CN103459985B - 行程传感器和相应的踏板单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有传感器单元(20)和发生器单元(10)的行程传感器，所述发生器单元通过带动件(14)经历杠杆的运动，从而所述传感器单元(20)获取所述运动，其中，所述发生器单元(10)和所述传感器单元(20)具有独立的、相互连接的壳体(12、22)。根据本发明，在所述发生器单元(10)的壳体(12)和所述传感器单元(20)的壳体(22)之间的连接通过至少一个空心的铆接连接部(30)实现，至少一个固定元件可在所述空心的铆接连接部的空腔中被引导。
Description
技术领域
本发明基于一种根据独立权利要求1的类型的行程传感器和一种根据独立权利要求9的类型的踏板单元。
背景技术
通常，在制造行程传感器时将独立的部件、特别是传感器单元和发生器单元结合并预制成一个共同的结构单元。在这种状态中，编入至少一个电的特性曲线，这需要在发生器单元和传感器单元之间预定的距离。为此，需要这两个部件不可分离的预装配，这例如可通过粘接和／或钎焊和／或熔焊和／或卡锁和／或旋接等实现。之后，完成装配的行程传感器被安装在待感应的杠杆的轴承体处。传感单元和发生器单元通常实施成带有压力注塑包封的钢套，其承受使传感器单元和发生器单元相互连接和／或使完成装配的行程传感器与踏板单元或杠杆单元的轴承体相连接的固定元件的预紧力。例如通过带动件与杠杆相连接的行程传感器测量待感应的杠杆的行程或旋转角度，该杠杆例如可实施成脚踏起动器曲柄、特别是踏板或手柄等。
在公开文献DE102007000649A1中描述了一种用于带有传感器单元和发生器单元的行程传感器的装配结构。发生器单元通过带动件经历杠杆的运动，从而传感器单元获取该运动，其中，发生器单元和传感器单元具有独立的、相互连接的壳体。在此，发生器单元和传感器单元的两个壳体通过激光焊接相互焊接在一起并且通过固定螺钉通过装配支撑固定在踏板单元上。
发明内容
相对地，带有独立权利要求1所述的特征的根据本发明的行程传感器具有的优点是，在发生器单元的壳体和传感器单元的壳体之间的连接通过至少一个空心的铆接连接部实现，至少一个固定元件可在该铆接连接部的空腔中被引导。由此，本发明的实施方式提供了一种在发生器单元和传感器单元之间不可分离的连接并且同时提供了一种用于将行程传感器装配在杠杆单元的轴承体处所需的对应的固定元件的引导部。在两个部件之间的这种类型的连接方案中，以有利的方式简化了完成的行程传感器的装配，因为已经存在用于固定元件的引导部。此外，本发明的实施方式使两个部件的节省空间的连接成为可能，因为在一个区域上进行了所有所需的固定和／或连接措施。此外，适用用于连接两个部件且用于引导固定元件的空心铆钉的应用是节省材料的，因为不需要用于相应的固定元件的压力注塑包封的钢套。此外，至少一个固定元件不会由于过强地拉紧而损坏两个部件的壳体，因为空心铆钉承受了预紧力。此外，也可在部件中使用热敏感的构件，因为无需使用熔焊和／或钎焊连接以装配两个部件。
本发明的实施方式提供了一种行程传感器，其包括传感器单元和发生器单元。该发生器单元通过带动件经历杠杆的运动，可由传感器单元获取该运动。发生器单元和传感器单元具有独立的、相互连接的壳体。根据本发明，在发生器单元和传感器单元的壳体之间的连接通过至少一个空心的铆接连接部实现，至少一个固定元件可在该空心铆接连接部的空腔中被引导。
在此，发生器单元理解为包括用于产生物理参数的信号发生器的结构单元。所产生的物理参数通过杠杆的运动经由带动件直接或间接地变化。例如，可能的信号发生器为永磁体。从属的可变化的物理参数为磁场，其中，磁场的磁力线以有利的方式通过杠杆的运动而在其方向上变化。电磁波源和／或声波源可用作其它可能的信号发生器。由于杠杆的运动变化的振幅和／或波长和／或波频率可用作物理参数。为了保护信号发生器不受外部影响干扰，其可被密封件包围。
在此，传感器单元可理解为这样的结构单元，即，其包括至少一个与信号发生器相关地进行确定的传感器，该传感器根据由信号发生器产生的物理参数的变化获取杠杆的运动。特别是，可获取所述物理参数的角度相关性。根据信号发生器的物理特性，传感器单元例如包括霍尔传感器和／或磁阻传感器和／或感应传感器和／或光学传感器和／或超声波传感器和／或高频传感器和／或雷达传感器和／或其它合适的传感器。此外，传感器单元包括评估单元，其将物理参数的变化转换成电信号、优选地为调整信号。例如实施成插接连接部的接口将所产生的调整信号给出到控制单元处以进一步处理。
