CN115803589A - 用于车辆的结构组合件和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的结构组合件(2)，该结构组合件包括具有第一壳体部件(4)的壳体和在结构组合件(2)的安装状态下围绕旋转轴线可旋转地布置在第一壳体部件(4)上的旋转体(16)，其中，旋转体(16)相对于第一壳体部件(4)的轴向位置在结构组合件(2)的安装状态下借助于第一壳体部件(4)固定。为了改进用于车辆的结构组合件(2)和配备有其的车辆而提出：仅借助于第一壳体部件(4)在结构组合件(2)的安装状态下来固定旋转体(16)相对于第一壳体部件(4)的轴向位置。此外，本发明涉及一种车辆。

Description

用于车辆的结构组合件和车辆

技术领域

本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中提到的类型的用于车辆的结构组合件以及一种具有这种结构组合件的车辆。

背景技术

这种用于车辆的结构组合件和车辆已经从现有技术中以许多实施变型方案已知。已知的用于车辆的结构组合件包括具有第一壳体部件的壳体和在结构组合件的安装状态下围绕旋转轴线可旋转地布置在第一壳体部件上的旋转体，其中，在结构组合件的安装状态下，旋转体相对于第一壳体部件的轴向位置借助于第一壳体部件固定。

例如由DE 10 2012 105 969 A1已知一种构造为传感器的电子装置的用于车辆的结构组合件。在此，该已知的电子装置包括第一壳体部件、第二壳体部件和电路板，其中，两个壳体部件在电子装置的安装状态下为了形成壳体而沿着安装轴线彼此接合，并且其中，电路板在电子装置的安装状态下布置在第一壳体部件和第二壳体部件之间并且在其轴向位置中借助于两个壳体部件相对于第一壳体部件固定。对于构造用于确定旋转角度的传感器的良好测量精度来说特别重要的是，定位在电路板上的定子和构造为传感器齿轮的旋转体为了确定传感器的转子相对于第一壳体部件的转子位置而尽可能精确地定位在壳体中。然而，这在实践中是一个巨大的挑战，因为电子装置应该在恶劣的环境条件下(例如大的温差和强烈的振动)在很长的一段时间内、理想地在配备有其的车辆的整个使用寿命内正常运行。电路板和传感器齿轮必须对应地固定。电路板的轴向位置和传感器齿轮的轴向位置相对于壳体的第一壳体部件和第二壳体部件的固定在此通过在制造壳体时焊接两个壳体部件来实现。

发明内容

本发明在这里开始。

本发明的目的在于，改进用于车辆的结构组合件和配备有该结构组合件的车辆。

该目的通过具有权利要求1的特征的结构组合件来实现，其特征在于，旋转体相对于第一壳体部件的轴向位置在结构组合件的安装状态下仅借助于第一壳体部件固定。此外，该目的通过具有权利要求11的特征的车辆来实现。从属权利要求涉及本发明的有利的改进方案。表述“轴向”在此指的是旋转体的旋转轴线。

本发明的主要优点特别是在于，改进了用于车辆的结构组合件和配备有该结构组合件的车辆。由于根据本发明构造用于车辆的结构组合件和车辆，例如可能的是，更简单地并且因此更低成本地制造结构组合件。因此，根据本发明的旋转体与第一壳体部件的固定不仅能够实现旋转体相对于第一壳体部件的轴向位置的充分固定，即使在极端的环境条件下也是如此，而且在此也能够避免昂贵的焊接过程。此外，与上述现有技术相比，本发明的优点在于，可以更自由地选择结构组合件的各个部件的材料。例如，由此可以使用具有滑动性能的材料、例如具有聚四氟乙烯含量的可滑动塑料或类似物，其在需要焊接时由于焊接性能差或缺失而不能使用。不依赖于具体的实施方式地，本发明的基本优点在于，为了在结构组合件的安装状态下固定旋转体相对于第一壳体部件的轴向位置，不需要另外的构件、例如第二壳体部件。

