DE102011016627B4 - Measuring device and motor vehicle steering with such - Google Patents

Measuring device and motor vehicle steering with such Download PDF

Info

Publication number
DE102011016627B4
DE102011016627B4 DE102011016627.0A DE102011016627A DE102011016627B4 DE 102011016627 B4 DE102011016627 B4 DE 102011016627B4 DE 102011016627 A DE102011016627 A DE 102011016627A DE 102011016627 B4 DE102011016627 B4 DE 102011016627B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring device
housing
steering
steering gear
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011016627.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011016627A1 (en
Inventor
Andreas Tischer
Clemens Beier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102011016627.0A priority Critical patent/DE102011016627B4/en
Publication of DE102011016627A1 publication Critical patent/DE102011016627A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011016627B4 publication Critical patent/DE102011016627B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021Determination of steering angle
    • B62D15/0215Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets

Abstract

Messeinrichtung (1), umfassend:
- eine Gebereinrichtung (10) zur Anordnung an relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten,
- ein Gehäuse (40) mit einem Lagerabschnitt (41), der die Gebereinrichtung (10) um eine Drehachse (A) drehbar lagert, und
- eine Sensoreinheit (50), die an dem Gehäuse (40) angeordnet ist und ein von der Drehstellung der Gebereinrichtung (10) abhängiges Signal erzeugt,
- wobei an dem Gehäuse (40) oder der Sensoreinheit (50) stirnseitig als Eingriffseinrichtung (60) ein parallel zur Drehachse (A) der Messeinrichtung verlaufender Stift (61) zur formschlüssigen Kopplung mit einer zu den genannten Bauteilabschnitten stationären Struktur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Stift (61) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) federelastisch zusammendrückbar ist.

Figure DE102011016627B4_0000
Measuring device (1), comprising:
- a transmitter device (10) for arrangement on component sections that can be rotated relative to one another,
- A housing (40) with a bearing section (41) which supports the transmitter device (10) rotatably about an axis of rotation (A), and
- A sensor unit (50) which is arranged on the housing (40) and generates a signal that is dependent on the rotary position of the transmitter device (10),
- A pin (61) running parallel to the axis of rotation (A) of the measuring device for positive coupling with a structure stationary to the component sections mentioned is provided on the end face of the housing (40) or the sensor unit (50) as an engagement device (60), characterized in that , that
- The pin (61) is resiliently compressible in the circumferential direction about the axis of rotation (A).
Figure DE102011016627B4_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer solchen Messeinrichtung.The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a motor vehicle steering system with such a measuring device.

Eine derartige Messeinrichtung, mit der beispielsweise ein an einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs anliegendes Drehmoment gemessen werden kann, ist aus DE 10 2007 032 907 A1 bekannt. Weitere Messeinrichtungen der eingangs genannten Bauart sind aus DE 10 2005 038 514 A1 und DE 10 2007 025 200 A1 bekannt. Bei den bekannten Messeinrichtungen stützt sich das Gehäuse derselben über ein Kabel ab, welches durch eine Öffnung eines Lenkgetriebegehäuses zur Sensoreinheit geführt ist und die Messeinrichtung mit einem Lenkungssteuergerät oder einem Datenbus des Fahrzeugs verbindet.Such a measuring device, with which, for example, a torque applied to a steering column of a motor vehicle can be measured, is off DE 10 2007 032 907 A1 known. Further measuring devices of the type mentioned at the beginning are from DE 10 2005 038 514 A1 and DE 10 2007 025 200 A1 known. In the known measuring devices, the housing of the same is supported by a cable which is led through an opening in a steering gear housing to the sensor unit and connects the measuring device to a steering control device or a data bus of the vehicle.

