè)聯(lián)接元件具有至少一個(gè)彎曲部位。 這尤其用于補(bǔ)償例如由于熱負(fù)荷產(chǎn)生的應(yīng)力。由此可以進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的機(jī)械穩(wěn)定性。在適宜的改進(jìn)方案中，傳感器的聯(lián)接元件具有至少另一彎曲部位。由此可以使聯(lián)接元件為了電觸通例如通過釬焊以對此適合的方式導(dǎo)引到電路板上。由此能夠在提高機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)更簡單地加工本裝置。在適宜的改進(jìn)方案中，設(shè)有至少一個(gè)保持元件，用于接收作用于傳感器上的機(jī)械應(yīng)力。該保持元件筋形地在殼體上或者在與殼體連接的零件上構(gòu)成。這個(gè)保持元件接收作用于傳感器上的機(jī)械力，由此可以進(jìn)一步提高本裝置的耐用度。此外通過熔化保持筋，例如利用熱斂縫或激光作用，可以實(shí)現(xiàn)傳感器或其聯(lián)接元件與殼體的固定，這進(jìn)一步提高強(qiáng)度。在適宜的改進(jìn)方案中，在殼體中設(shè)有至少一個(gè)袋槽或空隙，用于容納傳感器。由此能夠位置準(zhǔn)確地定位傳感器，尤其當(dāng)還要以高精度相互間布置其它傳感器的時(shí)候，由此實(shí)現(xiàn)其輸出信號(hào)的確定移相。優(yōu)選這樣設(shè)置傳感器，使它傳感磁體的磁場，磁場基本平行于旋轉(zhuǎn)零件的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。由此能夠降低裝置的結(jié)構(gòu)高度。在適宜的改進(jìn)方案中，在殼體中設(shè)有至少一個(gè)固定機(jī)構(gòu)，用于使電路板與殼體連接。由此可以準(zhǔn)確地定位電路板。為了固定殼體與電路板優(yōu)選熱變形地構(gòu)成固定機(jī)構(gòu)，例如利用熱斂縫。由此可以只在一個(gè)工作步驟中與保持筋一起實(shí)現(xiàn)固定過程。在適宜的改進(jìn)方案中，作為固定機(jī)構(gòu)設(shè)有至少一個(gè)鉚接。 這個(gè)鉚接尤其用于承受作用于電路板上的例如通過插塞接頭加入的作用力。由此 進(jìn)一步提高本結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐用度。


由其它從屬的權(quán)利要求并由描述給出其它適宜的改進(jìn)方案。
在附圖中示出根據(jù)本發(fā)明的用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置的實(shí)施例，并接下來詳細(xì)說明。附圖中
圖1以立體圖示出轂體與集成的磁體(沒有支承幾何結(jié)構(gòu))， 圖2以俯視圖示出多極磁體，
圖3以立體圖示出轂體、磁體和傳感器的布置，
圖4示出兩個(gè)傳感器的與時(shí)間有關(guān)的輸出信號(hào)，
圖5以從上面看去的立體圖示出用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置，
圖6以從下面看去按照圖5的布置，
圖7以立體側(cè)視圖示出轂體與集成的隨動(dòng)件，
圖8以俯視圖示出圖7的轂體，
圖9以截面圖示出按照圖7和8的布置，
圖10以立體圖示出用于檢測轉(zhuǎn)角的具有安裝的轂體的裝置，
圖11示出按照圖10的裝置，具有從相反方向安裝的轂體，
圖12以立體半截面圖示出轂體與殼體通過固定元件的連接，
圖13至18示出傳感器與不同形狀的聯(lián)接元件，
圖19以立體圖示出傳感器聯(lián)接元件與電路板的觸通，
圖20以立體圖示出在熔化前傳感器與保持筋的固定，
圖21以立體圖示出殼體與電路板，
圖22以立體總圖示出用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置，
