CN109074933A - 磁体系统和用于这样的磁体系统的磁性塑料部件 - Google Patents

Abstract

在例如用于旋转角度和扭矩测量的磁体系统(1)中，磁性的塑料部件(2)与金属的载体套筒(2)连接，使得所述塑料部件直接贴靠在所述载体套筒(3)的法兰元件(5、6)上，并且所述塑料部件的凸出成型部(10、11)形成位于塑料部件和载体套筒之间的形锁合连接，所述形锁合连接将所述塑料部件和所述载体套筒沿塑料部件和载体套筒的共同的中心纵轴线方向连接。形锁合连接可以是本身不可松开的并且因此是持久的，或者可以设有附加的阻挡机构，所述阻挡机构防止形锁合连接的松开。

Description

磁体系统和用于这样的磁体系统的磁性塑料部件

技术领域

本发明涉及一种磁体系统，其包括具有磁性特性的环形塑料部件和与所述塑料部件同轴地设置并且与所述塑料部件持久连接的、由金属制成的载体套筒，所述载体套筒具有至少一个端侧的法兰元件。此外，本发明涉及一种用于这样的磁体系统的具有磁性特性的塑料部件。

背景技术

已知的是，磁体系统的磁性部件，如其尤其是用于扭矩和旋转角度传感器那样，构成为所谓的高度填充的塑料部件。这样的环形“塑料磁体”与金属的载体套筒连接，所述载体套筒用于将这样构成的磁体系统安装在轴上，所述轴例如是车辆的转向柱的一部分。EP1123794阐述了一种用于将磁性的塑料部件与金属的载体套筒或者与金属的基体连接的解决方案，其中，塑料部件浇注到基体上。所述解决方案根据EP1123794可能导致塑料体由于磁体系统变化的热负载而从基体脱落。EP1123794为了解决该问题而提出，在基体和磁性塑料部件之间设有由弹性塑料材料制成的中间元件形式的另一器件，从而塑料部件不直接与由金属制成的基体连接，而是经由中间元件与由金属制成的基体连接。这种解决方案也由DE102008047466A1提出，该文献同样涉及一种磁体系统，所述磁体系统具有通过塑料注塑法制成的磁环和用于磁环的金属载体套筒。所提出的解决方案已被证明有效，但是在其制造方面是耗费的。

发明内容

本发明所基于的目的是，提供开始提及类型的磁体系统，所述磁体系统能承受变化的热负载并且可低成本地制造。

该目的在开始提及类型的磁体系统中如下实现：塑料部件以其端侧之一直接贴靠在载体套筒的至少一个法兰元件上并且借助于塑料部件的远离塑料部件的所述端侧突出的至少两个凸出成型部与载体套筒的一个法兰元件或多个法兰元件形锁合地连接，从而塑料部件和载体套筒沿同轴的方向通过形锁合相互牢固地连接。

已证实的是，利用在磁性的塑料部件和载体套筒之间的这样的形锁合的并且直接的连接可实现持久的连接。通过直接连接省去中间元件和用于制造中间元件的步骤，这使得可更高效并且因此更低成本地制造按照本发明的磁体系统。

所述形锁合连接可以构成为，使得借助凸出成型部与一个或多个法兰元件的连接得到不可松开的或持久的形锁合连接。然而优选在这时规定，所述凸出成型部和一个或多个法兰元件卡口状地连接，并且设有至少一个阻挡机构，所述阻挡机构阻挡卡口状连接的松开。

塑料部件可以具有两个彼此相对置的凸出成型部，或者在塑料部件上可以设有三个或四个凸出成型部，尤其是所述塑料部件可以具有三个或四个分别均匀地彼此间隔开距离的凸出成型部。所述凸出成型部优选一件式地构成在塑料部件上。对于塑料部件和载体套筒借助于卡口状连接的优选连接，凸出成型部具有邻接到所述端面上的凹口。在此特别优选的是，所述凹口中的至少一个凹口、尤其是所有凹口分别在侧视图中看逐渐缩小地延伸。进一步优选的是，这设计为，使得所述法兰以紧密配合的方式保持在凹口中，或者法兰以压配合的方式保持在凹口中。以优选的方式得到在塑料部件和载体套筒之间的特别良好和简单的直接连接。