通过在从属权利要求中阐述的措施和改进方案实现在独立权利要求1中给出的行程传感器和在独立权利要求9中给出的踏板单元的有利的改进方案。
特别有利的是，在根据本发明的行程传感器的发生器单元和传感器单元的壳体之间的连接部实施成至少一个管形铆钉。有利地，该管形铆钉可作为批量产品以不同的合适的实施方式且大量地成本适宜地制造。
在根据本发明的行程传感器的有利的设计方案中，发生器单元的壳体和／或传感器单元的壳体在两个部件的连接区域上具有防溅部。发生器单元的信号发生器布置在这两个部件之间的连接区域中。为了保护信号发生器不受外部影响、特别是湿气的干扰，在发生器单元的壳体和传感器壳体之间设置密封件。此外，在两个部件之间的连接区域中的防溅部防止：例如由清洁设备、特别是高压清洁器产生的喷射水柱直接射到该密封件上且损坏该密封件或使其失效。此外，该防溅部以有利的方式防止粗的污物到达发生器单元的内部中和／或发生器单元和传感器单元之间并且由此阻碍信号发生器的运动性和／或塞住发生器单元和／或使发送信号失真。
在根据本发明的行程传感器的另一有利的设计方案中，防溅部实施成抬高部和／或斜面和／或棱边和／或凸缘。这实现了有效的与外部的情况相匹配的防溅部，通过使内部构件不会由于污物和／或湿气提前失效和／或损坏，提高了行程传感器的使用寿命。
在根据本发明的行程传感器的另一有利的设计方案中，发生器单元的壳体还容纳带动件。以这种方式防止：湿气和／或污物通过带动件到达行程传感器的内部中。此外，发生器的壳体保护带动件不受外部影响、例如冷和／或热和／或湿气和／或不是由待感应的杠杆运动产生的外力的干扰，带动件与所述壳体相联接。以这种方式保证，仅仅杠杆的待感应的运动通过带动件传递，但是不传递不期望的外部的颤动和／或振动。此外，发生器单元的壳体保护带动件不受损坏。
在根据本发明的行程传感器的另一有利的设计方案中，带动件与轴相连接并且驱动该轴，其中，该轴支承在发生器单元的空心轴中并且包括与轴处于有效连接的信号发生器，其中，该信号发生器产生随着轴的运动变化的物理参数。传感器单元获取该可变化的物理参数并且对其进行评估。由此，带动件在一侧上与杠杆相联接并且在另一侧上与轴相联接。由于杠杆的运动，轴例如通过带动件被旋转。信号发生器例如通过钎焊和／或粘接和／或旋接固定在轴上。以这种方式，信号发生器与轴一起运动。信号发生器和传感器单元的传感器通过气隙彼此分离。这实现了顺畅的信号传递。此外，如果壳体由可由信号发生器的物理参数透过的材料制成，传感器可完全安置在传感器单元的壳体中。例如，如果信号传感器实施成永磁体，磁力线穿过壳体并且传感器例如可获取通过信号发生器的旋转运动引起的磁场变化。由此，可通过壳体保护传感器不受外部影响干扰。由于存在多种可能的将运动转化成变化的物理参数的信号发生器，得到多种可与对应的待获取的运动相匹配的行程和／或角度变化的获取可能性。
在根据本发明的行程传感器的另一有利的设计方案中，围绕发生器单元的空心轴安装且实施成压力弹簧的弹簧元件，其中，该弹簧元件调节在带动件和轴之间的距离和／或在信号发生器和传感器单元之间的距离。由此，安装到轴处的带动件以有利的方式始终被压向一例。由此，除了轴在空心轴中所需的轴向间隙，还防止了嘎嘎噪声的产生，从而根据本发明的行程传感器可特别无噪声地运行。此外，信号发生器相对于传感器的距离始终保持在相同的距离上并且由此提高了测量精度。
在根据本发明的行程传感器的另一有利的设计方案中，弹簧元件如此安装，使得弹簧元件的预紧力将带动件带入预定的初始位置中。在此，弹簧元件以有利的方式通过钩住、卡锁、粘接等安装在发生器单元的壳体处以及带动件处。弹簧元件的回位力将带动件带回其初始位置中。以这种方式，对待感应的杠杆在其初始位置同样所处于的未操纵的状态得到恒定的基础位置。通过将带动件可靠地引导回其初始位置，不出现所获取的特征曲线的变化。此外，通过弹簧元件的回位力产生公差偏移，其平衡了待感应的杠杆的弹性的操纵变形并且不将这种不期望的变形传递到发生器单元上。