圖23示出第一和第二傳感器的輸出信號(hào)以及按照可能的邏輯運(yùn)算的輸出信號(hào)， 圖24以方框圖示出信號(hào)處理結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式在環(huán)形或空心圓柱形轂體16上在上外圓周部位設(shè)置磁體10并由此形成集成的部件17。在此磁體10由多極磁體構(gòu)成，如圖2所示，它示出磁體10的俯視圖。為了更好地連接磁體10與轂體16，在磁體10的下端部上構(gòu)成凸起，它在這個(gè)部位比其在上部略微更多地在轂體16的旋轉(zhuǎn)軸線18方向上延伸。轂體16和磁體10例如與轉(zhuǎn)向柱或者與其它與轉(zhuǎn)向盤連接的零件嵌接。在轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)中旋轉(zhuǎn)的零件、例如轉(zhuǎn)向柱通過隨動(dòng)件32與設(shè)置在用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置8中的轂體16連接。由此將零件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接傳遞到轂體16上。該轂體含有磁體10，它由多極磁體構(gòu)成。這個(gè)磁體載有在圓周上交替分布的北極12和南極 14。在轉(zhuǎn)向柱旋轉(zhuǎn)時(shí)多極磁體10也以相同的角速度一起旋轉(zhuǎn)。由此存在可能性，使傳感器 20以確定的位置布置在磁場的可測量范圍中，它提供測量值，測量值與在相應(yīng)位置上的磁場方向有關(guān)或者能夠推斷磁場方向。作為傳感器可以使用霍爾傳感器，它根據(jù)其傳感范圍是否多數(shù)位于北極12或南極14的影響范圍中輸出二元信號(hào)。重要的是，傳感器20和磁體 10相互間相對活動(dòng)地布置。傳感器同樣可以由簧片觸點(diǎn)構(gòu)成，它根據(jù)磁場改變其輸出信號(hào)。在只使用一個(gè)傳感器20時(shí)盡管可以獲得轉(zhuǎn)向柱的相對轉(zhuǎn)角，但是不能獲得旋轉(zhuǎn)方向。因此設(shè)有另一傳感器22，它以與第一傳感器20確定的距離這樣定位，使得得到兩個(gè)傳感器20、22的兩個(gè)輸出信號(hào)21、23的確定偏移β。借助于信號(hào)側(cè)沿21、23的時(shí)間順序可以推斷，轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向柱是否順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。傳感器20、22相對于磁體10徑向更遠(yuǎn)外置地設(shè)置，由此使它們在徑向上檢測到其磁場。為了以所需的 工作電壓供給傳感器20、22并且使其輸出信號(hào)21、23供詢問的系統(tǒng)例如電子穩(wěn)定程序的控制器58使用，需要電子元件。它們固定在電路板26上并且電連接。 如果需要可以在那里實(shí)現(xiàn)其它功能，例如改變電壓水平。轂體16、磁體10、傳感器20、22或電路板26安置在殼體28中，殼體通過集成插塞接頭30實(shí)現(xiàn)在汽車電網(wǎng)和通訊網(wǎng)上的連接。此外殼體28還承擔(dān)其它功能，例如支承轂體 16與磁體10利用固定元件36實(shí)現(xiàn)軸向固定，或者通過以后要解釋的保持元件50實(shí)現(xiàn)傳感器20、22的其它固定功能。原則上也能夠，在基于旋轉(zhuǎn)軸線18的軸向測量磁體10的磁場。但是傳感器將不是側(cè)面設(shè)置，而是設(shè)置在磁體10上方或下方，用于在軸向上檢測傳感器的磁場。按照本發(fā)明的用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置8的核心是將磁體10集成到轂體16中。這例如可以通過以塑料注塑包封磁體10實(shí)現(xiàn)。通過適合地選擇材料可以這樣設(shè)計(jì)由此產(chǎn)生的由磁體10和轂體16構(gòu)成的組合部件，使得實(shí)現(xiàn)轂體16無磨損或耐磨損地支承在殼體28 中。適合地選擇轂體16材料也取決于殼體28的材料，適合的材料例如可以是PA12 (聚酰胺)和PBT (聚對苯二甲酸丁二酯)。