CN107076572A - 用于机动车的位移传感设备 - Google Patents

Abstract

用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备100，具有：能移位的耦联杆101，所述耦联杆能与机动车的组件耦联，以便检测所述组件的位移；杆柄103，用于将能移位的耦联杆101的位移转换成旋转，所述旋转代表能移位的耦联杆101的位移；和弹性的耦联元件105，所述弹性的耦联元件使得所述能移位的耦联杆101与所述杆柄103弹性连接，以便使所述耦联杆101的位移转换成所述杆柄103的旋转。

Description

用于机动车的位移传感设备

技术领域

本发明涉及一种用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备（Verlagerungsgeber）。

背景技术

已知的用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备包括角度传感器，所述角度传感器通过包括耦联杆和杆柄的铰接机构进行铰接。所述铰接在此引起了角度传感器的轴的旋转运动。通常，所述耦联杆在此通过铰接件、例如利用固定在耦联杆上的球形座和固定在杆柄上的球头与所述杆柄连接。所述耦联杆以这种方式和方法将固定点的基本上线性的运动转换成在角度传感器的轴或杆柄上的旋转运动。

这种现有技术的缺点在于，“铰接件构造在耦联杆和杆柄之间”在技术上可能要较为复杂地实现。从而，在安装位移传感设备时首先必须组装和协调所有的构件、特别是在耦联杆和杆柄之间的铰接件的零件。上述情况不仅花费时间，而且关于不同的零件还引起了成本的提高。

发明内容

因此本发明的目的在于，给出：利用较少的零件和降低的安装费用来铰接角度传感器。

所述目的通过具有根据独立权利要求所述特征的对象来实现。本发明的有利的实施方式是附图、说明书和从属权利要求的主题。

根据本发明的一个方面，所述目的通过用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备来实现，所述位移传感设备具有：能移位的耦联杆，所述耦联杆能与机动车的组件耦联，以便检测机动车的组件的位移；杆柄，用于将能移位的耦联杆的位移转换成旋转，所述旋转代表能移位的耦联杆的位移；和弹性的耦联元件，所述弹性的耦联元件使得所述能移位的耦联杆与所述杆柄弹性连接，以便使所述耦联杆的位移转换成所述杆柄的旋转。由此例如实现了下述技术优点，通过弹性连接不必使用附加的零件用于构成在耦联杆和杆柄之间的铰接。上述情况降低了部件成本，并且通过减少安装步骤的数量同样降低了安装成本。同时，在耦联杆和杆柄之间的弹性连接能实现在安装期间相对于待耦联的物体的相应的定位。所述位移传感设备能以这种方式特别简单地装入到车辆中。

优选地，所述位移传感设备是用于高度状态传感器（Höhenstandsensor）的位移传感设备，其中所述杆柄与轴连同位置传感设备（Positionsgeber）连接或耦联。

在一种有利的实施方式中，机动车的组件包括：底盘（Fahrwerk）、车身、前照灯或机动车车桥。由此例如实现了下述技术优点，所述位移传感设备能用于检测不同组件的位移或者能安装在机动车的不同区域中。

在一种有利的实施方式中，面向所述杆柄的耦联杆端部通过弹性的耦联元件与面向所述耦联杆的杆柄端部弹性连接，其中所述弹性的耦联元件弹簧弹性地构成。由此例如实现了下述技术优点：所述耦联元件的铰接功能可以通过下述方式实施，在使用适合的材料的情况下，为了进行角度测量所需要的变形可以利用适合的变形力在所述材料的弹性延展范围内实现。同时可以通过可弹性变形的几何形状将确定的复位力施加到杆柄上，该复位力通常会借助附加的弹簧元件来产生。

优选地，所述弹性的耦联元件（105）弹簧弹性地构成。

在一种有利的实施方式中，所述弹性的耦联元件由金属或弹性塑料、特别是由含橡胶的弹性塑料或由热塑性成型的塑料形成。由此例如实现了下述技术优点：在考虑具体材料选择的情况下可以影响弹性的耦联元件的设计方案。因此，在热塑性塑料的情况下可以实现弹性的耦联元件的一种设计方案，该设计方案可以承受（aufnehmen）较小的延展。相反，在包含橡胶的塑料的情况下可以实现弹性的耦联元件的一种设计方案，该设计方案能承受较大的延展。

