CN109564115A - 传感器、用于制造传感器的方法、操作装置、用于制造操作装置的方法、以及摩擦离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于感测至少一个物理参数的传感器以及一种操作装置。本发明还涉及一种用于制造传感器的方法及一种用于制造操作装置的方法、以及一种摩擦离合器。传感器(10)用于感测用于操作离合器的操作装置的，特别是中央分离器的可移动元件的至少一个物理参数，或感测离合器的可移动元件的至少一个物理参数。传感器包括用于感测物理值或状态的至少一个敏感元件(11、12、13)和支承敏感元件(11、12、13)的至少一个基座元件(20)，其中，传感器(10)在至少一个外表面(51、52)上具有用于将传感器(10)确定地定位在支撑件上的至少两个结构元件(60、61)。具有结构元件的传感器的设计确保了传感器相对于操作装置的元件被精确定位，并因此可提供精确的测量结果。

Description

传感器、用于制造传感器的方法、操作装置、用于制造操作装 置的方法、以及摩擦离合器

技术领域

本发明涉及一种用于感测操作装置的可移动元件的至少一个物理参数的传感器和一种具有至少一个根据本发明的传感器的操作装置。此外，本发明涉及一种用于制造根据本发明的传感器的方法和一种用于制造根据本发明的操作装置的方法，以及一种具有根据本发明的操作装置的摩擦离合器。

背景技术

为了操作车辆中的离合器，越来越多地使用电驱动的、且作用在离合器的可移动元件中心上的操作装置。这种操作装置也被称为电气式中央分离器。为了确定至少一个在操作过程期间改变的物理参数，诸如操作行程或位置，这样的操作装置或者说这种电气式中央分离器包括至少一个传感器，通常包括多个传感器。通常在这种情况下，这样的传感器被布置在操作装置的支承元件上。为了精确确定要感测的物理参数的值，必须精确地定位传感器。即使传感器的位置与理论位置的相对小的偏差也会导致传感器确定的测量值或状态的不可靠的失真。

这样的传感器通常包括布置在板件上和/或所谓的辅助元件上的一个或多个敏感元件，其中，在优选的设计方案中所述板件或辅助元件能够与敏感元件一起通过注塑由成型的壳体材料包封。通过将这样制造的传感器的外部贴靠在操作装置的支承元件的一个或多个表面上来定位传感器。这不仅会导致在传感器内敏感元件相对不确定的位置的不合期望的位置偏差，并由此导致不准确的测量结果，而且还使整个传感器相对于操作装置的其余部分的定位不准确。

图1示出了传统的传感器在其制造过程中的视图。在此示出的实施例中，这种传统的传感器具有被布置在公共板件30上的第一敏感元件11、第二敏感元件12和第三敏感元件13，公共板件30在此处被构造成基座元件20。敏感元件11、12、13和板件30被辅助元件40包封或通过插接被布置在该辅助元件上，使得辅助元件40支承板件30与敏感元件11、12、13。

辅助元件40又由壳体50包围，壳体使传感器10整体上具有长方体形状。此外，壳体50还形成第一外表面51和第二外表面52。为了制造图1中所示的传统传感器10，如图1所示，辅助元件40与布置在其上的板件和敏感元件11、12、13一同由壳体50的材料注塑包封，其中，辅助元件40为此通过间隔保持件71被定位且固定在注塑模具70中。在这种情况下，图1中只示出了贴靠在与第一外表面51对置的表面的注塑模具70的局部。由此制成的传感器10能够通过其两个外表面51、52被放置到相应的表面(例如操作装置的表面，如中央分离器的表面)并被定位，并在此确定由操作装置实现的物理参数的至少一个值。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种传感器和配备有这种传感器的操作装置，及制造这种传感器的方法、制造这种操作装置的方法和具有这种操作装置的摩擦离合器，能够通过它们这样设计摩擦离合器，使得能够在较长的摩擦离合器使用寿命期间以精确且可靠的方式来确定操作摩擦离合器时的至少一个物理参数。

该技术问题通过根据权利要求1所述的传感器、根据权利要求6所述的用于制造传感器的方法、根据权利要求8所述的操作装置、根据权利要求9所述的制造操作装置的方法、以及根据权利要求10所述的摩擦离合器来解决。