如圖9所示，與殼體28的相應(yīng)的對應(yīng)支承面共同作用的支承面34可以與磁體10 的幾何形狀無關(guān)地這樣選擇，使得可以在與殼體28的共同作用(配合、公差、裝配性)方面找到最佳的解決方案。通過兩個(gè)在橫截面中相互垂直的支承面34形成對殼體28的支承， 由此使轂體16基于旋轉(zhuǎn)軸線18在軸向和徑向?qū)?zhǔn)。第三支承面34在轂體16外圓周的上棱邊上與下面所述的固定元件36共同作用。此外規(guī)定，至少一個(gè)隨動(dòng)件32集成到轂體16 中。在圖7和8中示例地示出兩種隨動(dòng)件32。一方面在轂體16的內(nèi)側(cè)上設(shè)有徑向上向外取向的空隙，在其中可以嵌入旋轉(zhuǎn)零件、例如轉(zhuǎn)向柱的互補(bǔ)凸肩。此外設(shè)有另一隨動(dòng)件32， 它具有突出部，它從轂體16的內(nèi)側(cè)在旋轉(zhuǎn)軸線18方向上取向并且與旋轉(zhuǎn)零件中的相應(yīng)空隙共同作用。由轂體16和磁體10構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)單元是特別有利的，因?yàn)樵谳烍w16上也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀，例如彈性的卡鉤。通過這種卡鉤可以實(shí)現(xiàn)與殼體28的連接。也可以選擇對于轂體16使用與多極磁體10相同的材料，由此簡化部件的生產(chǎn)。例如它作為部件可以借助于注塑工藝產(chǎn)生。另一選擇在于，轂體16由具有對稱支承位置的部件構(gòu)成，其中中心地設(shè)置集成的磁體10。在可活動(dòng)的零件如轉(zhuǎn)向柱上安置用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置8時(shí)，總是需要隨動(dòng)件32， 它們安置在轂體16的一個(gè)側(cè)面上。如果現(xiàn)在由于結(jié)構(gòu)空間的原因需要掉轉(zhuǎn)地安裝殼體28， 因?yàn)槔绮迦宇^30在相反方向上取向，則為此只需將本裝置8的轂體16同樣掉轉(zhuǎn)安裝。 由此無需改變轂體16或磁體10地提供同一裝置的兩個(gè)變化供使用。在圖10和11中示出這些可能性，在那里兩次使轂體16以相同的方式取向，與插塞接頭30的位置無關(guān)。本裝置8的另一特殊性在于轂體16與殼體28的固定，這借助于固定元件36實(shí)現(xiàn)。 為了不使轂體16與磁體10軸向從殼體28中移動(dòng)出來，必需軸向?qū)⑵涔潭?。為此使用固定元?6，它們優(yōu)選由卡鉤或卡子構(gòu)成。在這些固定元件36中重要的是，它們一方面允許轂體16圍繞旋轉(zhuǎn)軸線18的運(yùn)動(dòng)，但是阻止以確定的間隙在軸向上的位移。固定元件36圓形包圍轂體16。在將轂體16放入到殼體28中時(shí)首先克服使固定元件36彎離時(shí)產(chǎn)生的反作用力。如果轂體16達(dá)到其最終位置，固定元件36彈回到轂體上面，由此固定元件36完全不受力并且沒有應(yīng)力。因此轂體16可以旋轉(zhuǎn)，同時(shí)不會(huì)在固定元件36上引起不期望的摩擦。這樣選擇固定元件36的數(shù)量和位置，使轂體16在一個(gè)固定元件36失效時(shí)也在大于其一半的圓周上固定，由此保持軸向固定。此外通過這個(gè)解決方案使蓋是多余的，它否則必需固定轂體16，同樣省去對此所需的固定機(jī)構(gòu)如螺栓或鉚釘。 在圖12中示出固定元件36相對于轂體16的示例幾何布置。固定元件36直接或間接地與殼體28連接。轂體16為了裝配從上面插入到殼體28中并且卡鉤36的尖端在斜面上向外移動(dòng)。在最終位置，轂體16放置在殼體28的對應(yīng)面上。然后卡鉤36再彈回并且阻止轂體16的軸向移動(dòng)。固定元件36與轂體16和磁體10的外側(cè)面徑向相距地設(shè)置?？ㄣ^36的底面與轂體16的外露頂面共同作用，這在圖9中稱為右上的支承面34。代替卡鉤作為可能的具有確定的幾何形狀的固定元件36可以使用彈性支承的固定元件36。功能“彈性”和“固定”也可以分布在多于一個(gè)元件上。也可以選擇使固定元件36既不安置在轂體16上也不安置在殼體28上，而是安置在附加的部件上，該部件用于使轂體16與殼體28相互連接。