原则上，根据本发明的结构组合件可以根据类型、工作原理、应用、材料、尺寸和布置在宽的合适的限制内自由选择。

根据本发明的结构组合件的一个有利的改进方案规定，第一壳体部件具有多个卡锁钩并且旋转体具有与卡锁钩对应的卡锁阱，其中，卡锁钩和卡锁阱具有彼此对应的接触面并且卡锁钩在结构组合件的安装状态下借助于其接触面在相应的卡锁钩的卡锁位置中平行于旋转轴线朝着卡锁阱的环绕的接触面预紧。以这种方式，在结构组合件的安装状态下以结构上特别简单且稳健的方式实现了根据本发明的旋转体相对于第一壳体部件的轴向位置的固定。此外，通过上述预紧防止结构组合件的不期望的噪声排放，但至少在很大程度上减少，因为该预紧防止旋转体与第一壳体部件之间的轴向间隙。

根据本发明的结构组合件的上述实施方式的一个有利的改进方案规定，第一壳体部件具有弹簧元件，其中，弹簧元件在结构组合件的安装状态下朝向旋转体预紧，使得卡锁钩和卡锁阱的彼此对应的接触面朝向彼此预紧。因此，第一壳体部件的卡锁钩朝向旋转体的卡锁阱的预紧能够以特别简单的方式实现。在此，弹簧元件可以构造为单独的弹簧元件或者构造为集成在第一壳体部件中的弹簧元件。例如，弹簧元件可以实施为单独的弹簧板或由第一壳体部件的其余部分构成的弹簧舌。

根据本发明的结构组合件的另一有利的改进方案规定，卡锁钩和卡锁阱彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得卡锁钩与卡锁阱的卡锁在结构组合件的安装状态下基本上不可松脱地构造。以这种方式，卡锁钩与卡锁阱的卡锁构造成自锁的，从而可以省去结构组合件的用于固定卡锁的附加构件。

根据本发明的结构组合件的一个特别有利的改进方案规定，第一壳体部件和旋转体彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得在结构组合件的安装状态下可视觉地感知卡锁钩与卡锁阱的卡锁。因此，可以在卡锁钩与卡锁阱的正常卡锁方面对卡锁钩与卡锁阱的卡锁进行光学检查，从而进一步简化制造。例如，上述光学检查可以在制造根据本发明的结构组合件期间借助于摄像机在很大程度上自动地实现。与此不同的是，借助于按键等的检查，即对卡锁的非无接触的检查，将更加耗费时间和成本。

根据本发明的结构组合件的另一有利的改进方案规定，第一壳体部件和旋转体彼此协调地构造为和彼此布置为，使得旋转体在结构组合件的安装状态下在朝自由环境的方向一侧遮盖、优选基本上密封地遮盖卡锁钩和卡锁阱。以这种方式，在没有另外的构件、例如壳体盖或类似构件的情况下，卡锁钩和卡锁阱在一侧被保护免受对其功能不利的环境影响。这特别是适用于该改进方案的优选实施方式。

根据本发明的结构组合件的上述实施方式的一个有利的改进方案规定，结构组合件的第二壳体部件构造为并且在结构组合件的安装状态下能够固定在第一壳体部件的背离旋转体的一侧上，使得第二壳体部件在朝自由环境的方向一侧遮盖、优选基本上密封地遮盖第一壳体部件。由此，卡锁钩和卡锁阱在两侧被保护免受对其功能不利的环境影响。这又特别是适用于该改进方案的优选实施方式。

根据本发明的结构组合件的最后提到的实施方式的一个有利的改进方案规定，两个壳体部件具有彼此对应的卡锁器件，其中，两个壳体部件的彼此对应的卡锁器件在结构组合件的安装状态下将两个壳体部件连接地彼此嵌接。以这种方式例如可能的是，在将结构组合件转变到其安装状态中时完全省去昂贵的焊接连接。

根据本发明的结构组合件的另一有利的改进方案规定，第一壳体部件构造为，使得第一壳体部件能够作为注塑件在仅构造为开合模具的注塑模具中制造。由此附加地简化并因此更低成本地设计第一壳体部件的制造。例如，注塑模具可以构造为塑料注塑模具。在这种情况下，“开合模具”是指一种注塑模具，其不具有复杂的滑动件技术等，而是仅具有为了注塑该注塑件而关闭并且为了在注塑之后取出注塑件而打开的两个模具半部。

