CN205014935U - 用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备，其中设置在所述旋转的构件上的目标体的运动能够通过传感器扫描。在可以精确地确定促动器处于哪一圈的设备中，目标体在构件的旋转运动期间相对于固定的感测点改变轴向的或者径向的几何形状，其中这种改变可以由电感性或者电容性的传感器检测。

Description

用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备，其中设置在旋转的构件上的目标体的运动可由传感器扫描。
背景技术
在现代的机动车辆、尤其是载客汽车中，越来越多地使用自动离合器，如在DE102011014936A1中所描述的那样。在此，离合器通过电换向马达运动，所述电换向马达经由构成为丝杠的传动装置与离合器促动器连接，所述离合器促动器使得离合器运动。为了确定离合器的精确的位置，必要的是，除了电动机在马达圈内的位置外还确定下述旋转圈数，马达轴恰好位于所述旋转圈数中。借助于马达位置传感器确定电动机的转子在马达圈内的位置，这对于马达换向是足够的。因为丝杠将转动运动转换为直线运动，所述直线运动超出电动机的多于一圈，所以轴向位置不能完全从转子位置中确定。为此还需要丝杠的旋转圈数信息。
促动器绝对位置借助于独立的绝对位移传感器或者基准止挡的存在来确定。绝对位移传感器的附加的用于确定绝对位置的使用提高了制造传感器的成本并且需要附加的构造空间。如果采用基准止挡来确定丝杠的绝对位置，那么必须提高机械装置在基准止挡的止挡范围中的强度或者该机械装置必须设有有针对性的弹性。由此也提高了成本并且要求附加的构造空间。
实用新型内容
本实用新型基于下述目的，提出一种用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备，所述设备允许正确地确定旋转的构件所处于的圈，并且仍然能简单地制造以及仅需要少量的构造空间。
根据本实用新型，通过一种用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备实现所述目的：其中设置在所述旋转的构件上的目标体的运动能够通过传感器扫描，所述目标体在所述构件的旋转运动期间相对于固定的感测点改变轴向的或者径向的几何形状，其中所述改变能够由电感性或者电容性的传感器检测。
有利地，径向改变相应于厚度改变，而轴向改变相应于三维改变。根据从传感器观察旋转的构件停留在目标体的几何形状的径向或者轴向改变的哪个部位上可明确地确定圈。
在一个设计方案中，目标体在外部固定地设置在旋转的构件上，所述旋转的构件具有螺纹，其中在旋转的构件进行旋转运动时，目标体距传感器的距离改变根据螺纹的斜度来实现，所述传感器轴向地朝向旋转的构件定向。因为旋转运动通过螺纹转换为直线运动，所以根据距离改变确定促动器恰好处于哪个圈中。
在一个实施方式中，目标体构成为螺母，所述螺母设置在构成为螺杆的旋转的构件的外螺纹上，其中螺杆可由电动机驱动。在直线运动期间，其中螺杆由于驱动器通过电动机的旋转运动实施所述直线运动，由导电材料构成的螺母轴向运动进而改变距传感器的距离，这由传感器检测并且由此从所述距离中能够推断电动机当前的圈。
在一个变型形式中，螺纹的斜度与螺杆的最大旋转圈数和/或螺母的预设的轴向行程有关。由此保证：在螺母的位置和螺杆的相应的圈之间建立明确的关联性，以便能够识别促动器的位置。
在另一个实施方式中，在包括旋转的构件的齿圈的第一端侧上构成有明确的几何结构，所述齿圈经由轴向传动装置与旋转的构件耦联，所述几何结构用于显示如下信息：当所述齿圈旋转一圈的时候，与其耦联的所述构件的最大旋转圈数。通过轴向传动装置使齿圈随着旋转的构件运动，但是其中所述齿圈仅转一圈，而旋转的构件实施最大旋转圈数。因为明确的几何结构在齿圈仅转一圈期间是明确的，所以能够根据几何结构的径向改变精确地确定旋转的构件所处于的圈。