在一种有利的实施方式中，能移位的耦联杆、杆柄以及弹性的耦联元件通过一体的成形件、尤其通过一体的塑料成形件或一体的金属成形件形成。由此例如实现了下述技术优点：上述情况附加地降低了部件成本，并且通过附加地减少安装步骤的数量同样降低了安装成本。在本实施方式中，能移位的耦联杆、杆柄以及弹性的耦联元件仅由唯一一个部件组成。

在一种有利的实施方式中，所述弹性的耦联元件的厚度小于所述杆柄或能移位的耦联杆的厚度，或者所述弹性的耦联元件通过材料变薄（Materialverjüngung）或通过在所述杆柄和能移位的耦联杆之间的弹簧弹性的接片形成。由此例如实现了下述技术优点，弹性的耦联元件的任务——用作在耦联杆和杆柄之间的铰接件——还在一体地构成时仅由耦联元件承担。因此通过变薄的程度，除了材料选择之外还存在附加的用于确定耦联元件的弹性特性的参数。

在一种有利的实施方式中，所述弹性的耦联元件具有弯曲部。由此，能移位的耦联杆和杆柄以预先确定的角度保持在静止位置中。此外例如实现了下述技术优点，从耦联杆和杆柄的静止位置开始能沿机动车的组件的每个位移方向引起所述耦联元件的弹性特性。

在一种有利的实施方式中，所述弯曲部至少部分是圆形的，其中所述弯曲部通过至少部分的拱形结构形成，或者所述弹性的耦联元件具有横肋，所述横肋横向于弹性的耦联元件的弯曲方向延伸。

在一种有利的实施方式中，所述弹性的耦联元件设计成单独的构件，所述构件利用固定元件或者形状锁合地和/或力锁合地与所述杆柄和所述耦联杆连接。以这种方式，弹性的耦联元件在材料和形状方面能更好地针对其功能来设计。例如可以使用具有高的交替弯曲强度（Biegewechselfestigkeit）的弹性材料，而杆柄和耦联杆则包括具有高的机械稳定性的固体材料。

在一种有利的实施方式中，耦联杆具有两个平行的连接片，所述连接片通过加强壁彼此连接。由此例如实现了下述技术优点，耦联杆的刚性明显大于弹性的耦联元件的刚性。这一点尤其在下述情况下是重要的：耦联杆、弹性的耦联元件和杆柄一体地构成。在此可能会出现下述问题，由于弹性的耦联元件的预先确定的材料特性而存在耦联杆的不充足的刚性。在这种情况下，所述刚性可以通过平行延伸的连接片来提高，所述连接片通过加强壁彼此连接。

在一种有利的实施方式中，所述耦联杆在背离所述杆柄的耦联杆端部上具有轴接纳部以及能旋转地支承在轴接纳部中的轴，所述轴能与机动车的组件耦联。由此例如实现了下述技术优点：根据本发明的用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备能与机动车的已存在的交接点耦联，而无需在组件方面进行任何改变。更确切地说甚至出现了，已存在的位移传感设备能被根据本发明的位移传感设备替代。

在一种有利的实施方式中，所述杆柄在背离耦联杆的杆柄端部上包括轴接纳部，该轴接纳部用于接纳角度传感元件（Winkelaufnehmer）或角度传感器的轴。由此例如实现了下述技术优点：角度传感元件或角度传感器能直接与杆柄的轴接纳部耦联。因此，所述位移传感设备能与已存在的角度传感元件或角度传感器连接。在此，在角度传感元件或角度传感器方面无需进行改变。

优选地，所述弹性的耦联元件由下述材料制成，其弹性可变形性和/或交替弯曲强度超过所述耦联杆和所述杆柄的材料的弹性可变形性和/或交替弯曲强度。之所以能防止耦联杆或杆柄的无意的变形——该变形例如可能由于运动而出现，是因为弹性的耦联元件变形越多，则区别越大。

在一种有利的实施方式中，所述弹性的耦联元件和/或能移位的耦联杆的耦联杆端部——所述耦联杆端部能与机动车的组件耦联——包括螺旋弹簧或者局部地具有螺旋弹簧的形状。上述情况使得几乎与材料无关地获得高的弹性可变形性并且在制造方面是成本经济的。成本尤其经济的是：将耦联杆、弹性的耦联元件和杆柄与至少一个螺旋弹簧一体构成。