此外也可以將固定元件36設(shè)置在轂體16的外側(cè)面上并且彈性地嵌入到殼體28中的相應(yīng)空隙中。傳感器20、22由殼體40和多個(gè)聯(lián)接元件42組成，通過聯(lián)接元件使在設(shè)置在殼體 40內(nèi)部中的電子元件的信號(hào)引出來。傳感器20、22必需相互間并且相對于磁體10在確定定義的位置設(shè)置在殼體28中。為此在殼體28中設(shè)有袋槽41，其與殼體40的外輪廓相協(xié)調(diào)并且允許位置確定的定位。這種袋槽41在圖18和19中示出。傳感器20、22的聯(lián)接元件42以約90度彎曲(標(biāo)記符號(hào)43)，用于使徑向取向的傳感器20、22與電路板26電觸通。 優(yōu)選使傳感器20、22由所謂的THT元件(Through Hole Technology)構(gòu)成并且使用類似的 SMT元件(Surface Mounted Technology)。由此能夠垂直于電路板26的裝配面方向測量磁體10的磁場。附加地設(shè)有聯(lián)接元件42的其它彎曲部位44、46。第一彎曲部位44，如圖13所示，用于在固定殼體40并且將聯(lián)接元件42釬焊到電路板26上以后補(bǔ)償應(yīng)力，它們例如可能由運(yùn)行中的熱交變負(fù)荷產(chǎn)生。在第一彎曲部位上連接第二彎曲部位46，通過它使聯(lián)接元件42這樣導(dǎo)引到電路板26上，使它盡可能有效地以焊料浸潤并由此與電路板26在接觸部位48電和機(jī)械地與電路板連接。因此在按照圖13的實(shí)施例中得到基本S形的聯(lián)接元件42走向。按照圖14的實(shí)施例只包括第一彎曲部位44，用于使聯(lián)接元件42在接觸部位基本平行于電路板26表面導(dǎo)引?？梢栽O(shè)想其它選擇。例如如果代替徑向(如上所述)只需軸向檢測磁場，可以省去靠近殼體40的90度彎曲部位43。此外也可以通過其它角度替換90度彎曲部位43?？梢赃x擇省去第一彎曲部位44，如果由于重要原因如成本、加工性需要的時(shí)候，如圖14所示那樣。也可以選擇省去第二彎曲部位46并且以不同于釬焊的方式實(shí)現(xiàn)與電路板26的觸通，例如通過機(jī)械的卡接插塞接頭，它已經(jīng)安置在電路板26上并且在其中插入聯(lián)接元件42。在圖 14和16中示出相應(yīng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。同樣可以省去第二彎曲部位46，如果由于所選擇的釬焊工藝或者其它原因需要的時(shí)候，用于使聯(lián)接元件42直到端部直線地繼續(xù)導(dǎo)引(圖14、16)。必要時(shí)可以設(shè)有用于外部兩個(gè)聯(lián)接元件42的第三彎曲部位47，用于增加聯(lián)接元件42相互間的距離，如果由于所選擇的釬焊工藝或其它原因需要的時(shí)候。在按照圖18的另一變化中，兩個(gè)外部的聯(lián)接元件42在第三彎曲部位47向外彎曲，然后在90度彎曲部位43以后基本平行于電路板26表面延伸，于是通過第一彎曲部位44獲得V形或U形延伸的折彎，然后再平行于電路板表面延伸，直到臺(tái)階形的第二彎曲部位46接觸部位48又平行于電路板26直接在其附近為了適合的觸通而取向。原則上也可以使其它傳感器20、22以這種方式彎曲， 如果它們要用在傳感器中時(shí)，例如簧片觸點(diǎn)傳感器。 按照圖14的傳感器20、22設(shè)置在殼體28的袋槽41中并且利用接觸部位48與電路板26導(dǎo)電連接(圖19、20)。為了進(jìn)一步改進(jìn)傳感器20、22與殼體28的固定，優(yōu)選在殼體28上設(shè)有筋形的保持元件50，它們與聯(lián)接元件42的外部幾何形狀相協(xié)調(diào)。因?yàn)樵谑褂糜糜跈z測轉(zhuǎn)角的裝置8期間產(chǎn)生作用力，它們可能作用于傳感器20、22的聯(lián)接元件42上。 如果作用力不在其它位置得到承受時(shí)，在此或者必需由釬焊連接承受作用力，這可能對其壽命產(chǎn)生不利影響。也可以選擇使傳感器20、22的殼體40這樣負(fù)載，使聯(lián)接元件42在殼體28中或其上面承受損傷如斷裂。