原则上，根据本发明的结构组合件能够有利地用于多个彼此不同的应用情况。然而，根据本发明的结构组合件的另一有利的改进方案规定，结构组合件被构造为传感器的电子装置并且旋转体被构造为传感器齿轮，优选地，传感器被构造用于借助于传感器的布置在第一壳体部件上的定子来确定传感器的转子相对于第一壳体部件的旋转位置。恰恰在确定旋转位置、例如在车辆的方向盘中的转向角和/或转向力矩时，要求高的精度。本发明在该应用领域中的使用相应地是有利的。

附图说明

根据所附的粗略示意性的附图在下面更详细地阐述本发明。其中：

图1示出根据本发明的结构组合件的第一实施例的分解图；

图2示出处于部分安装状态下的第一实施例的第一俯视图；

图3示出处于部分安装状态下的第一实施例的底面图，

图4a/b示出处于部分安装状态下的第一实施例的正常尺寸的第一立体图和放大的详细视图；

图5a/b示出处于结构组合件的安装状态下的第一实施例的正常尺寸的第二立体图和放大的细节图；

图6a/b示出处于结构组合件的安装状态下的第一实施例的第二俯视图和部分剖视的第一侧视图；

图7a/b/c示出处于结构组合件的安装状态下的第一实施例的正常尺寸的第三俯视图和部分剖视的第二侧视图以及放大的细节视图；

图8a/b/c示出根处于结构组合件的安装状态下的据本发明的结构组合件的第二实施例的俯视图、正视图和侧视图；以及

图9a/b/c分别以部分剖视图示出第二实施例的两个透视图和一个侧视图。

具体实施方式

图1至图7c纯示例性地示出根据本发明的结构组合件的第一实施例，其中，图4b示出了图4a中的细节“A”，图5b示出了图5a中的细节“B”，图6a示出了图6b中的截面“C-C”，图7b示出了图7a中的截面“D-D”并且图7c示出了图7b中的细节“E”。

结构组合件2构造为用于机动车的方向盘的转向轴的组合转向角/转向力矩传感器的电子装置。图1至图7c未示出机动车和具有转向轴的方向盘，结构组合件2以本领域技术人员已知的方式布置在转向轴上。

结构组合件2包括第一壳体部件4、第二壳体部件6和电路板8，其中，两个壳体部件4、6在结构组合件2的在图5a至图7c中示出的安装状态下为了形成壳体而沿着安装轴线10彼此接合，并且其中，电路板8在结构组合件2的安装状态下布置在第一壳体部件4和第二壳体部件6之间并且在其相对于第一壳体部件4的轴向位置中借助于两个壳体部件4、6固定。上述组合转向角/转向力矩传感器构造为电感式传感器，其具有两个转子12、14和与两个转子12、14对应的定子，其中，未示出的定子以本领域技术人员已知的方式布置在电路板8上。

为了即使在不利的环境条件下也确保借助于组合转向角/转向力矩传感器确定转向角和转向力矩时的高精度，需要电路板8的精确轴向定位和构造为传感器齿轮的旋转体16相对于第一壳体部件4、即沿着安装轴线10的精确轴向定位。在本实施例中，旋转体16在结构组合件2的安装状态下围绕平行于安装轴线10延伸的未示出的旋转轴线可旋转地固定在第一壳体部件4上。构造为传感器齿轮的旋转体16与(与方向盘的转向轴以传递扭矩的方式连接的)传动齿轮18以传递扭矩的方式共同作用，并且具有多个、总共七个永磁体20，所述永磁体以本领域技术人员已知的方式与布置在电路板8上的至少一个未示出的霍尔传感器相互作用。