根据本发明的传感器的优选实施方式在从属权利要求2至5中给出。用于制造传感器的方法的优选实施方式在从属权利要求7中给出。

权利要求的特征能够按任何技术上有意义的方式和形式进行组合，其中，为此，还能够包括对以下描述的解释以及包括本发明的另外的实施方式的附图中的特征。

根据本发明的传感器用于感测用于操作离合器的操作装置的，尤其是中央分离器的可移动元件的至少一个物理参数，或者用于感测离合器本身的可移动元件的至少一个物理参数。在本发明的设计方案中，传感器测量电动驱动装置的转子的角位置，以便能够从中得出有关操作元件的行程位置的结论。

传感器包括至少一个用于感测物理参数的物理值或状态的敏感元件和至少一个支承这些敏感元件的基座元件，其中，该传感器在至少一个外表面上具有至少两个用于将传感器确定地定位在支撑件上的结构元件。因此，根据本发明，传感器是指这样的整个的装置，其具有一个或多个敏感元件和用于读取感测到的值或感测到的状态的相应接口。

传感器或其敏感元件能够被设计为霍尔传感器。

根据设计方案，传感器还能包括板件、辅助元件和/或壳体。另外，根据本发明被布置在至少一个外表面上的两个结构元件不一定布置在同一外表面上，两个结构元件也能够被这样布置在两个外表面上，使得第一结构元件被布置在第一外表面上且第二结构元件被布置在第二外表面上。

在传感器的优选实施方式中，传感器具有两个彼此成角度地延伸的外表面，并且在这些外表面中的一个上分别布置有至少一个结构元件。因此，在结构元件从这些外表面凸出的情况下，结构元件也彼此成角度地延伸。

在这种情况下，各个结构元件能够是从相应的外表面的平面凸出的凸起部。具体地，这种凸起部能够具有圆柱形销的形状。但是，不应排除被设计成孔或者说钻孔或凹槽的形式的结构元件。

为了防止传感器安装在错误的角度位置中，有利地设计传感器具有至少两个作为结构元件的、被构造成圆柱销的凸起部，其中，圆柱销具有不同的直径。

如已提及的，传感器还能具有板件、辅助元件和/或壳体。支承敏感元件的基座元件在此能够是板件，其中，板件被定位在辅助元件中或辅助元件上和/或壳体中，且辅助元件或壳体形成传感器的外表面。在第二备选方案中，支承敏感元件的基座元件是形成传感器的外表面的辅助元件。在第三备选方案中，支承敏感元件的基座元件是支承在形成传感器外表面的壳体中的辅助元件。作为第四备选实施方式，壳体是支承敏感元件的基座元件，其中壳体形成传感器的外表面。优选构造成凸起部的各个结构元件因此被构造在壳体上或者在辅助元件上，这取决于形成传感器的外表面是壳体还是辅助元件。

因此，能够存在以下传感器元件的组合：

-敏感元件、板件、辅助元件和/或壳体

-敏感元件、辅助元件、壳体

-敏感元件、辅助元件，

-敏感元件、壳体。

在这种情况下，辅助元件优选为所谓的预注塑件(Vorspritzling)或置入元件，其用于将板件或敏感元件布置在铸模中并且有助于利用壳体材料来注塑包封板件或敏感元件。

被构造成凸起部的结构元件优选由形成外表面的部件的材料实现。然而，在这种情况下也不排除这样的变型方案：凸起部状的结构元件由与板件连接的插入元件的凸出部段而构成。这样的插入元件是杆状元件，其机械地连接到板件并从传感器的相应外表面凸出。

此外，凸起部状的结构元件也能通过所提到的元件中的至少两者(例如壳体和辅助元件)的组合来实现。

本发明的另一主题是用于制造根据本发明的传感器的方法，其中提供了基座元件和一个或多个敏感元件，敏感元件固定在基座元件处或固定在基座元件上或固定在基座元件中，并且用于将传感器确定地定位在支撑件上的至少两个结构元件被构造在传感器中的至少一个外表面上。