因此在殼體48上沿著聯(lián)接元件42作為保持元件設(shè)有所謂的斂縫筋(Verstemmrippe)50。在將傳感器20、22放入到殼體28的袋槽41中時(shí)使聯(lián)接元件42首先在筋50之間導(dǎo)引，由此使它們得到導(dǎo)引并由此能夠在聯(lián)接元件42與電路板接觸部位之間實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)調(diào)性。在熱斂縫時(shí)，只使筋50上的塑料局部熔化并且通過力作用如通過沖模使聯(lián)接元件42通過固化的塑料而固定。因此使材料可以承受上述的力，由此使釬焊連接或傳感器20、22的殼體40不負(fù)載或者只略微負(fù)載。在圖20中示出熔化前的相應(yīng)的筋50?？蛇x擇地規(guī)定，使筋50的材料不通過熱斂縫熔化，而是借助于其它方法，例如通過激光作用。在另一可選擇的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，不使材料熔化，而是使小支腿以其它方式固定在殼體28上，例如通過粘接劑或其它機(jī)械構(gòu)件?？蛇x擇通過附加的部件實(shí)現(xiàn)固定功能，該部件安置在殼體28上。在按照圖21的立體圖中示出殼體28與電路板26，但是沒有集成的零件17。電路板26與殼體28通過兩個(gè)銷子51固定。這些銷子51是殼體28的組成部分并因此由相同的材料構(gòu)成。電路板26為了固定通過這些銷子51插入到殼體28中。由此使電路板26得到正確的定位。優(yōu)選這樣設(shè)計(jì)銷子51的高度，使得提供足夠的材料供使用，用于使這個(gè)附加材料通過熱斂縫用于固定電路板26。銷子在變形后、優(yōu)選在熱斂縫后的相應(yīng)拱曲示出的形狀分別以標(biāo)記符號(hào)52表示。此外設(shè)有鉚接53，它尤其承受在插塞接頭30上產(chǎn)生的作用力和傳遞到電路板26上的作用力。鉚釘53優(yōu)選由金屬制成。此外在這個(gè)附圖中清楚地看出殼體28的環(huán)形支承面，用于通過轂體16的下支承面34支承轂體16。在按照圖22的立體圖中再一次相關(guān)地示出所有已經(jīng)描述過的部件。轂體16與集成的磁體10 (它在這個(gè)視圖中看不到)通過固定元件36和相應(yīng)的支承面34可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體28中。轂體16不能軸向位移，因?yàn)榭ㄣ^36的底面與轂體16的頂面阻止軸向位移。 可以看到轂體16內(nèi)側(cè)面上的空隙32，它作為隨動(dòng)件32與未示出的轉(zhuǎn)向柱共同作用。在圓周方向上例如分布地設(shè)置四個(gè)傳感器20、22，它們在徑向上檢測磁體10的磁場并且使相應(yīng)的輸出信號(hào)通過聯(lián)接元件42傳遞到其它的、未詳細(xì)表示的電路板26的元件上。通過其它傳感器可以以適合的定位進(jìn)一步提高裝置8的分辨率。另一方面對此可以使用第三和第四傳感器，其兩個(gè)輸出信號(hào)提供不同的系統(tǒng)供使用，例如一對具有匹配的電壓水平，另一對沒有匹配。為了更好地連接傳感器20、22與電路板26，一方面設(shè)有相應(yīng)的彎曲部位44、46、47，用于尤其補(bǔ)償熱應(yīng)力。此外設(shè)有保持元件50，其承受作用于傳感器20、22上或其聯(lián)接元件42上的機(jī)械力。它們?nèi)缟纤隹梢杂山?0構(gòu)成。作為用于檢測旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)角的裝置8的另一核心，代替其它常見的絕對測量，設(shè)有轉(zhuǎn)向柱運(yùn)動(dòng)的相對測量。為此只需唯一的傳感器。通過設(shè)有兩個(gè)傳感器20、22，由此除了轉(zhuǎn)向柱的相對轉(zhuǎn)角也可以檢測這個(gè)旋轉(zhuǎn)的方向。在轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生脈沖式的輸出信號(hào)， 如同按照圖23的信號(hào)變化所示的那樣。