Solange an einer Lenkung ein Lenkwinkelsensor am Lenkrad vorhanden ist, ist die Genauigkeit der von der so abgestützten Messeinrichtung zur Verfügung gestellten Signale ausreichend. Soll der Lenkwinkelsensor am Lenkrad jedoch entfallen, werden an die getriebeseitige Messeinrichtung höhere Genauigkeitsanforderungen gestellt. Das einer solchen Messeinrichtung zugrundeliegende Messprinzip ist beispielsweise aus DE 102 56 322 A1 und DE 103 16 124 A1 bekannt, auf deren diesbezüglichen Inhalt hiermit verwiesen wird.As long as a steering angle sensor is present on the steering wheel of a steering system, the accuracy of the signals made available by the measuring device supported in this way is sufficient. However, if the steering angle sensor on the steering wheel is to be omitted, higher accuracy requirements are placed on the measuring device on the transmission side. The measuring principle on which such a measuring device is based is, for example, off DE 102 56 322 A1 and DE 103 16 124 A1 known, the content of which is hereby referred to.

Die gattungsbildende DE 10 2007 047 827 A1 zeigt eine Hilfskraftlenkung mit einer Drehmoment-Sensoreinheit. Da die Achse des Gehäuses der Drehmoment-Sensoreinheit exzentrisch zur Achse der Lenkspindel angeordnet ist, ist zur Lagesicherung des Gehäuses der Drehmoment-Sensoreinheit gegenüber dem Gehäuse der Hilfskraftlenkung eine Zentriereinrichtung, vorzugsweise durch ein bolzenförmiges Element, vorgesehen.The generic DE 10 2007 047 827 A1 shows a power steering system with a torque sensor unit. Since the axis of the housing of the torque sensor unit is arranged eccentrically to the axis of the steering spindle, a centering device, preferably by means of a bolt-shaped element, is provided to secure the position of the housing of the torque sensor unit relative to the housing of the power steering.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf die Messgenauigkeit weiter zu verbessern, und diese in eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer solchen Messeinrichtung zu implementieren.The invention is therefore based on the object of further improving a measuring device of the type mentioned at the beginning with regard to the measuring accuracy, and of implementing this in a motor vehicle steering system with such a measuring device.

Diese Aufgabe wird durch eine Messeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Kraftfahrzeuglenkung gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a measuring device according to claim 1 and by a motor vehicle steering system according to claim 5. Advantageous further developments result from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Messeinrichtung umfasst eine Gebereinrichtung zur Anordnung an relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten, ein Gehäuse mit einem Lagerabschnitt, der die Gebereinrichtung um eine Drehachse drehbar lagert, und eine Sensoreinheit, die an dem Gehäuse angeordnet ist und ein von der Drehstellung der Gebereinrichtung abhängiges Signal erzeugt. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Gehäuse oder der Sensoreinheit eine Eingriffseinrichtung zur formschlüssigen Kopplung mit einer zu den genannten Bauteilabschnitten stationären Struktur vorgesehen ist. Als Eingriffseinrichtung ist an dem Gehäuse ein Stift vorgesehen sein, der parallel zur Drehachse verläuft und in Umfangsrichtung um die Drehachse der Messeinrichtung federelastisch zusammendrückbar ist.The measuring device according to the invention comprises a transmitter device for arrangement on component sections that can be rotated relative to one another, a housing with a bearing section that rotates the transmitter device about an axis of rotation, and a sensor unit that is arranged on the housing and generates a signal that is dependent on the rotary position of the transmitter device. It is characterized in that an engagement device is provided on the housing or the sensor unit for positive coupling with a structure that is stationary with respect to the component sections mentioned. As an engagement device, a pin is provided on the housing, which runs parallel to the axis of rotation and is resiliently compressible in the circumferential direction around the axis of rotation of the measuring device.

Ein solcher Stift, der entweder an dem Gehäuse ausgebildet oder aber an diesem befestigt ist, gestattet auf einfache Art und Weise eine definierte Positionierung des Gehäuses der Messeinrichtung an der stationären Struktur. Zudem ist eine solche Anordnung in Bezug auf die Montage der Messeinrichtung von Vorteil. Ein solcher Stift kann dazu verwendet werden, eine Positionierung in Drehrichtung um die Drehachse der Messeinrichtung und/oder eine Positionierung in Radialrichtung der Messeinrichtung vorzunehmen.Such a pin, which is either formed on the housing or is fastened to it, allows a defined positioning of the housing of the measuring device on the stationary structure in a simple manner. In addition, such an arrangement is advantageous with regard to the assembly of the measuring device. Such a pin can be used for positioning in the direction of rotation around the axis of rotation of the measuring device and / or for positioning in the radial direction of the measuring device.