在一个改进方案中，明确的几何结构设置在由导电材料构成的载体层上，其中不导电的几何结构部分地覆盖载体层。通过借助于二维的结构对导电的载体层的这种仅部分的覆盖，产生电感性签名，所述电感性签名在下文中称为投影面，借助于所述投影面，在旋转时电感性传感器能够明确地感测旋转的构件的第n圈。
有利地，二维的结构构成为阿基米德螺旋线。电感性传感器在此仅在投影面上是敏感的，这引起对旋转的可靠的检测。
在一个变型形式中，几何结构设置在旋转的构件的第二端侧上，用于确定旋转的构件的角度位置并且可由电感性传感器扫描。通过这种设置在旋转的构件本身上的第二几何结构可以可靠地确定旋转的构件在360°内的位置。从几何结构在空心轴上的位置和几何结构在旋转的构件上的位置中可以在任何时间明确地确定旋转的构件的绝对位置。
在一个实施方式中，旋转的构件构成为电动机的转子轴或者构成为与离合器促动器连接的传动装置的丝杠。
附图说明
本实用新型允许大量的实施方式。其中两个将根据在附图中所示出的图来详细阐述。
附图示出：
图1示出机动车辆中的自动离合器的原理图，
图2示出根据本实用新型的设备的第一实施例，
图3示出根据本实用新型的设备的第二实施例。
相同的特征以相同的附图标记来表示。
具体实施方式
在图1中示出如在机动车辆中所使用的自动的离合器操作系统1的原理视图。离合器操作系统1在此具有控制设备2，所述控制设备控制可电换向的电动机3。电动机3与呈丝杠4形式的传动装置连接，所述丝杠又引导到离合器操作装置5上。通过借助于控制设备2控制电动机3，电动机3的转子进行旋转运动，所述旋转运动传输到丝杠4上。旋转运动由丝杠4转换为直线运动，借助于直线运动使包含在离合器操作装置5中的未进一步示出的离合器运动。在丝杠4上设置有导电目标体6，所述导电目标体6通过电感性传感器7检测，所述电感性传感器关于丝杠4的旋转轴线轴向地定向。
电感性传感器系统例如从WO2010/084000A1中充分已知，所述传感器系统根据待测量的变量产生电测量信号，例如用于确定位移。
在图2中示出根据本实用新型的设备的第一实施例。丝杠4在此具有外螺纹8，螺母9固定地设置在所述外螺纹上。通过由电动机3发动的丝杠4的直线运动，引起螺母9的轴向行程，由此改变螺母9距传感器7的距离。外螺纹8的斜度与丝杠4的最大旋转圈数和螺母9的预设的轴向行程有关。螺母9的距离大小对应于丝杠4恰好所处于的圈。在此仅须确定，电动机3恰好处于哪个圈中。电动机3的转子轴的在360°上的精确的位置通过未进一步示出的第二传感器检测，所述第二传感器检测设置在丝杠4的端侧上的端侧目标体10。
图3示出根据本实用新型的设备的另一个实施例，其中丝杠4由齿圈11围绕。在丝杠4和齿圈11之间设置有行星传动装置12。通过该行星传动装置12在丝杠4运动时驱动齿圈11。电动机3的最大旋转圈数在此减速到齿圈11的旋转一圈，所述电动机在该实施方案中也驱动丝杠4。对于行星传动装置12的减速设计而言，x是丝杠4在电动机3的行程上的最大旋转圈数。除了行星传动装置12也能够使用其它的传动装置，例如摆线传动装置或者谐波传动器。
在齿圈11的第二端侧上施加有导电材料13，所述导电材料可通过涂覆或者蒸镀来制造成导电层。在导电材料13内部构成有二维的几何结构14、例如阿基米德螺旋线。导电材料13和几何结构14在此形成第一目标体15。二维的几何结构14不导电地构成。几何结构14因此设置在齿圈11的第二端面上，使得对第二端侧进行扫描的传感器7在角度为0°的情况下仅少量地检测导电材料从而仅发出小的输出信号，而在齿圈11的角度为360°的情况下扫掠过大面积的导电材料，由此电感性传感器7发出大的输出信号。根据使用情况确定感测点，在所述感测点中电感性传感器7扫描端面，但是必须保证：经由齿圈11的旋转一圈实现对第二端面的明确的关联。电感性传感器7在此仅在导电材料13的投影面上是敏感的。
由导电材料13和二维的结构14构成的类似的第二目标体16也设置在丝杠4的端侧上，如已经结合图2所阐述的那样。以这种方式，能够经由第一目标体15在齿圈11上的所确定的位置来确定旋转圈数，并且借助于第二目标体16的所确定的位置确定丝杠4的关于360°的精确的转动位置。第一目标体15和第二目标体16是可彼此分开使用的，但是优选按顺序首先在齿圈11上使用并且随后在丝杠4上使用。