通過相應(yīng)的與門或或門，如運(yùn)算56所示，兩個(gè)輸出信號(hào)21、23組成唯一的脈沖的輸出信號(hào)54。在轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)序列，它們由于確定的特性可以對應(yīng)于轉(zhuǎn)角。因此脈沖的數(shù)量直接與角度成比例，轉(zhuǎn)向盤以該角度運(yùn)動(dòng)。 借助于后面的、與用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置8分開的分析單元60可以足夠精確地獲得絕對角度并且通知詢問的系統(tǒng)例如控制器58。此外需要算法，通過它求得轉(zhuǎn)向盤的零位，用于實(shí)現(xiàn)相對測量的初始化。這個(gè)算法同樣在分析單元60中實(shí)現(xiàn)。專業(yè)人員熟悉這個(gè)算法并且在下面不再解釋。因此在本裝置8中僅僅將傳感器20、22的輸出信號(hào)(其由取決于磁場形式的二元信號(hào)構(gòu)成)或者由其運(yùn)算的信號(hào)54傳遞到控制器58。然后在那里才在作為分析單元示例的微處理器60中求得轉(zhuǎn)向盤的絕對位置。此外控制器58或微處理器60具有相應(yīng)的通到裝置8的接口。必要時(shí)可以使在微處理器60中求得的絕對轉(zhuǎn)向角信息通過總線系統(tǒng)64傳遞到其它未詳細(xì)示出的控制器。在控制器58中還可以集成其它傳感器66，在此其值對于微處理器60是必需的，例如用于計(jì)算相應(yīng)的用于汽車中的電子穩(wěn)定程序的控制參數(shù)。此外對控制器58還由其它車輪轉(zhuǎn)速傳感器66輸送車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，如同在圖24中示例示出的那樣。所述用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置8在汽車中是安全性重要的部件，因此必需檢驗(yàn)輸出信號(hào)21、23的正確性。為此在電路板26上安置電子元件，它們使傳感器20、22的二元輸出信號(hào)移位到錯(cuò)開的水平。代替例如5V和OV (作為常見的起動(dòng)電壓或大地電位)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成 4.5V*0.5V。如果現(xiàn)在在傳感器20、22中出現(xiàn)對供電電壓或大地的短路，則由傳感器20、 22也輸出這些參數(shù)，即所謂的故障情況5V和0V。由后面的系統(tǒng)例如微處理器 60可以立刻識(shí)別，在裝置8中出現(xiàn)故障，因?yàn)樾盘?hào)水平與所期望的信號(hào)水平不同。為此微處理器60比較通過上述的電子元件改變的傳感器21、23的輸出信號(hào)或者必要時(shí)使運(yùn)算的輸出信號(hào)54 與相應(yīng)的極限值比較，并且在超過或低于時(shí)識(shí)別傳感器20、22的故障。同樣也可以通過電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)。此外為了達(dá)到更高的分辨率在電路板26上使用在圖23中已經(jīng)解釋過的運(yùn)算56。 由此產(chǎn)生新的輸出信號(hào)54，它實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的更高分辨率。上述的用于檢測轉(zhuǎn)角的裝置可以用于許多應(yīng)用場合。尤其適用于檢測轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向角在汽車功能序列中是必需的，例如電子穩(wěn)定程序、匹配的速度控制、停車指導(dǎo)、行駛功能監(jiān)控、主動(dòng)前轉(zhuǎn)向、四輪轉(zhuǎn)向、匹配的照明控制或電液轉(zhuǎn)向。但是不局限于這些應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.用于檢測旋轉(zhuǎn)零件、優(yōu)選是汽車的轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)角的裝置，包括至少一個(gè)磁體(10)；至少一個(gè)傳感器(20、22)，它檢測磁體(10)的磁場；至少一個(gè)殼體(28)，傳感器(20、22)和/或磁體(10)相互間可活動(dòng)地設(shè)置在該殼體中，其特征在于，設(shè)有轂體(16)，它與磁體(10)連接成一個(gè)集成的部件(17)并且它可以與所述旋轉(zhuǎn)零件連接。