根据本发明，旋转体16相对于第一壳体部件4的轴向位置在结构组合件2的安装状态下仅借助于第一壳体部件4固定。为此，第一壳体部件4总共具有三个卡锁钩22，并且旋转体16具有与卡锁钩22对应的且构造为环绕槽的卡锁阱24，其中，卡锁钩22和卡锁阱24具有彼此对应的接触面26、28，并且卡锁钩22在结构组合件2的安装状态下借助于其接触面26在相应的卡锁钩22的卡锁位置中平行于旋转轴线、即平行于安装轴线10朝着卡锁阱24的环绕的接触面28预紧。为此特别是参见图4a至5b。为了上述预紧的目的，第一壳体部件4具有构造为第一壳体部件4的整体组成部分的弹簧元件30，其中，弹簧元件30在结构组合件2的安装状态下朝着旋转体16预紧，使得卡锁钩22和卡锁阱24的彼此对应的接触面26、28朝着彼此预紧。

此外，卡锁钩22和卡锁阱24彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得卡锁钩22与卡锁阱24的卡锁在结构组合件2的安装状态下基本上不可松脱地构造。相应地，在结构组合件2的安装状态下借助于卡锁钩22和卡锁阱24建立的、一方面的旋转体16和另一方面的第一壳体部件4之间的卡锁连接事后不能再松脱，从而尽管存在不利的环境条件、例如大的温差和振动，依然在机动车的整个使用寿命期间在没有附加固定元件的情况下保证旋转体16与第一壳体部件4的卡锁。

此外，第一壳体部件4和旋转体16彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得在结构组合件2的安装状态下可视觉地感知卡锁钩22与卡锁阱24的卡锁。这通过如下方式实现，即，在结构组合件2的安装状态下，朝第一壳体部件4的背离旋转体16的一侧观察，即以例如在图7b和7c的相应图平面中从下向上的观察方向，可视觉地感知卡锁钩22与卡锁阱24的卡锁，并且因此可以借助于摄像机或类似物进行光学检查。

为了有效地保护卡锁钩22与卡锁阱24的前述卡锁免受对其功能不利的环境影响、例如湿气或污垢，在本实施例中一方面规定，第一壳体部件4和旋转体16彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得旋转体16在结构组合件2的安装状态下在一侧朝自由环境的方向遮盖、即基本上密封地遮盖卡锁钩22和卡锁阱24。为此例如参见图5a、5b、6a、7b和7c，其中，旋转体16在没有附加的壳体盖或类似物的情况下保护上述卡锁在相应的图像平面中从上到下免受不期望的环境影响。

另一方面，为此在本实施例中规定，结构组合件2的第二壳体部件6构造为并且在结构组合件2的安装状态下能够固定在第一壳体部件4的背离旋转体16的一侧上，使得第二壳体部件6在一侧朝自由环境的方向遮盖、即基本上密封地遮盖第一壳体部件4。为此例如参见图5a、5b、6a、7b和7c，其中，第二壳体部件6保护前述卡锁在相应的图平面中从下到上免受不期望的环境影响。因此，借助于第二壳体部件6可以在安装第二壳体部件6之前以上述方式光学地检查上述卡锁的正常状态并且然后在其安装之后借助于第二壳体部件6在一侧有效地保护其免受不期望的环境影响。

因此，在结构组合件2的安装状态下并且在安装第二壳体部件6之后，在两侧保护上述卡锁免受对于卡锁钩22和卡锁阱24的功能不利的环境影响。为了连接两个壳体部件4、6，这些壳体部件具有彼此对应的卡锁器件32、34，其中，两个壳体部件4、6的彼此对应的卡锁器件32、34在结构组合件2的安装状态下将所述两个壳体部件4、6连接地彼此嵌接。相应地，在本实施例中完全不需要使用复杂且昂贵的焊接过程。

两个壳体部件4、6以及旋转体16分别构造为塑料注塑件，其中，第一壳体部件4和第二壳体部件6构造为，使得第一壳体部件4和第二壳体部件6分别能够在仅构造为开合模具的注塑件中制造。