优选地，至少一个螺旋弹簧的中轴线与所述杆柄旋转的旋转轴线取向相同。由此使得耦联杆和杆柄的旋转运动稳定。

根据本发明的另一个方面，所述目的通过用于测量机动车的组件的位移的测量设备来实现，所述测量设备具有：根据所提出的实施方式的位移传感设备，用于检测机动车的组件的位移；和具有轴的角度传感元件，所述轴与杆柄的背离于所述耦联杆的杆柄端部连接，以便在耦联杆移位时检测所述杆柄围绕延伸过所述轴的旋转轴线进行旋转的旋转角度，其中所检测的旋转角度代表对机动车的组件的位移进行的测量。由此例如实现了下述技术优点：通过弹性连接不必使用附加的零件用于在耦联杆和杆柄之间构成铰接件。上述情况降低了部件成本，并且通过减少安装步骤的数量同样降低了安装成本。附加地实现了下述优点，根据本发明的、用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备能与组件的已存在的交接点（Schnittstellen）耦联，而无需在组件方面进行任何改变。更确切地说能实现，已存在的位移传感设备能够被根据本发明的位移传感设备替代。此外实现了，角度传感元件或角度传感器能直接与杆柄的轴接纳部耦联。因此，位移传感设备能与已存在的角度传感元件或角度传感器连接。在此，在角度传感元件或角度传感器方面无需进行改变。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例并且随后对其进行详细描述。

其中：

图1示出了具有角度传感器的位移传感设备的示意图，

图2a示出了图1中的位移传感设备的示意性的侧视图，

图2b示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意性的侧视图，

图3a示出了具有角度传感器的位移传感设备的另一种实施方式的示意图，

图3b示出了具有角度传感器的位移传感设备的另一种实施方式的示意图，

图4示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意图，并且

图5示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意图，

图6示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意图，

图7示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意图，

图8示出了位移传感设备的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了具有角度传感器115的位移传感设备100的示意图。所述位移传感设备100包括能移位的耦联杆101，所述耦联杆例如能与机动车底盘耦联，以便检测机动车底盘的位移。然而同样还可以考虑：能移位的耦联杆101与车身、前照灯或机动车车桥耦联。此外，位移传感设备100包括用于将能移位的耦联杆101的位移转换成旋转的杆柄103。在耦联杆101和杆柄103之间布置弹性的耦联元件105，所述耦联元件使得耦联杆101与杆柄103弹性连接。所述弹性的耦联元件105弹簧弹性地构成，以便在使用适合的材料的情况下利用适合的变形力在材料的弹性膨胀区域内实现需要用于进行角度测量的变形。附加地，通过弹簧弹性的设计将确定的复位力施加到杆柄103上。然而替选地同样可以考虑，弹性的耦联元件105在使用弹性金属或弹簧板的情况下来实现。在此，耦联杆101、杆柄103和弹性的耦联元件105可以由金属制成。附加地，弹性的耦联元件105可以在使用弹性金属或弹簧板的情况下接入（eingelegt）到塑料杆柄和塑料耦联杆中。

在此，能移位的耦联杆101、杆柄103以及弹性的耦联元件105通过一体的塑料成形件构成，其中弹性的耦联元件105的厚度小于杆柄103或能移位的耦联杆101的厚度并且通过材料变薄或弹簧弹性的接片来实现。为了能将可移位的耦联杆101和杆柄103以预先确定的角度保持在静止位置中，弹性的耦联元件105具有圆拱形的弯曲部。附加地或替选地，弹性的耦联元件105能够具有横肋，所述横肋横向于弹性的耦联元件105的弯曲方向而延伸（未示出）。耦联杆101具有两个平行的连接片（Stege），所述连接片通过加强壁彼此连接并且在背离于杆柄103的耦联杆端部上包括轴接纳部107以及能旋转地支承在所述轴接纳部107中的轴109。能旋转地支承的轴109为了检测机动车的组件的位移能与组件的已存在的交接点耦联。

用于接纳角度传感元件或角度传感器115的轴113的轴接纳部111位于杆柄103的背离耦联杆101的杆柄端部处。在此，角度传感元件或角度传感器115可以直接与杆柄103的轴接纳部111耦联，并且在角度传感元件或角度传感器115方面不需要构造或技术变化。

图2a示出了图1中的位移传感设备100的示意性的侧视图。图2b示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意性的侧视图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。图2a和图2b在耦联杆101和杆柄103之间的弹性的耦联元件105的设计方面不同。所述不同之处一方面在于对用于弹性的耦联元件105的材料的具体选择。弹性的耦联元件105在图2a中的设计方案可以承受较小的延展，而弹性的耦联元件105在图2b中的设计方案则适用于较大的延展。因此在根据图2a的设计方案的情况下适于使用热塑性塑料。相反在根据图2b的设计方案的情况下适于使用含橡胶的塑料。