在制造方法的优选实施方式中，外表面是通过成型工艺，特别是通过铸造工艺构造。在这种情况下，能够基于根据本发明的传感器的设计以不同的方式来进行。

敏感元件能够基本嵌入在成型的壳体材料中。在第二方法备选方案中，敏感元件基本嵌入在成型的辅助元件材料中。在第三方法备选方案中，敏感元件布置(例如插接)在辅助元件上或辅助元件处，并且辅助元件本身基本上嵌入在成型的壳体材料中。在此，敏感元件能够布置在板件处或板件上。当敏感元件布置在板件处或板件上时，得到另外的方法备选方案，其中，在板件上布置的敏感元件基本上嵌入在成型的壳体材料中，或者在板件上布置的敏感元件基本上嵌入在成型的辅助元件材料中，或者在板件上布置的敏感元件被布置在辅助元件上或辅助元件处并且辅助元件基本上嵌入在成型的壳体材料中。

由此得出根据本发明的传感器的所提到的不同实施方式。当然，不排除对通过成型得到的外表面进行再加工，以便得到传感器的最终形状和尺寸。

本发明的另一主题是能够机械式、液压式或电气式驱动的操作装置。具体地，这种操作装置能够是电气式中央分离器，该电气式中央分离器被设计用于操作机动车的驱动系中的离合器，尤其是摩擦离合器。操作装置包括用于实现旨在操作离合器的平移运动的驱动装置和布置在驱动装置上的至少一个根据本发明的传感器。驱动装置在这种情况下具有与传感器的结构元件机械连接的两个互补结构元件。

优选地，传感器的结构元件被设计成凸起部，并且驱动装置的互补结构元件被相应地设计成凸起部能够插入其中的孔或者说钻孔或凹槽。

然而，不应排除传感器和驱动装置上的凸起部和凹槽的相反设计的方式。

操作装置或者说中央分离器用于直接操作离合器，以将离合器的压板分离。

电气式中央分离器具有空间小、操作可靠且快速以及管路元件所需的体积小的优点。必要时，中央分离器还能被设计用于实现离合器的压板的接合运动。

通常，这种中央分离器包括电动机驱动的驱动装置，该驱动装置通过适当的传动装置将驱动装置的旋转运动转换为平移运动，以便操作离合器。

如所提到的，传感器的结构元件尤其能设计为凸起部或圆柱销，使得在操作装置上的互补结构元件是相应形状和尺寸的凹槽或孔，传感器的结构元件能插入到凹槽或孔中，其中，在传感器的结构元件和驱动装置的互补结构元件之间不应排除压力配合。通过连接传感器的结构元件与驱动装置的互补结构元件使得传感器总共失去两个平移自由度和三个旋转自由度。只要附加地使传感器支承在驱动装置的支承面上，由此传感器的第三平移自由度也在至少一个方向上受到阻碍，这使得结构元件不仅用于传感器的精确定位，而且还至少部分地用于固定传感器。

本发明的另一主题是用于制造根据本发明的操作装置的方法，其中，提供驱动装置和根据本发明的传感器，并且连接传感器的结构元件与驱动器的互补结构元件，使得传感器相对于驱动装置定位。

此外，本发明涉及一种用于使从动轴与驱动系能断开地连接的摩擦离合器，其中，该摩擦离合器包括至少一个摩擦片组以及与摩擦片组连接的至少一个从动元件，摩擦片组具有压板和相应的摩擦盘，通过摩擦盘和压板能够在压紧状态下传递扭矩。此外，根据本发明的摩擦离合器包括根据本发明的操作装置，通过该操作装置能够轴向移动压板。

摩擦离合器被设计用于将扭矩从从动轴传递到负载装置，并且反之将扭矩从负载装置传递到从动轴。这通常通过摩擦片组实现，摩擦片组具有能轴向移动的、通常与从动轴抗旋转连接的压板，压板能够相对至少一个对应的摩擦盘而被压紧。从压紧力得出摩擦面上的摩擦力，摩擦力乘以摩擦面的平均半径得出能传递的扭矩。

附图说明

下面将基于所涉及的技术背景并参考示出了优选实施方式的附图来详细阐述上述发明。本发明不以任何方式被限于这些纯示意的附图，应注意，附图中所示的实施例不限于所示的比例。附图中示出：

