CN110831792A - 角度测量装置的布置方式 - Google Patents

Abstract

本发明涉及角度测量装置在车辆的底盘上的一种布置方式，其中，所述底盘包括拉杆(1)和具有枢转轴线的枢转轴承(2)，其中，所述拉杆(1)能围绕所述枢转轴线枢转，并且其中所述角度测量装置包括传感器(3)和信号发生器。在此规定，所述传感器(3)在所述枢转轴线的区域中布置在拉杆(1)上，并且所述信号发生器布置在所述枢转轴承上(2)。

Description

角度测量装置的布置方式

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的、角度测量装置在车辆的底盘上的一种布置方式。

背景技术

从申请人的专利文献DE 10 2006 061 976 A1中已知一种用于车辆的车轮悬架，其中，拉杆通过轴承可枢转地固定到车辆的车身上。在车轮悬架、在下文中也称为底盘上设置有角度测量装置，借助于该角度测量装置可以检测拉杆相对于车身围绕着轴承的枢转轴线的枢转。所述角度测量装置具有两个部件，即传感器和信号发生器，它们优选是磁传感器和磁体。根据一种优选的实施方式，磁体在枢转轴线的区域中布置在拉杆的外侧上，并且磁传感器布置在专门的、车身固定的保持部上，从而磁体和磁传感器彼此有效连接。

发明内容

本发明的目的在于角度测量装置、尤其是传感器和信号发生器在相对于彼此可枢转的底盘部件上的改进的布置方式。

本发明包括权利要求1的特征。有利的改进方案由从属权利要求得出。

根据本发明规定，传感器在枢转轴线的区域中布置在拉杆上，并且信号发生器布置在枢转轴承上。拉杆和枢转轴承可围绕着至少一条枢转轴线相对于彼此移动，因此能相对于彼此占据不同的角度位置。各个角度位置通过信号发生器和传感器的相互作用来检测。与前述的现有技术相比，本发明的优点是：传感器的安装不需要额外的支撑，因为传感器在枢转轴线的区域中直接布置在拉杆上。传感器的根据本发明的布置方式此外还具有以下优点：保护了优选位于传感器壳体中的传感器免受来自环境的有害影响。枢转轴线或者说枢转轴承可以布置在车轮侧、例如车轮支架上或者布置在车身侧、例如辅助框架或后桥上。在两种情况下，均检测到拉杆相对于车轮支架或车辆的角运动和角度位置。

根据一种优选的实施方式，所述拉杆在支承侧具有环形构造的、带有容纳开口的毂圈，在该毂圈中容纳有枢转轴承、例如橡胶轴承。

根据另一种优选的实施方式，环形的毂圈具有外表面，传感器布置并固定在该外表面上。因此，传感器沿径向方向布置在信号发生器的外部，并且通过环形的毂圈的壁厚与信号发生器隔开。

根据另一种优选的实施方式，将形式为凹部的凹口加工到所述外表面中，从而传感器优选沿切线方向在拉杆上被引导。传感器固定在拉杆上，这通过传感器壳体与拉杆的形状配合的啮合或通过附加的连接件、例如螺纹连接部实现。所述凹口优选具有两个平行的导向面和一个端侧的止挡面。第三面是敞开的，因此可以将传感器推入到所述凹口中并固定在那里。这种布置方式的优点是：传感器和信号发生器之间的距离相对较小，从而信号发生器的磁场到达传感器时不会减弱或受损。

根据另一种优选的实施方式，所述枢轴承是球套接头，其具有带有球形区域的套筒。拉杆毂圈的容纳开口是球形帽(Kugelkalotte)，因此可以容纳套筒的球形区域。因此，拉杆不仅能够围绕枢转轴线、也即球形套筒的纵轴线进行枢转运动，而且能够附加地围绕垂直于纵轴线延伸的轴线(横轴线)进行枢转运动。此外优点还在于，球形区域为信号发生器的安放提供了额外的空间。

根据另一种优选的实施方式，信号发生器布置在套筒的球形区域中。通过这种布置方式，保护了信号发生器免受周围环境的有害影响。

根据另一种优选的实施方式，信号发生器是永磁体。该永磁体产生磁场，而不必从外部提供能量，该磁场与布置在径向外部的传感器有效连接。

根据另一种优选的实施方式，传感器是磁敏的传感器、特别是霍尔传感器。霍尔传感器是商用的结构元件，其利用信号响应磁场的变化。磁场的变化是由信号发生器、磁体和传感器、霍尔传感器之间的相对运动引起的。