图3a示出了具有角度传感器115的位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。角度传感器115通过具有柱状几何形状的轴113与杆柄103连接以用于力锁合的连接。

图3b示出了具有角度传感器115的位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。角度传感器115在此通过球头117与杆柄103连接。

图4示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。杆柄103以适合的可弹性变形的几何形状构成，以便补偿在耦联杆101的固定和角度传感器的固定之间出现的相对运动以及由此引起的施加到杆柄103上的横向力。替选地或附加地，耦联杆101能以可弹性变形的几何形状构成。

图5示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。为了补偿在耦联杆101的固定平面和角度传感器的固定平面之间的距离，所述杆柄103构造有呈角度的几何形状。替选地或附加地，耦联杆101也可以构造有这种呈角度的几何形状。

图6示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。弹性的耦联元件105在此是单独的或分离的构件，所述构件通过粘接连接与杆柄103和能移位的耦联杆101连接。然而同样可以考虑纯夹紧连接。通过使用用于弹性的耦联元件105的软质材料以及用于杆柄103和能移位的耦联杆101的硬质材料确保了，尽管较高的交替弯曲载荷仍能实现较长的使用寿命。

在图7中示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。弹性的耦联元件105在此设计成弹簧、尤其是金属螺旋弹簧，所述弹簧通过弹性变形允许了在杆柄103和能移位的耦联杆101之间的扭转。它们与弹性的耦联元件105的连接以将金属埋入塑料中的方式来建立。然而，其它刚性的固定方式或其它类型的弹性的螺旋弹簧同样是有效的（zielführend）。通过较高的交替弯曲强度，在此能实现位移传感设备100的较长的使用寿命。

图8示出了位移传感设备100的另一种实施方式的示意图。省略了对前面附图的相同特征的重复描述。杆柄103和能移位的耦联杆101集成到弹性的耦联元件105中或者与其设计成一体的构件。第一螺旋弹簧负责弹性可变形性。所述第一螺旋弹簧确保了在杆柄103和能移位的耦联杆101之间的可扭转性。第二螺旋弹簧形成了耦联杆107的轴接纳部，或者确保了在轴接纳部上可旋转的支承。鉴于交替弯曲强度，这种实施方式实现了较长的使用寿命。

用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备100，具有：

能移位的耦联杆101，所述耦联杆能与机动车的组件耦联，以便检测所述组件的位移；杆柄103，用于将能移位的耦联杆101的位移转换成旋转，所述旋转代表能移位的耦联杆101的位移；以及弹性的耦联元件105，所述弹性的耦联元件使得所述能移位的耦联杆101与所述杆柄103弹性连接，以便使所述耦联杆101的位移转换成所述杆柄103的旋转。

根据权利要求1所述的位移传感设备100，其中所述组件是下述组件之一：底盘、车身、前照灯或机动车车桥。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中面向所述杆柄103的耦联杆端部通过弹性的耦联元件与面向所述耦联杆的杆柄端部弹性连接。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中弹性的耦联元件105是弹簧弹性的。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述弹性的耦联元件105由弹性塑料、特别是由含橡胶的弹性塑料或者由热塑性成型的塑料形成。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中能移位的耦联杆101、杆柄103以及弹性的耦联元件105通过一体的成形件、尤其通过一体的塑料成形件构成。

根据权利要求6所述的位移传感设备100，其中所述弹性的耦联元件105的厚度小于所述杆柄103或能移位的耦联杆101的厚度。

根据权利要求6或7所述的位移传感设备100，其中所述弹性的耦联元件105通过材料变薄或通过在所述杆柄103和能移位的耦联杆101之间的弹簧弹性的接片形成。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述弹性的耦联元件105具有弯曲部，以便使能移位的耦联杆101和杆柄103以预先确定的角度保持在静止位置中。

根据权利要求9所述的位移传感设备100，其中所述弯曲部至少部分是圆形的，或者其中所述弯曲部通过至少部分的拱形结构构成。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述弹性的耦联元件105具有横肋，所述横肋横向于弹性的耦联元件105的弯曲方向而延伸。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述耦联杆101具有两个平行的连接片，所述连接片通过加强壁彼此连接。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述耦联杆101在背离所述杆柄103的耦联杆端部上具有轴接纳部107以及能旋转地支承在轴接纳部107中的轴109，所述轴能与机动车的组件耦联。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述杆柄103包括纵向连接片。