例如，根据本发明的行程传感器的实施方式可应用在带有踏板杠杆和轴承体的踏板单元中以用于获取踏板杠杆的踏板行程。在此，行程传感器固定在踏板杠杆的轴承体上并且通过带动件与踏板杠杆相联接。由于行程传感器已经完成装配，其可快速地联接到每个任意踏板单元上。
在根据本发明的踏板单元的有利的设计方案中，行程传感器通过至少一个被引导穿过管形铆钉的空腔的固定元件与踏板单元的轴承体相联接。这使行程传感器快速地且成本适宜地装配到踏板单元处成为可能。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例并且在以下描述中详细进行解释。在附图中，相同的附图标记表示具有相同或相似功能的组件。
图1从上方示出了根据本发明的行程传感器的实施例的分解图，
图2从下方示出了图1的根据本发明的行程传感器的实施例的分解图，
图3示出了用于图1或图2中的根据本发明的行程传感器的已装配的发生器单元的示意性的透视图，
图4示出了用于图1或图2中的根据本发明的行程传感器的已装配的发生器单元的另一示意性的透视图，
图5示出了用于图1或图2中的根据本发明的行程传感器的已装配的传感器单元的示意性的透视图，
图6示出了用于图1或图2中的根据本发明的行程传感器的已装配的传感器单元的另一示意性的透视图
图7示出了图1或图2中的已装配的根据本发明的行程传感器的示意性的横向剖视图，
图8示出了图1或图2中的根据本发明的行程传感器的示意性的纵向剖视图。
具体实施方式
如可从图1至8中看出的那样，根据本发明的行程传感器1的所示出的实施例包括传感器单元20和发生器单元10。该发生器单元10通过带动件14经历待感应的未示出的杠杆的运动，该运动被传感器单元20获取。如还可从图1至8中看出的那样，发生器单元10和传感器单元20具有独立的壳体12、22，其相互连接并且在所示出的实施例中实施成塑料壳体。在发生器单元10和传感器单元20的壳体12、22之间的连接通过至少一个空心铆接连接部、特别是通过管形铆钉30实现，至少一个未示出的固定元件可在该管形铆钉的空腔中被引导。
为了将传感器单元20和发生器单元10连接，传感器单元20通过两个对中销36和在发生器单元10中的两个相应的对中孔34位置正确地定位在发生器单元10处。两个部件10、20的壳体12、22如此成型，使得除了在传感器单元20的下侧和发生器单元10的上侧之间的狭长区域之外，传感器单元20封闭发生器单元10的上部的敞开区域。管形铆钉30被引导通过在传感器单元20的壳体22和发生器单元10的壳体中的规定的插入孔32，并且在插入之后通过相应的工具被扩展和铆接。由此，传感器单元20的壳体22与发生器单元10的壳体12固定地相连接并且管形铆钉30恒定地与所产生的结构单元固定在一起。在发生器单元10的壳体12和传感器单元20的壳体22之间布置密封件18.2，以保护发生器单元10的内部不受外部影响、特别是不受湿气和污物影响。通过铆接连接部30，使密封件18.2压靠到传感器壳体22的壳体底部22.1上，从而可实现发生器单元10的更好的密封。
如特别是可从图3中看出的那样，发生器单元10的壳体12在所示出的实施例中具有防溅部12.1，以防止在传感器单元20和发生器单元之间的连接区域受到外部影响、例如污物的干扰。此外，防溅部12.1在两个部件10、20之间的连接区域中防止，例如由清洁设备、特别是由高压净化器产生的喷射水柱直接射到密封件18.2上并且损坏该密封件或使其失效。在备选的、未示出的实施方式中，防溅部12.1布置在传感器壳体22的壳体底部22.1上或者不仅布置在传感器壳体22上而且还布置在发生器壳体12上。
如特别是还可从图4中看出的那样，发生器单元10的壳体12也几乎完全容纳带动件14，由此同样保护带动件14不受不期望的外部影响干扰。带动件14与轴18相连接，该轴支承在发生器单元10的空心轴17中且被带动件14驱动。在此，轴18通过带动件14的运动进行旋转运动。信号发生器18.1在所示出的实施例中实施成永磁体并且固定地与轴18相连接，从而信号发生器18.1与轴18一起运动。通过轴18的旋转运动使由传感器单元20例如通过至少一个实施成霍尔元件的传感器24所获取的永磁体18.1的磁场发生变化。以上描述的防溅部12.1以有利的方式防止，粗的污物到达发生器单元10的内部中和／或发生器单元10和传感器单元20之间并且由此阻碍带有信号发生器18.1的轴18的运动性和／或塞住发生器单元20和／或使发送信号失真。相对于信号发生器18.1静止的传感器24记录信号发生器18.1的磁场变化。在所示出的实施例中，实施成霍尔元件的传感器24通过气隙和壳体底部22.1与发生器单元10的信号发生器18.1分离。实施成霍尔元件的传感器24将杠杆和／或带动件14的位置转化成调整信号。本发明的实施方式提供了一种带有插接式容纳部26的传感器单元20，通过该插接式容纳部可建立与控制单元的电连接，该控制单元接收并评估所产生的调整信号。