此外优选的是，阻挡机构由塑料部件中的至少一个盲孔形成，销压入所述盲孔中，所述销阻挡在塑料部件和载体套筒之间围绕它们的中心纵轴线的转动运动。

本发明还基于如下目的：提供一种磁性的塑料部件，所述塑料部件能够实现在载体套筒上简单和低成本的安装。

这按照本发明如下实现：塑料部件套筒状地构造并且具有至少两个远离其端侧突出的凸出成型部，所述凸出成型部一件式地构成在塑料部件上。

这样的塑料部件能够实现借助于凸出成型部与载体套筒的直接连接，并且因此实现在磁体系统中就已经提及的优点。

塑料部件的进一步有利的设计方案在从属权利要求中得出。

因此，在具有例如用于旋转角度和扭矩测量的这种塑料部件的磁体系统中，磁性的塑料部件与金属的载体套筒这样连接，使得塑料部件直接贴靠在载体套筒的法兰元件上，并且塑料部件的凸出成型部形成在塑料部件和载体套筒之间的形锁合连接，所述形锁合连接将所述塑料部件和载体套筒沿塑料部件和载体套筒的共同的中心纵轴线方向连接。所述形锁合连接可以是本身不可松开的并且因此是持久的，或者可以设有附加的阻挡机构，所述阻挡机构防止形锁合连接的松开。

附图说明

从属权利要求中和从现在根据附图的后续说明中得出本发明的其它设计方案、优点和应用。在此示出：

图1至9示出本发明的第一实施例，其中，

图1示出塑料部件的侧视图；

图2示出塑料部件的看向塑料部件端面的俯视图，所述端面直接贴靠到载体套筒上；

图3示出环形塑料部件的图解视图；

图4示出载体套筒的侧视图；

图5示出载体套筒的俯视图；

图6示出载体套筒的图解视图；

图7示出磁体系统的侧视图；

图8示出磁体系统的看向载体套筒的俯视图；

图9示出由塑料元件和载体套筒构成的磁体系统的图解视图；

图10至18示出本发明的第二实施例，其中，

图10示出塑料部件的侧视图；

图11示出塑料部件的看向塑料部件端面的俯视图，所述端面直接贴靠到载体套筒上；

图12示出环形塑料部件的图解视图；

图13示出载体套筒的侧视图；

图14示出载体套筒的俯视图；

图15示出载体套筒的图解视图；

图16示出磁体系统的侧视图；

图17示出磁体系统的看向载体套筒的俯视图；

图18示出由塑料元件和载体套筒构成的磁体系统的图解视图；

图19示出另一实施形式，其中示出磁体系统的看向载体套筒的俯视图，以便示出与第二实施形式的区别。

具体实施方式

借助于图1至9阐述本发明的第一实施例。

图3图解地作为示例示出磁体系统的环形塑料部件2，所述塑料部件具有磁性特性并且尤其是塑料复合的永磁体。这样的塑料复合的永磁体对于本领域技术人员是已知的并且其通过注塑法的制造也是已知的。塑料复合的永磁体沿着其周缘具有一系列的磁性北极和南极，所述一系列的磁性北极和南极能够在旋转角度和扭矩测量装置中由磁场传感器检测。这也对于本领域技术人员是已知的并且在此不再进一步阐述。

按照本发明，环形塑料部件在其端侧之一上具有至少两个凸出成型部。在图3的塑料部件的示例中，这是两个彼此径向相对置的凸出成型部10和11，所述凸出成型部从塑料部件的端侧8出发。凸出成型部与塑料部件的环形主体一件式地构成。所述凸出成型部因此在注塑塑料部件时形成并且同样具有磁性特性。凸出成型部的方位在此沿着环形塑料部件的周缘优选选择为，使得在凸出成型部中也分别存在磁性的北极和磁性的南极。图2和1示出塑料部件连同其凸出成型部的俯视图和侧视图。