在下文中，根据第一实施例的根据本发明的结构组合件的工作原理借助于图1至图7c更详细地阐述。

首先，在图1示出的拆卸状态下呈现结构组合件2。为了将结构组合件2从其拆卸状态转变到其在图5a至7c示出的安装状态，构造为传感器齿轮的旋转体16尤其固定在第一壳体部件4上。为此，旋转体16在图4a和4b的相应的图平面中从上向下沿着安装轴线10朝第一壳体部件4的方向运动。一旦旋转体16与三个卡锁钩22嵌接，则旋转体16径向向外挤压卡锁钩22。旋转体16除了其在第一壳体部件4的弹簧元件30上的止挡之外在图4a和4b的相应的图平面中进一步平行于安装轴线10从上向下运动。在此，第一壳体部件4的三个卡锁钩22卡入到旋转体16的构造为环绕槽的卡锁阱24中。由于具有卡锁钩22和弹簧元件30的第一壳体部件4以及具有卡锁阱24的旋转体16的上面已经解释的相互协调的构造，弹簧元件30在结构组合件2的现在存在的安装状态下压靠旋转体16，使得旋转体以其环绕的接触面28朝向第一壳体部件4的卡锁钩22的接触面26预紧。为此参见图5a至7c，其中示出了结构组合件2的安装状态。由于前述预紧，结构组合件2在其安装状态下的不期望的噪声排放也被有效地防止，但至少被降低。在结构组合件2的安装状态下，旋转体16以上述方式基本上密封地遮盖卡锁部，使得卡锁钩22和卡锁阱24在一侧被保护免受对其功能不利的环境影响。因为第二壳体部件6还没有安装，所以前述卡锁的正常状态可以借助于摄像机或类似物如已经阐述的那样来检查。随后，第二壳体部件6借助于两个壳体部件4、6的彼此对应的卡锁器件32、34卡锁到在其安装状态下存在的结构组合件2上，从而旋转体16与第一壳体部件4的上述卡锁在两侧被保护免受对其功能不利的环境影响。

图8a至9c纯示例性地示出根据本发明的用于车辆的结构组合件的第二实施例。相同或作用相同的构件用与在第一实施例中相同的附图标记表示。第二实施例仅在与第一实施例的区别特征的范围内阐述。在其他方面，参考上述关于第一实施例的阐述。

与第一实施例不同，第一壳体部件4的卡锁钩22在结构组合件2的图8a至8c、9b和9c示出的安装状态下从自由环境可接近地布置、即构造在第一壳体部件4上。相应地，第一壳体部件4的卡锁钩22与旋转体16的卡锁阱24的卡锁可以在结构组合件2的安装状态下再次松脱。如果这不是期望的，例如为了即使在不利地影响卡锁的环境影响、例如较大的温度波动或振动的情况下也确保按正常卡锁，则卡锁钩22必须根据应用情况被固定以防止卡锁钩22的不期望的弹回，即卡锁钩22径向向外的不期望的运动。这例如可以借助于壳体盖或类似物来实现。表述“径向”在此涉及旋转体16的平行于安装轴线10延伸的未示出的旋转轴线。

因此，由于根据本发明构造根据上面阐述的实施例的用于车辆的结构组合件和车辆，能够更简单地并且因此更低成本地制造结构组合件2。因此，根据本发明的旋转体16在第一壳体部件4上的固定不仅能够实现即使在极端的环境条件下也充分地固定旋转体16相对于第一壳体部件4的轴向位置，而且在此也能够省去昂贵的焊接过程。此外，与现有技术相比，可以更自由地选择结构组合件2的各个部件的材料。例如，可以使用具有滑动特性的材料、例如具有聚四氟乙烯含量的可滑动塑料等，其在需要焊接时由于焊接特性差或缺失而不能使用。不依赖于具体的实施方式地，本发明的基本优点在于，为了在结构组合件2的安装状态下固定旋转体16相对于第一壳体部件4的轴向位置，不需要另外的构件。

本发明不限于当前的实施例。例如，本发明也可有利地在其他陆上交通工具中使用，但也可在海运和空运交通工具中使用。根据本发明的结构组合件的应用在此当然不限于确定车辆的方向盘的转向角和/或转向力矩。结构组合件也不必强制性地构造为电子装置。相应地，本发明可用于多个彼此不同的应用情况。

