CN104470793B - 旋转角传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定相对于参考位置的相对角度位置的旋转角传感器，其包括壳体(1)、至少一个可旋转地支承在壳体(1)中的转子(3、4)和印刷电路板(2)，该印刷电路板具有电气和/或电子构件以及一个或多个相应于转子(3、4)数量的定子。应改进旋转角传感器以确保第一转子(3)相对于定子的极精确的定向并且该旋转角传感器可低成本地制造。这以下述方式实现：转子中的第一转子(3)无间隙地与壳体(1)卡锁，其中，设置预偏压卡锁臂(11)的弹簧环(14)。

Description

旋转角传感器
技术领域
本发明涉及一种用于确定关于参考位置的相对角度位置的旋转角传感器，其包括壳体、至少一个可旋转地支承在壳体中的转子和印刷电路板，该印刷电路板具有电气和/或电子构件以及一个或多个相应于转子数量的定子。
背景技术
这种感应式扭矩传感器本身已知。它们例如应用于汽车中，以便确定扭矩、如转向扭矩。这变得越来越必要，因为越来越多地使用电动伺服装置来辅助转向。所述装置需要转向扭矩进行控制。转向扭矩可在转向柱中通过扭力杆以角差被识别并由角差计算出。为此，借助适合的装置将扭力杆端部上的旋转确定为信号并将该信号传输给用于分析的装置。可独立于方向盘的位置确定通过扭转产生的角差。
此外，例如对于驾驶员辅助系统、如ESP(用于车辆行驶性能的电子稳定程序)重要的是，也识别方向盘的位置(相对角度位置)。为此，确定方向盘的偏转(相对于参考位置的角度)。为了也可确定大于或小于360°的角，为参考位置配置标记(Indexierung)，该标记为方向盘的每个整周旋转发出一个信号并且因此确定旋转周数。
EP 1 533 212 B1描述了一种转向角传感器，在其中转子直接支承在印刷电路板上。为此在印刷电路板上卡锁支承元件。转子结构固定在支座环上，该支座环可旋转地固定于支承元件中。由此转子结构应相对于印刷电路板精确定位。不能补偿温度和磨损的影响。
DE 10 2006 037 941公开了一种转向传感器，在其中壳体(支承件)由金属制成。支承环通过塑料连接与壳体连接。总之应最小化制造公差。壳体的制造是昂贵的。转子在壳体中的支承未进一步描述。
发明内容
本发明的任务在于提供一种旋转角传感器，其能实现其中第一转子相对于定子极为精确的定向并且在此可低成本地制造。
用于确定相对于参考位置的相对角度位置的旋转角传感器，所述旋转角传感器包括壳体、至少一个可旋转地支承在壳体中的转子和印刷电路板，该印刷电路板具有电气和/或电子构件以及一个或多个相应于转子数量的定子，其特征在于，转子中的第一转子无间隙地与壳体卡锁，其中，设置对转子的卡锁臂进行预偏压的旋转角传感器的弹簧环。
该任务本发明的特征来解决。转子中的第一转子无间隙地与壳体卡锁，在此设置预偏压卡锁臂的弹簧环。卡锁连接可特别简单地安装。通过相应构造卡锁元件、如卡锁槽和卡锁凸耳实现在此无间隙的卡锁连接；这确保第一转子相对于定子极精确的定位并且因此实现精确的角度确定。弹簧环确保即使在高温下——塑料相对软并且因此由卡锁弹簧施加的预偏压减弱——也可维持该精确的定位。
在一种方案中，第一转子在壳体中的支承面在卡锁凸耳和卡锁臂之间形成。所述支承面确保第一转子的轴向定位并且因此确保第一转子与相配定子的间距。支承面小，因此在旋转时产生小的摩擦。
在另一种方案中，支承面之一由第一转子和壳体上的相应倒棱的表面构成。由此确保第一转子相对于定子的径向定位。另外以简单的方式补偿了制造公差和可能的磨损。
在另一种方案中，支承面设有润滑剂。替换或附加地，壳体和/或第一转子的部件由具有一定份额的埋入润滑剂的塑料制成。由此减小了摩擦。
在另一种方案中，保持环与支承段的自由端部焊接。由此增强了转子不与壳体脱开的稳定性。
总之提供一种旋转角传感器，该旋转角传感器在其使用寿命中极为精确，其在所有条件下都具有可运动支承的部件的均匀的摩擦，并且该旋转角传感器不产生噪音。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明。附图如下：
图1示出旋转角传感器的分解图；
图2示出旋转角传感器的局部透视图；
图3示出旋转角传感器的局部垂直剖面图；
图4示出第一转子的透视图。
具体实施方式