如还可从图1至8中看出的那样，发生器单元10具有弹簧元件16，其绕发生器单元10的空心轴17卷绕。该实施成螺旋扭力弹簧的弹簧元件16首先用于带动件14的回位，但是同时也设计成压力弹簧。由此，始终将粘接到轴14中的永磁体18.1压向一侧。由此，弹簧元件16减小了在轴18和例如实施成凸缘轴承的相应的轴承之间所需的轴向间隙D1，并且除了存在必要的轴向间隙D1，还防止了在凸缘轴承中的轴14产生嘎嘎噪声。此外，永磁体相对于实施成霍尔元件的传感器24的距离始终保持在相同的距离并且由此提高了测量精度。弹簧元件16如此安装，使得当待感应的杠杆具有未被操纵的状态时，弹簧元件16的预紧力将带动件14引入预定的初始位置中。
根据本发明的行程传感器的实施方式例如可应用在未示出的带有踏板杠杆和踏板组合件的踏板单元中以用于获取踏板杠杆的踏板行程。如尤其地可从图2和4中看出的那样，发生器单元的壳体12具有用于将整个结构单元定位和预固定在未示出的踏板单元的踏板组合件处的销12.2。
Claims (10)
1.一种行程传感器，所述行程传感器带有传感器单元(20)和发生器单元(10)，所述发生器单元(10)通过带动件(14)经历杠杆的运动，从而所述传感器单元(20)获取所述运动，其中，所述发生器单元(10)和所述传感器单元(20)具有独立的、相互连接的壳体(12、22)，其特征在于，在所述发生器单元(10)的壳体(12)和所述传感器单元(20)的壳体(22)之间的连接通过至少一个空心的铆接连接部(30)实现，至少一个固定元件(38)在所述空心的铆接连接部的空腔中被引导以安装所述行程传感器(1)。
2.按照权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，所述至少一个空心的铆接连接部为管形铆钉。
3.按照权利要求1或2所述的行程传感器，其特征在于，所述发生器单元(10)的壳体(12)和/或所述传感器单元(20)的壳体(22)在其连接区域上具有防溅部(12.1)。
4.按照权利要求3所述的行程传感器，其特征在于，所述防溅部(12.1)为抬高部和/或斜面和/或棱边和/或凸缘。
5.按照权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，所述发生器单元(10)的壳体(12)容纳所述带动件(14)。
6.按照权利要求1所述的行程传感器，其特征在于，所述带动件(14)与轴(18)相连接并且驱动所述轴(18)，其中，所述轴(18)支承在发生器单元(10)的空心轴(17)中并且包括随着所述轴(18)处于作用方向的信号发生器(18.1)，其中，所述信号发生器(18.1)产生随着所述轴(18)的运动变化的物理参数，并且其中，所述传感器单元(20)获取并评估该能变化的物理参数。
7.按照权利要求6所述的行程传感器，其特征在于，设有弹簧元件(16)，所述弹簧元件围绕所述发生器单元(10)的空心轴(17)安装，其中，所述弹簧元件(16)调节在所述带动件(14)和所述轴(18)之间的距离和/或在所述信号发生器(18.1)和所述传感器单元(20)之间的距离。
8.按照权利要求7所述的行程传感器，其特征在于，所述弹簧元件(16)如此安装，使得所述弹簧元件(16)的预紧力将所述带动件(14)带入预定的初始位置中。
9.一种踏板单元，所述踏板单元带有踏板杠杆、轴承体和行程传感器(1)，所述行程传感器(1)获取所述踏板杠杆的行程，其特征在于，所述行程传感器(1)为按照权利要求1至8中任一项所述的行程传感器(1)。
10.按照权利要求9所述的踏板单元，其特征在于，所述行程传感器(1)通过被引导穿过所述空心的铆接连接部(30)的空腔的所述至少一个固定元件(38)与所述轴承体相连接。
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