在图6中图解示出磁体系统的载体套筒3的示例。所述载体套筒3具有两个法兰元件5和6，所述法兰元件分别彼此相对置地沿着载体套筒的周缘延伸。在两个法兰元件之间设有空隙15和16。空隙的大小分别为，使得塑料部件2的凸出成型部10或11能够引导穿过，从而能够实现部件2和套筒3的卡口状连接，如在下文中阐述的那样。图5和4示出载体套筒的俯视图和侧视图。在图4的侧视图中绘出法兰元件的端侧8’，塑料部件的端侧8在磁体系统中直接贴靠到法兰元件的该端侧上。在图5和6中分别可见所述端侧8’的后侧。代替具有通过空隙分开的多个法兰元件的载体套筒，也可以设有唯一的、连续的法兰，该法兰代替空隙具有凹部，塑料部件的凸出成型部能够穿过所述凹部插入。

图9示出磁体系统1，其中磁性的塑料部件2和载体套筒3相互持久连接。塑料部件和载体套筒同轴地设置并且因此它们的中心纵轴线位于同一直线上。塑料部件的凸出成型部形锁合地接合到法兰元件上，从而按照本发明，沿中心纵轴线的方向得到牢固的连接。如果形锁合连接构成为不再可松开的连接，那么因此该连接已经建立。

在所示出的实施例中，所述连接以卡口连接的方式进行，这在下面的实施例中也是这种情况。这是优选的连接方式。在示出塑料部件2的图1至3中可见，凸出成型部10和11分别具有凹口20和21，所述凹口在端面8和凸出成型部10和11之间延伸。凹口的高度h(图1)在此基本上等于法兰元件(图4)的厚度d，或者优选这样延伸，使得高度h从该侧看朝向凹口的端部递减，这还将阐述。因此，凹口20和21允许塑料部件1和法兰元件的卡口状连接，如在图9中以及在根据图8的磁体系统1的俯视图和根据图7的磁体系统1的侧视图中示出的那样。这实现为，使得在将凸出成型部10和11引入相应的空隙15或16之后(其中塑料部件的端面8贴靠到法兰元件的端面8’上)实现在塑料部件2和载体套筒3之间的转动相对运动，其中，法兰元件6借助其与空隙15相邻的部段引入凹口20中，或者说与凸出成型部10形成形锁合。相应地，法兰元件5通过转动以其与空隙16相邻的部段引入所述凹口21中并且因此也实现沿中心纵轴线方向在凸出成型部11和法兰元件5之间的形锁合。凸出成型部和法兰元件的确定尺寸选择为，使得通过形锁合得到端面8在端面8’上的足够牢固的贴靠。凹口20和21优选在侧视图中看构成为具有递减的高度，其中较大的高度位于凹口的入口处，从而在转动运动时得到塑料元件2在载体套筒3上递增的贴靠或按压。在凹口端部处的高度h在此能够相应地精确选择为法兰的厚度，从而在那里得到法兰在凹口中的牢固的配合(紧密配合)，或者凹口在凹口端部处的高度h甚至能够选择为略小于法兰的厚度，从而当转动运动结束时，凸出成型部轻微地弹性变形，使得在那里得到法兰的压配合。

在示出的实施例中，塑料部件2和载体套筒3在正确的位置中插合通过如下方式变得容易：在塑料部件2上沿着端面8在凸出成型部10和11之间分别设有一个另外的凸出成型部(在此为简单的柱形栓)，所述另外的凸出成型部分别在插合时辅助两个构件2和3的对中心，其方式为：栓25和26接合到相应的长形孔27或28中。长形孔确定尺寸为，使得栓不阻碍转动运动。

因为在该实施例中选择的卡口状连接引起形锁合，该连接必须被阻挡以防向回转动，因为在此应实现持久的连接，而不是可松开的卡口连接。这样的防止松开的转动运动的阻挡已经能够通过基于所提出的连接在塑料部件和载体套筒之间的足够强的摩擦锁合来得到。但是优选的是，设有至少一个阻挡机构，所述阻挡机构阻挡回转。