如图1至3所示，旋转角传感器包括壳体1，印刷电路板2固定在该壳体中或上并且两个转子3、4可旋转地支承在该壳体中或上。壳体1的两个主表面分别借助一个盖6封闭，其中一个盖未示出。旋转角传感器例如在机动车中配置给转向柱，转子3、4与转向柱共同旋转。壳体1具有一个相应的圆形开口1a，该开口大致居中设置。在开口1a的区域中，环状的卡锁凸耳13这样成形于壳体1上，使得卡锁凸耳伸入开口1a中。为了将壳体1固定在机动车的固定部件上，设置连接件7，以便使壳体1关于转向运动不运动。
印刷电路板2具有配置给转子3、4的例如导线形式的定子以及电气和/或电子构件。定子同心地围绕印刷电路板2中大致圆形的凹口设置，在此凹口与开口1a对齐。印刷电路板2被精确固定在壳体1的预定位置中。插头8固定并且电气连接在印刷电路板3上，该插头在安装好的旋转角传感器中保持在壳体1上。
由图2至4可特别清晰地看到其中的第一转子3。该转子包括第一转子结构、套筒9和保持件10，转子结构和套筒9固定在保持件10上。
圆管状的套筒9由金属板材制成，在被弯曲成管时相互对接的端部拼图状地借助Ω形凹部和凸部接合在一起。所述端部附加地被焊接。保持件10在注塑工艺中在外部围绕套筒成形，其中，同时在套筒9内侧上形成导向凸块17。导向凸块用作第一转子3和转向柱的扭转元件之间附加的防扭转装置。在安装好的旋转角传感器中，导向凸块17导向于扭转元件对应的轴向凹槽中。
保持件10包括管件10a，在管件的一个(根据图1至4下方的)端部区域上，环形片10b这样朝向外侧成形，使得在环形片和管件之间形成直角。在环形片10b的下表面上嵌入第一转子结构，使得该转子结构与环形片10b的下表面齐平并且沿径向以预定长度圆环状地突出于环形片10b。在环形片10b的另一、即上表面上交替设置卡锁臂11和支承段12，使得它们与管件10a隔开预定的恒定径向距离。支承段12具有比卡锁臂11略高的高度。在卡锁臂中制出有向外侧定向的卡锁槽，所述卡锁槽平行于环形片10b并且与壳体1的相应卡锁凸耳13对应。这样构造支承段12，使得其与卡锁凸耳13的内圆周具有小的间隙。卡锁臂11轻微预偏压到卡锁凸耳13上。
由此，第一转子3精确支承于壳体1的预定位置中，以致第一转子结构和带有第一定子的印刷电路板3精确地占据预定的相对位置。通过这种方式可特别地极精确地确定旋转角度。
为了尤其是在高温和正常磨损情况下支持预偏压，由金属制成的弹簧环14在内侧支承于卡锁臂11和支承段12上。弹簧环14具有过盈量地制造并且因此对卡锁臂11和支承段12产生预定的轻微预偏压。
在管件10a的上端部上并且与管件同心地以及在支承段12的上端部上固定有保持环15，该保持环在其下侧这样构造，使得保持环稳定卡锁臂11。为此在支承段12的上端部上设有材料超出量，所述超出量可通过热作用与保持环15焊接。
保持环15可构造为第一齿轮。该齿轮作用于第二齿轮，第二齿轮支承在壳体1中。由此不仅可实现转向柱整周或部分周旋转的计数功能而且也实现绝对旋转角测量功能。
第二转子4不可相对旋转地与转向柱的扭转元件连接。第二转子具有第二转子结构并且配置给第二定子。第二转子4以预定距离与第二定子间隔开地支承于壳体1之外。
附图标记列表
1 壳体
1a 开口
2 印刷电路板
3 第一转子
4 第二转子
6 盖
7 连接件
8 插头
9 套筒
10 保持件
10a 管件
10b 环形片
11 卡锁臂
12 支承段
13 卡锁凸耳
14 弹簧环
15 保持环
17 导向凸块

Claims (5)

1.用于确定相对于参考位置的相对角度位置的旋转角传感器，所述旋转角传感器包括壳体(1)、至少一个可旋转地支承在壳体(1)中的转子(3、4)和印刷电路板(2)，该印刷电路板具有电气和/或电子构件以及一个或多个相应于转子(3、4)数量的定子，其特征在于，转子中的第一转子(3)无间隙地与壳体(1)卡锁，其中，设置对转子的卡锁臂(11)进行预偏压的旋转角传感器的弹簧环(14)，所述壳体(1)和/或第一转子(3)的部件由具有一定份额的埋入润滑剂的塑料制成。
2.根据权利要求1的旋转角传感器，其特征在于，所述第一转子(3)在壳体(1)中的支承面在壳体的卡锁凸耳(13)和卡锁臂(11)之间形成。
3.根据权利要求2的旋转角传感器，其特征在于，支承面之一由第一转子(3)和壳体(1)上的相应倒棱的表面构成。
4.根据权利要求2的旋转角传感器，其特征在于，所述支承面设有润滑剂。
5.根据权利要求1或2的旋转角传感器，其特征在于，旋转角传感器的保持环(15)与转子(3)的支承段(12)的自由端部焊接。
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