附图标记列表

2 结构组合件

4 第一壳体部件

6 第二壳体部件

8 电路板

10 安装轴线

12 转子

14 转子

16 旋转体

18 传动齿轮

20 旋转体16的永磁体

22 卡锁钩

24 卡锁阱

26 卡锁钩22的接触面

28 卡锁阱24的接触面

30 弹簧元件

32 第一壳体部件4的卡锁器件

34 第二壳体部件6的卡锁器件。

Claims (11)

1.一种用于车辆的结构组合件(2)，所述结构组合件包括具有第一壳体部件(4)的壳体和在结构组合件(2)的安装状态下围绕旋转轴线可旋转地布置在第一壳体部件(4)上的旋转体(16)，其中，在结构组合件(2)的安装状态下，旋转体(16)相对于第一壳体部件(4)的轴向位置借助于第一壳体部件(4)固定，

其特征在于，在结构组合件(2)的安装状态下，旋转体(16)相对于第一壳体部件(4)的轴向位置仅借助于第一壳体部件(4)固定。

2.根据权利要求1所述的结构组合件(2)，其特征在于，第一壳体部件(4)具有多个卡锁钩(22)，并且旋转体(16)具有与卡锁钩(22)对应的卡锁阱(24)，其中，卡锁钩(22)和卡锁阱(24)具有彼此对应的接触面(26，28)，并且卡锁钩(22)在结构组合件(2)的安装状态下借助于所述卡锁钩的接触面(26)在相应的卡锁钩(22)的卡锁位置中平行于所述旋转轴线朝向卡锁阱(24)的环绕的接触面(28)预紧。

3.根据权利要求2所述的结构组合件(2)，其特征在于，第一壳体部件(4)具有弹簧元件(30)，其中，弹簧元件(30)在结构组合件(2)的安装状态下朝向旋转体(16)预紧，使得卡锁钩(22)和卡锁阱(24)的彼此对应的接触面(26，28)朝向彼此预紧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构组合件(2)，其特征在于，卡锁钩(22)和卡锁阱(24)彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得卡锁钩(22)与卡锁阱(24)的卡锁在结构组合件(2)的安装状态下基本上不可松脱地构造。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的结构组合件(2)，其特征在于，第一壳体部件(4)和旋转体(16)彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得在结构组合件(2)的安装状态下能够视觉地感知卡锁钩(22)与卡锁阱(24)的卡锁。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的结构组合件(2)，其特征在于，第一壳体部件(4)和旋转体(16)彼此协调地构造为并且彼此布置为，使得旋转体(16)在结构组合件(2)的安装状态下在朝自由环境的方向一侧遮盖、优选基本上密封地遮盖卡锁钩(22)和卡锁阱(24)。

7.根据权利要求6所述的结构组合件(2)，其特征在于，结构组合件(2)的第二壳体部件(6)构造为并且在结构组合件(2)的安装状态下能够固定在第一壳体部件(4)的背离旋转体(16)的一侧上，使得第二壳体部件(6)在朝自由环境的方向一侧遮盖、优选基本上密封地遮盖第一壳体部件(4)。

8.根据权利要求7所述的结构组合件(2)，其特征在于，这两个壳体部件(4，6)具有彼此对应的卡锁器件(32，34)，其中，这两个壳体部件(4，6)的彼此对应的卡锁器件(32，34)在结构组合件(2)的安装状态下将这两个壳体部件(4，6)连接地彼此嵌接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的结构组合件(2)，其特征在于，第一壳体部件(4)构造为，使得第一壳体部件(4)能够作为注塑件在仅构造为开合模具的注塑模具中制造。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的结构组合件(2)，其特征在于，结构组合件(2)构造为传感器的电子装置并且旋转体(16)构造为传感器齿轮，优选地，所述传感器构造用于借助于所述传感器的布置在第一壳体部件(4)上的定子来确定所述传感器的转子(12，14)相对于第一壳体部件(4)的旋转位置。

11.一种车辆，包括结构组合件(2)，其特征在于，结构组合件

(2)根据权利要求1至10中任一项所述的结构组合件构造。

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