防止实现的连接松开的相应阻挡机构可以是在凸出成型部10、11中的至少一个和所属的法兰元件6或5的锁定连接。在凸出成型部和法兰元件之间的这种锁定的实施方案能够以任意对于本领域技术人员已知的方式实现。代替于此或者附加地也可以设有呈局部粘合剂涂覆层形式的化学阻挡措施，尤其在一个位置8”或在两个位置8”(在所述位置上露出端面8)上(图8)，从而通过粘合剂形成的增高部在该部位处阻挡凸出成型部10或11或两个凸出成型部以防向回转动。在所示出的示例中，阻挡机构通过一个销或者通过两个销构成，所述销压入所述塑料部件中并且防止塑料部件2和载体套筒3的向回转动。借此，并且也通过其它提及的阻挡机构，卡口状的连接成为持久的或不可松开的连接，这在本发明中是重要的。在所示出的示例中，在塑料部件2中设有盲孔30和31，所述盲孔在磁体系统1中(如在图8中可见)通过相应的长孔27和28分别在一个端部上可接近。如果分别一个未示出的销压入所述盲孔中，那么所述销还从盲孔中伸出，因此得到对塑料部件2和载体套筒3的向回转动的阻挡。所述销优选由非磁性的金属材料构成。在图9中，所述阻挡仅通过黑色的面表示并且未详细示出。

借助于图10至18阐述另一实施例。在此，与在之前的示例中相同的附图标记表示相同的或者功能相同的构件。图12以图解视图示出塑料部件2。在该实施方案中，在塑料部件2上设有四个凸出成型部，从而除了凸出成型部10和11还添加凸出成型部10’和11’。所述凸出成型部同样从端面8伸出。所述凸出成型部在该示例中均匀地沿着端面分布。这些凸出成型部也再次具有凹口20和21以及附加地具有凹口20’和21’，所述凹口允许卡口状连接，如在之前的示例中那样。但是，在该实施方案中没有设置如在之前的示例中的对中心栓，因为塑料部件2和载体套筒的对中心和插合由于附加的凸出成型部而是简单的。设有用于阻挡机构的盲孔30和31，然而是在其它部位处沿着端面8设置。在图10的侧视图中良好可见的是，在那里在侧视图中可见的凹口20’和21’如优选的那样逐渐缩小地延伸，其中在凹口的入口处具有较大的高度。对此适用在之前的示例中所做的评论，尤其是，使得相应的法兰在那里能够以紧密配合或压配合的方式保持。

在该示例中，载体套筒3具有四个法兰元件5、5’和6、6’，所述法兰元件通过空隙15、16和15’和16’相互分开，如尤其在图14中可见的那样。在该示例中，载体套筒在两个法兰元件5和6中具有各一个钻孔32和33，所述钻孔分别允许作为阻挡机构的销引导穿过。图18示出磁体系统1，所述磁体系统通过连接塑料部件2和载体套筒3而形成。这同样在凸出成型部10、11和10’、11’插入所属的空隙之后通过两个构件2和3彼此间的相对转动实现，以便使凸出成型部的凹口和法兰元件的所属部段形成形锁合，以便实现沿着中心纵轴线方向牢固的连接。在此也可以设置至少一滴粘合剂作为阻挡措施。此时优选的是一种用于所述阻挡机构的解决方案，其中，塑料部件中的盲孔30和31在构件2和3转动之后对齐，以建立与钻孔32和33的形锁合连接，从而也通过相应的钻孔将防止向回转动的销压入至少一个盲孔中或者两个盲孔中。

图19示出另一实施例，对于该实施例仅示出磁体系统1的俯视图。该示例对于形锁合连接对应于图10至18的示例。但是设有至少一个盲孔作为阻挡机构，所述阻挡机构在旋转之后在位于两个法兰元件之间的空隙中可接近。在该示例中示出两个盲孔。在至少一个盲孔中能够压入销，以便形成阻挡机构。

如已经提及的那样，阻挡机构的销优选由非磁性材料构成。同样提到的是，磁性塑料部件的凸出成型部优选位于一个边界上方，在所述边界上北极沿着端面的周缘邻接于南极。在此优选的是，凸出成型部相应地部分地包括北极并且部分地包括南极，或者两个极之间的边界也延伸通过凸出成型部。