根据另一种优选的实施方式，永磁体是具有柱体轴线的柱体，该柱体轴线相对于枢转轴线沿径向方向延伸。因此，柱形磁体的北极和南极在径向上对齐。磁敏的传感器、也简称为磁体传感器相对于枢转轴线径向地设置在柱形磁体的外部。当安装磁体、更确切地说案子枢转轴承或球套接头时，必须调整磁体和传感器，以便使磁体在运行期间保持在传感器的磁敏的或“可见”的范围内。

根据另一种优选的实施方式，信号发生器可以是环形磁体，也就是环状的、布置在球形套筒的环形槽中的磁体。正如由申请人的专利文献DE 103 58 763 A1中已知的那样，环形磁体优选地是磁极转子。在这种情况下，所述磁极转子具有多个径向磁化的区域，其中相邻的区域分别具有相反的磁化方向，即：沿圆周方向观察一个北极挨着一个南极。在这方面，在传感器的可见范围中的每个角度位置处存在构造为环形磁体的信号发生器。在此，关于传感器沿环形磁体的圆周方向不需要进行调校和/或固定。特别地，在安装时关于传感器不需要对准作为信号发生器的环形磁体。

根据另一种优选的实施方式，信号发生器由多个柱状的、关于其柱体轴线径向地对齐的单个磁体在圆周上分布地构成。在这种情况下，也不需要特别是在安装时在信号发生器和传感器之间进行调校和/或对准。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例并且在下文中更详细地进行描述，其中，根据说明书和/或附图可以得出其他的特征和/或优点。附图示出了：

图1是带有传感器和球套接头的车辆拉杆的部分示图；

图2是根据图1所示的拉杆的俯视图；

图3是拉杆的侧视图；

图4是带有磁铁和传感器的球套接头的径向截面示图；

图5是本发明的、带有环形磁体的另一种实施方式；并且

图6是本发明的、带有在圆周上分布的柱形磁体的另一种实施方式。

具体实施方式

图1以3D示图示出了机动车的底盘的拉杆1的一部分，该拉杆具有构造为球套接头2的枢转轴承2和传感器3。所述拉杆1、优选横拉杆1是机动车的底盘或者机动车的后桥的车轮悬架的一部分。根据一种优选的实施方式，所述拉杆1通过球套接头2固定在未示出的车轮支架上。拉杆1具有带有容纳开口5的、环状地构造的毂圈4，球套接头2容纳在该容纳开口中。在毂圈4的外圆周中加工出容纳传感器3的凹口6。

图2示出了拉杆1的俯视图，从图中可以清楚地看到传感器3在拉杆1上的布置方式。球套接头2的轴线由a表示，并且在下文中也称为枢转轴线a，因为拉杆1主要围绕枢转轴线a进行枢转运动。然而，由于将枢转轴承设计为球套接头2，也能够实现围绕相对于纵向轴线a的横向轴线的枢转运动。所述球套接头2具有在图2中仅部分可见的球形套筒，该球形套筒具有在其外侧的、伸出拉杆毂圈4的宽度的端部7a、7b。球形套筒利用其两个端部7a、7b夹紧在车轮支架的未示出的轴承座之间。如从俯视图可以看出的那样，凹口6适配于传感器3的形状，从而该凹口保持侧向引导并且因此保持固定以防止转动。传感器3的壳体可以在其通过矩形A显示的端面上通过合适的形状配合连接的或摩擦连接的器件固定，以防止其沿横向于枢转轴线a的方向移动。

图3以沿枢转轴线a的方向看的视图示出了带有部分剖开的、容纳在凹口6中的传感器3的拉杆1，所述传感器具有传感器线缆3a。通过圆环横截面示出的球形套筒7具有贯通开口7c，球套接头2通过该贯通开口7c经由未示出的螺栓与车轮支架连接。因此，所述球形套筒7固定在车轮支架上。