图1：制造过程中的传统传感器，

图2：制造过程中的根据本发明的第一备选实施方式的传感器，

图3：根据本发明的第一备选实施方式的传感器，

图4：制造过程中的根据本发明的第二备选实施方式的传感器，

图5：制造过程中的根据本发明的第三备选实施方式的传感器。

具体实施方式

图1中所示的传统传感器已经在说明书的背景技术部分中进行描述。

在图2至图5中的备选实施方式中示出了根据本发明的传感器，其中，在图2、图4和图5中示出了在制造过程中的传感器，并且在图3中没有示出制造所需的工具。

在图2所示的实施方式中，根据本发明的传感器同样配置有安置在板件30上的三个敏感元件11、12、13，板件30在此构成基座元件20。在该实施方式中，板件30与敏感元件11、12、13一起布置在辅助元件40上或被辅助元件40包封，辅助元件40又被所铸造的壳体50的材料包封或嵌入在所铸造的壳体50的材料中。在此，可清楚地看到，第一结构元件60作为从第一外表面51凸出的第一辅助元件凸起部41，并且第二结构元件61作为从第二外表面52凸出的第二辅助元件凸起部42。这些凸起部41、42优选设计为销状。这意味着，在此处示出的备选实施方式中，辅助元件40被导引向外穿过壳体50的材料至外表面51、52，并从这些外表面51、52凸出。

在这种情况下，为了制造图2中所示的传感器10，通过注塑工艺来构造壳体50，其中，壳体50的材料将辅助元件40并由此将具有敏感元件11、12、13的板件30包封。为此，辅助元件40通过间隔保持件71相对于在此仅部分示出的注塑模具70定位并固定。

相对图2描述的传感器10，在图3中未示出注塑模具。能够看出，壳体50大致形成长方体的形状。

图4示出了根据本发明的传感器10的另外的备选实施方式，该传感器在此也具有板件30上的三个敏感元件11、12、13，这些部件由辅助元件40容纳。辅助元件40由壳体50包围，其中，壳体50本身形成作为第一结构元件60的第一壳体凸起部53和作为第二结构元件61的第二壳体凸起部54，其中，第一壳体凸起53布置在第一外表面51上且第二壳体凸起54布置在第二外表面52上。优选地，这样构造用于制造壳体50的注塑模具70，使得能够形成壳体凸起部53、54，但不应排除为制造壳体凸出部53、54而对壳体50进行的后续加工，特别是切削加工。

图5示出了第三备选实施方式，其中，敏感元件11、12、13在此同样被布置在板件30上，这些部件由辅助元件40容纳。如已经描述的那样，辅助元件40同样由在成型工艺中制造的壳体50包封。相对于先前介绍的备选实施方式，第一结构元件60和第二结构元件61此处并不是由辅助元件40或壳体50的一部分构成的，而是通过额外布置的插入元件31、32实现的。在这种情况下，第一插入元件31与板件30机械连接并从第一外表面51凸出。同样地，第二插入元件32与板件30机械连接并从第二外表面52凸出。

根据本发明的传感器的全部所介绍的实施方式的共同之处在于，传感器在两个外表面51、52上具有两个结构元件60、61，这两个结构元件在被布置在操作装置(例如，中央分离器)的驱动装置上的互补结构元件中时，确保了传感器10相对于驱动装置或操作装置中的待测量或待确定其物理参数的元件的精确位置。由此能够防止由于传感器的不被期望的位置偏差而导致的测量不准确性。

因此，通过根据本发明的设计方案的、具有结构元件的传感器能够确保传感器相对于操作装置的元件而被精确定位，并因此能够提供准确的测量结果。因此，可能产生的制造公差，特别是外表面或外部尺寸的制造工差不再重要。这特别适用于根据本发明的实施方式，其中，结构元件通过在壳体的内部的、从壳体中向外延伸出部件实现，这是因为在这些设计方案中，从敏感元件到结构元件的公差链较短。