2.如上述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，通過以塑料注塑包封磁體(10)產(chǎn)生由轂體(16)和磁體(10)形成的集成的部件(17)。
3.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述磁體(10)由具有多個(gè)磁南極和北極(12，14)的環(huán)形磁體構(gòu)成。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述磁體(10)具有基本上L形的橫截面。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述轂體(16)具有至少一個(gè)隨動(dòng)件(32 )，用于傳遞旋轉(zhuǎn)零件、優(yōu)選是轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，作為隨動(dòng)件(32)設(shè)有在徑向上朝旋轉(zhuǎn)零件的旋轉(zhuǎn)軸線(18)方向上延伸的部件或空隙。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述轂體(16)具有至少一個(gè)優(yōu)選垂直于旋轉(zhuǎn)軸線(18 )取向的支承面(34 )，用于在殼體(28 )中旋轉(zhuǎn)支承轂體(16 )。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述轂體(16)至少在支承面 (34)上由耐磨損的材料制成。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述轂體(16)由與磁體(10) 相同的材料制成，優(yōu)選由塑料或者可完全磁化的材料制成。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述轂體(16)和/或磁體 (10)與固定元件(32)共同作用，用于與殼體(28)固定。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述固定元件(36)能夠使磁體(10)或轂體(16)在旋轉(zhuǎn)方向上運(yùn)動(dòng)，但是在裝配狀態(tài)阻止平行于旋轉(zhuǎn)軸線(18)的運(yùn)動(dòng)。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述固定元件(36)可活動(dòng)地或彈性地構(gòu)成，優(yōu)選由卡鉤構(gòu)成。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述固定元件(36)與殼體 (28)或與轂體(16)連接。
全文摘要
本發(fā)明建議一種用于檢測旋轉(zhuǎn)零件、優(yōu)選是汽車的轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)角的裝置，包括至少一個(gè)磁體(10)、至少一個(gè)檢測磁體(10)的磁場的傳感器(20、22)、至少一個(gè)殼體(28)，在其中相互間可活動(dòng)地設(shè)置傳感器(20、22)和/或磁體(10)，其中設(shè)有轂體(16)，它與磁體(10)連接成一個(gè)集成的部件(17)并且它可以與旋轉(zhuǎn)零件連接。
文檔編號(hào)G01D5/14GK102177416SQ200980140434
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者A·布勞恩, H·福爾默, M·魏布勒, T·德羅伊格克 申請人:羅伯特·博世有限公司