根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备100，其中所述杆柄103在背离耦联杆101的杆柄端部上包括轴接纳部111，用于接纳角度传感元件或角度传感器115的轴113。

用于测量机动车的组件的位移的测量设备，具有：

根据权利要求1至15中任一项所述的位移传感设备100，用于检测机动车的组件的位移；和具有轴115的角度传感元件117，所述轴与所述杆柄103的背离于所述耦联杆101的杆柄端部连接，以便在耦联杆101移位时检测所述杆柄103围绕延伸过所述轴115的旋转轴线进行旋转的旋转角度，其中所检测的旋转角度代表对机动车的组件的位移进行的测量。

所有结合本发明的各种实施方式阐述的和示出的特征能以不同的组合设置在根据本发明的对象中，以便同时实现其有利的作用。

本发明的保护范围通过权利要求给出，并且不受限于在说明书中阐述的或在附图中示出的特征。

附图标记列表

101 耦联杆

103 杆柄

105 弹性的耦联元件

107 耦联杆的轴接纳部

109 能旋转地支承的轴

111 杆柄的轴接纳部

113 角度传感元件的轴

115 角度传感元件或角度传感器

117 具有球头的轴。

Claims (15)

1.用于检测机动车的组件的位移的位移传感设备（100），具有：

能移位的耦联杆（101），所述耦联杆能与机动车的组件耦联，以便检测所述组件的位移；杆柄（103），用于将能移位的耦联杆（101）的位移转换成旋转，所述旋转代表能移位的耦联杆（101）的位移；和弹性的耦联元件（105），所述弹性的耦联元件使得所述能移位的耦联杆（101）与所述杆柄（103）弹性连接，以便使所述耦联杆（101）的位移转换成所述杆柄（103）的旋转。

2.根据权利要求1所述的位移传感设备（100），其中所述组件是下述组件之一：底盘、车身、前照灯或机动车车桥。

3.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中面向所述杆柄（103）的耦联杆端部通过所述弹性的耦联元件与面向所述耦联杆的杆柄端部弹性连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）弹簧弹性地构成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述能移位的耦联杆（101）、所述杆柄（103）以及所述弹性的耦联元件（105）通过一体的成形件、尤其通过一体的塑料成形件或一体的金属成形件形成。

6.根据权利要求5所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）的厚度小于所述杆柄（103）或所述能移位的耦联杆（101）的厚度。

7.根据权利要求5或6所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）通过材料变薄或通过在所述杆柄（103）和所述能移位的耦联杆（101）之间的弹簧弹性的接片形成。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）设计成单独的构件，该构件利用固定元件或者形状锁合地和/或力锁合地与所述杆柄（103）和所述耦联杆（101）连接。

9.根据权利要求8所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）由一种材料制成，该材料的弹性可变形性和/或交替弯曲强度超过所述耦联杆（101）和所述杆柄（103）的材料的弹性可变形性和/或交替弯曲强度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）具有弯曲部。

11.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）由金属或弹性塑料、特别是由含橡胶的弹性塑料或由热塑性成型的塑料形成。

12.根据权利要求10所述的位移传感设备100，其中所述弯曲部至少部分是圆形的，或者其中所述弯曲部通过至少部分的拱形结构形成。

13.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感设备（100），其中所述弹性的耦联元件（105）和/或所述能移位的耦联杆（101）的耦联杆端部——所述耦联杆端部能与机动车的组件耦联——包括螺旋弹簧或者局部地具有螺旋弹簧的形状。

14.根据权利要求13所述的位移传感设备（100），其中至少一个螺旋弹簧的中轴线与所述杆柄（103）旋转的旋转轴线取向相同。

15.用于测量机动车的组件的位移的测量设备，具有：

根据权利要求1至15中任一项所述的位移传感设备（100），用于检测机动车的组件的位移；和具有轴（115）的角度传感元件（117），所述轴与所述杆柄（103）的背离于所述耦联杆（101）的杆柄端部连接，以便在所述耦联杆（101）移位时检测所述杆柄（103）围绕延伸过所述轴（115）的旋转轴线进行旋转的旋转角度，其中所检测的旋转角度代表对机动车的组件的位移进行的测量。