图4以剖视图、也即垂直于枢转轴线a的径向剖面示出了拉杆1。可以看出，传感器3或其壳体的底面平放在凹口6的底部上，该凹口相对于拉杆毂圈4的外圆周形成凹部。所述传感器3具有呈突出的销形式的、所谓的传感器帽3b，所述传感器通过线缆3a与未示出的电子评估单元连接，所述传感器帽容纳在拉杆1的孔1a中并且因此形成所述传感器3的固定结构以防其发生转动。但是由于凹口6的上述导向功能也可以省略该固定结构。在构造为柱状的磁体8的球形套筒7中，更确切地说在传感器3的径向内部布置有信号发生器8，其中在信号发生器8和传感器3之间形成相对较小的距离，所述传感器是被简称为磁传感器3的、磁敏的传感器3，并且根据一种优选的实施方式被设计为霍尔传感器3。磁体8的磁极布置在径向地对齐的柱体轴线z上。磁体8优选是永磁体8，并且产生磁场，该磁场的场力线基本径向地对齐并且与磁传感器3处于有效连接。当磁场由于拉杆1和球形套筒7之间的相对运动而发生改变时，产生信号。在安装球套接头2时、尤其是在安装带有(在圆周上唯一的)磁体8的球形套筒7时，必须通过调校来确保磁体8位于传感器3的“可见范围”中。

图5示出了本发明的第二实施例，该第二实施例在很大程度上与先前的实施例相对应，因此，相同的附图标记用于相同的部件。代替柱状地构造的永磁体8(图4)，这里设置有环形磁体9，所述环形磁体与球形套筒轴线a同轴地布置在球形套筒7中。所述环形磁体9的磁场与传感器3有效连接，从而使得环形磁体9和传感器3之间的相对运动导致信号的触发。优选地，所述环形磁体是磁极转子，正如由申请人的专利文献DE 103 58 763 A1所已知的那样。在这种情况下，在圆周上设置有不同的、具有相反的取向的磁化区域。

图6示出了本发明的第三实施例，该第三实施例与先前的实施例的不同之处在于信号发生器的构造：多个柱形磁体10(图中为八个，分别以45度的间隔错开)在圆周上均匀地分布地布置在球形套筒7中，其中柱体轴线径向地对准。由磁体10发出的磁场与传感器3有效连接。

在第二实施例和第三实施例中不需要如在第一实施例中那样在安装期间进行调校，因为在球形套筒7和传感器3之间的每个角度位置中在环形磁体9(图5)之间或在柱形磁体10(图6)之间都存在与传感器3的有效连接。

附图标记列表：

1 拉杆

1a 孔

2 球套接头

3 传感器

3a 传感器线缆

3b 传感器帽

4 毂圈

5 容纳开口

6 凹口

7 球形套筒

7a 端部

7b 端部

8 信号发生器/磁体

9 环形磁体

10 柱形磁体

A 矩形

a 枢转轴线

z 磁体8的柱体轴线

Claims (11)

1.角度测量装置在车辆的底盘上的布置方式，其中，所述底盘包括拉杆(1)和具有枢转轴线(a)的枢转轴承(2)，其中，所述拉杆(1)能围绕所述枢转轴线(a)枢转，并且其中所述角度测量装置包括传感器(3)和信号发生器(8、9、10)，其特征在于，所述传感器(3)在所述枢转轴线(a)的区域中布置在拉杆(1)上，并且所述信号发生器(8、9、10)布置在所述枢转轴承上(2)。

2.根据权利要求1所述的布置方式，其特征在于，所述拉杆(1)在支承侧具有环状地构造的毂圈(4)，所述毂圈具有用于所述枢转轴承(2)的容纳开口(5)。

3.根据权利要求2所述的布置方式，其特征在于，所述毂圈(4)具有外表面，并且所述传感器(3)布置并固定在所述外表面上。

4.根据权利要求3所述的布置方式，其特征在于，所述外表面具有凹口(6)，所述传感器(3)在所述凹口中被引导和保持。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的布置方式，其特征在于，所述枢转轴承是球套接头(2)，所述球套接头带有具有球状区域的套筒(7)。

6.根据权利要求5所述的布置方式，其特征在于，所述信号发生器(8、9、10)布置在所述套筒(7)的球状区域中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的布置方式，其特征在于，所述信号发生器是永磁体(8)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的布置方式，其特征在于，所述传感器是磁敏的传感器(3)、尤其是霍尔传感器(3)。

9.根据权利要求7或8所述的布置方式，其特征在于，所述永磁体是具有柱体轴线(z)的柱体(8)，所述柱体轴线(z)相对于所述枢转轴线(a)沿径向方向布置。

10.根据权利要求7或8所述的布置方式，其特征在于，所述信号发生器是环形磁体(9)、特别是磁极转子(9)。

11.根据权利要求7或8所述的布置方式，其特征在于，所述信号发生器包括多个布置在圆周上的磁体(10)。

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