此外，通过传感器的结构元件与操作装置的简单配合简化了传感器的装配。代替传统方式中制造具有精确外表面的传感器，现在只需使结构元件以精确的方式相对敏感元件定位。

附图标记列表

10 传感器

11 第一敏感元件

12 第二敏感元件

13 第三敏感元件

20 基座元件

30 板件

31 第一插入元件

32 第二插入元件

40 辅助元件

41 第一辅助元件凸起部

42 第二辅助元件凸起部

50 壳体

51 第一外表面

52 第二外表面

53 第一壳体凸起部

54 第二壳体凸起部

60 第一结构元件

61 第二结构元件

70 注塑模具

71 间隔保持件

Claims (10)

1.一种传感器(10)，旨在感测用于操作离合器的操作装置的，尤其是中央分离器的可移动元件的至少一个物理参数，或感测离合器的可移动元件的至少一个物理参数，

所述传感器包括用于感测物理值或状态的至少一个敏感元件(11、12、13)以及至少一个支承所述敏感元件(11、12、13)的基座元件(20)，其中，所述传感器(10)在至少一个外表面(51、52)上具有用于将所述传感器(10)确定地定位在支撑件上的至少两个结构元件(60、61)。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器具有两个彼此成角度地延伸的外表面(51、52)并且在所述外表面(51、52)上分别布置至少一个结构元件(60、61)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述结构元件(60、61)为从所述外表面(51、52)的平面凸出的凸起部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(10)具有作为结构元件(60、61)的、构造为具有不同直径的圆柱销的至少两个凸起部(41、42、53、54)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(10)还包括板件(30)、辅助元件(40)和/或壳体50，并且其中，支承所述敏感元件(11、12、13)的基座元件(20)是：

i)所述板件(30)，其中，所述板件(30)被支承在所述辅助元件(40)中或在所述辅助元件上和/或被支承在所述壳体(50)中，并且所述辅助元件(40)或所述壳体(50)形成所述传感器(10)的外表面(51、52)，

ⅱ)所述辅助元件(40)，其形成所述传感器(10)的外表面，

iii)所述辅助元件(40)，其被支承在所述壳体(50)中，所述壳体形成所述传感器(10)的外表面(51、52)，

v)所述壳体(50)，其形成所述传感器的外表面(51、52)。

6.一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的传感器(10)的方法，其中：

-提供所述敏感元件(11、12、13)和所述基座元件(20)，

-所述敏感元件(11、12、13)被固定在所述基座元件(20)处、所述基座元件上或所述基座元件中，

-在所述传感器的至少一个外表面(51、52)上构造至少两个结构元件(60、61)，用于将所述传感器(10)确定地定位在支撑件上。

7.根据权利要求6所述的用于制造传感器的方法，其中，所述外表面(51、52)通过成型工艺，特别是通过铸造工艺构造，其中，在所述成型工艺中，

i)所述敏感元件(11、12、13)基本上嵌入在成型的壳体材料中，

ii)所述敏感元件(11、12、13)基本上嵌入在成型的辅助元件材料中或布置在辅助元件上，或者

iii)所述敏感元件(11、12、13)至少部分地由辅助元件(40)包围或被布置在所述辅助元件上，并且所述辅助元件(40)基本上嵌入在成型的壳体材料中。

8.一种操作装置，尤其是机械式、液压式或电气式驱动的操作装置，例如电气式中央分离器，用于操作机动车的驱动系中的离合器，尤其是摩擦离合器，所述操作装置包括旨在实现用于操作离合器的平移运动的驱动装置，并且包括布置在所述驱动装置上的、至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的传感器(10)，其中，所述驱动装置具有两个互补结构元件，所述互补结构元件与所述传感器的结构元件(60、61)机械连接。

9.一种用于制造根据权利要求8所述的操作装置的方法，其中，提供所述驱动装置和所述传感器(10)，并且所述传感器(10)的结构元件(60、61)与所述驱动装置的互补结构元件连接，从而相对于所述驱动装置定位所述传感器(10)。

10.一种摩擦离合器，用于能拆卸地连接从动轴与驱动系，所述摩擦离合器至少包括以下组件：

-具有压板和相应的摩擦盘的摩擦片组，通过所述摩擦片组能够在压紧状态下传递扭矩；

-与所述摩擦片组连接的至少一个从动元件；

以及根据权利要求8所述的操作装置，通过所述操作装置能够轴向移动所述压板。