因此，在按照本发明的例如用于旋转角度和扭矩测量的磁体系统中，磁性塑料部件与金属载体套筒这样连接，使得塑料部件直接贴靠在载体套筒的法兰元件上，并且塑料部件的凸出成型部形成塑料部件和载体套筒之间的形锁合连接，所述形锁合连接将塑料部件和载体套筒沿塑料部件和载体套筒共同的中心纵轴线方向连接。形锁合连接本身不可松开并且因此是持久的，或者可以设置附加的阻挡机构，所述附加的阻挡机构防止形锁合连接的松开。

在本申请中描述本发明的优选的实施方案时，要清楚指出的是，本发明不局限于所述实施方案并且也能够以其它方式在所附权利要求书的范围内实施。

Claims (13)

1.一种磁体系统(1)，该磁体系统包括具有磁性特性的环形塑料部件(2)和与所述塑料部件同轴设置并且与所述塑料部件持久连接的由金属制成的载体套筒(3)，所述载体套筒具有至少一个端侧的法兰元件(5、6)，其特征在于，所述塑料部件(2)以其端侧之一(8)直接贴靠在载体套筒的所述至少一个法兰元件(5、6)上并且借助于塑料部件的远离塑料部件的所述一个端侧(8)突出的至少两个凸出成型部(10、11；10、10’、11、11’)与载体套筒的一个法兰元件形锁合地连接或与载体套筒的多个法兰元件(5、6)形锁合地连接，从而所述塑料部件和所述载体套筒沿同轴的方向通过形锁合相互牢固地连接。

2.根据权利要求1所述的磁体系统，其特征在于，所述凸出成型部(10、11；10、10’、11、11’)和所述一个法兰元件或多个法兰元件(5、6)卡口状地连接，并且设有至少一个阻挡机构，所述阻挡机构阻挡卡口状连接的松开。

3.根据权利要求1或2所述的磁体系统，其特征在于，所述塑料部件具有两个彼此相对置的凸出成型部(10、11)。

4.根据权利要求1或2所述的磁体系统，其特征在于，所述塑料部件具有三个或四个凸出成型部，尤其是，所述塑料部件具有三个或四个分别均匀地彼此间隔开距离的凸出成型部(10、11、10’、11’)。

5.根据权利要求1至4之一所述的磁体系统，其特征在于，所述凸出成型部一件式地构成在所述塑料部件上。

6.根据权利要求1至5之一所述的磁体系统，其特征在于，所述凸出成型部(10、11；10、10’、11、11’)具有邻接到所述一个端面(8)上的凹口(20、21；20、20’、21、21’)。

7.根据权利要求6所述的磁体系统，其特征在于，所述凹口中的至少一个凹口、尤其是所有凹口分别在侧视图中看逐渐缩小地延伸。

8.根据权利要求7所述的磁体系统，其特征在于，所述法兰以紧密配合的方式保持在所述凹口中，或者所述法兰以压配合的方式保持在所述凹口中。

9.根据权利要求2至8之一所述的磁体系统，其特征在于，所述阻挡机构由所述塑料部件中的至少一个盲孔(30、31)形成，销压入所述盲孔中，所述销阻挡在塑料部件和载体套筒之间围绕塑料部件和载体套筒的中心纵轴线的转动运动。

10.一种用于根据权利要求1至9之一所述的磁体系统的磁性塑料部件(2)，其特征在于，所述塑料部件套筒状地构造并且具有至少两个远离其端侧之一突出的凸出成型部(10、11、10’、11’)，所述凸出成型部一件式地构成在所述塑料部件上。

11.根据权利要求10所述的磁性塑料部件，其特征在于，设有两个彼此相对置的凸出成型部。

12.根据权利要求10所述的磁性塑料部件，其特征在于，设有三个或四个凸出成型部，所述凸出成型部均匀地沿着所述一个端侧的周缘分布。

13.根据权利要求10至12之一所述的磁性塑料部件，其特征在于，所述凸出成型部中的至少一个凸出成型部、尤其是所有凸出成型部设有凹口，所述凹口邻接到塑料部件的所述一个端侧上并且在所述凸出成型部的侧视图中朝向所述凹口的端部会聚地构成。