所描述的设备可用作为用于促动器的多转式传感器系统，所述多转式传感器系统在接通电源电压时立即感测促动器的位置的绝对位置。由此不再需要基准。所提出的解决方案提供了如下优点：没有永磁体就已足够并且消除在感测促动器位置时的干扰影响。借助于分开地感测360°的位置和旋转圈数，能够实现非常高的分辨率或者高的精确性。
附图标记列表
1离合器操作系统
2控制设备
3电动机
4丝杠
5离合器操作装置
6导电目标体
7电感性传感器
8外螺纹
9螺母
10端侧目标体
11齿圈
12行星传动装置
13导电材料
14几何结构
15第一目标体
16第二目标体

Claims (10)

1.一种用于确定旋转的构件的旋转圈数的设备，其中设置在所述旋转的构件(4)上的导电目标体(6)、端侧目标体(10)、第一目标体(15)和第二目标体(16)的运动能够通过传感器(7)扫描，
其特征在于，所述导电目标体(6)、端侧目标体(10)、第一目标体(15)和第二目标体(16)在所述构件(4)的旋转运动期间相对于固定的感测点改变轴向的或者径向的几何形状，其中所述改变能够由电感性或者电容性的传感器(7)检测。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，径向的改变相应于厚度改变，而轴向的改变相应于三维的改变。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电目标体(6)在外部固定地定位在旋转的所述构件(4)上，所述构件具有螺纹(8)，其中在旋转的所述构件(4)的旋转运动中所述导电目标体(6)距所述传感器(7)的距离改变根据所述螺纹(8)的斜度来实现，其中所述传感器相对于旋转的所述构件(4)轴向地定向。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述导电目标体构成为螺母(9)，所述螺母固定地设置在构成为丝杠的旋转的所述构件(4)的外螺纹(8)上，其中所述丝杠能够由电动机(3)驱动。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述螺纹(8)的斜度与所述丝杠的最大旋转圈数和/或所述螺母(9)的预设的轴向行程有关。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在包括旋转的所述构件(4)的齿圈(11)的第一端侧上构成有明确的几何结构(14)，所述齿圈经由轴向传动装置(12)与旋转的所述构件(4)耦联，所述几何结构(14)用于显示如下信息：当所述齿圈(11)旋转一圈的时候，与其耦联的所述构件(4)的最大旋转圈数。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，明确的所述几何结构(14)设置在由导电材料(13)构成的载体层上，其中不导电的所述几何结构(14)部分地覆盖所述载体层。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述几何结构(14)构成为阿基米德螺旋线。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的设备，其特征在于，所述几何结构(14)设置在旋转的所述构件(4)的第二端侧上用于确定旋转的所述构件(4)的角度位置并且能够由电感性传感器(7)扫描。
10.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，旋转的所述构件构成为电动机(3)的转子轴或者构成为与离合器促动器连接的传动装置的丝杠。
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