Bei der Montage der Messeinrichtung an der stationären Struktur, beispielsweise einem Lenkgetriebegehäuse, lässt sich der Stift etwas zusammendrücken und in einer korrespondierenden Öffnung leicht verspannt aufnehmen. Dies führt zu einer Verbesserung der Positioniergenauigkeit, da die formschlüssige Eingriffseinrichtung eine spielfreie Verdrehsicherung ermöglicht. Durch die Abstützung des Gehäuses der Messeinrichtung an der stationären Struktur ergeben sich erheblich verringerte Lagetoleranzen, die sich positiv auf die Messgenauigkeit auswirken.When the measuring device is mounted on the stationary structure, for example a steering gear housing, the pin can be compressed a little and received in a corresponding opening with a slight tension. This leads to an improvement in the positioning accuracy, since the form-fitting engagement device enables backlash-free anti-rotation protection. The support of the housing of the measuring device on the stationary structure results in considerably reduced positional tolerances, which have a positive effect on the measuring accuracy.

Durch eine solche Anordnung der Eingriffseinrichtung werden zu hohe Bauteilverspannungen im Gehäuse vermieden, welche unter Umständen zu einem frühzeitigen Bruch führen und die Lagerung der Gebereinrichtung sowie die Sensoreinheit beeinträchtigen könnten.Such an arrangement of the engagement device avoids excessive component stresses in the housing, which under certain circumstances lead to premature breakage and could impair the mounting of the transmitter device and the sensor unit.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.Further advantageous refinements of the invention are specified in the patent claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Stift einen oder mehrere Schlitze aufweist, so dass mindestens zwei in Umfangsrichtung zueinander federelastische Teilabschnitte gebildet sind. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise die vorgenannte Elastizität zum Verklemmen in einer korrespondierenden Öffnung bereitgestellt. Gegebenenfalls können an dem Stift auch Federelemente angebracht sein. In einer Ausführungsvariante verläuft der Schlitz bezüglich der Drehachse radial durch den Stift, wodurch zwei in Umfangsrichtung zueinander federelastische Hälften gebildet sind. Die Federelastizität gestattet insbesondere eine gute Positionierung in Drehrichtung, welche für die Erfassung der Relativstellung der Gebereinrichtung vorrangig von Bedeutung ist. Darüber hinaus wird durch den Schlitz die Möglichkeit zur Kompensation axialer Verlagerungen und Winkelfehler der drehbaren Bauteilabschnitte relativ zu der stationären Struktur sowie von Fertigungstoleranzen der Komponenten der Messeinrichtung weiter verbessert. Ferner wird durch die Federelastizität des Stifts die Kippnachgiebigkeit verbessert, so dass etwaige Verspannungen zwischen dem Gehäuse und der Sensoreinheit einerseits und der Gebereinrichtung andererseits vermieden werden.According to an advantageous embodiment, the pin has one or more slots so that at least two spring-elastic subsections are formed relative to one another in the circumferential direction. As a result, the aforementioned elasticity for clamping in a corresponding opening is provided in a simple manner. If necessary, spring elements can also be attached to the pin. In one embodiment variant, the slot runs radially through the pin with respect to the axis of rotation, as a result of which two halves that are resilient to one another in the circumferential direction are formed. the Spring elasticity allows, in particular, good positioning in the direction of rotation, which is primarily important for detecting the relative position of the transmitter device. In addition, the slot further improves the possibility of compensating for axial displacements and angular errors of the rotatable component sections relative to the stationary structure and for manufacturing tolerances of the components of the measuring device. Furthermore, the resilience of the pin is improved by the spring elasticity, so that any tension between the housing and the sensor unit on the one hand and the transmitter device on the other hand is avoided.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lagerabschnitt ringförmig und weist eine konstante Wanddicke auf. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Spannungsverteilung im Gehäuse, welche für eine hohe Messgenauigkeit von Vorteil ist.In a further advantageous embodiment, the bearing section is ring-shaped and has a constant wall thickness. This results in a uniform distribution of stress in the housing, which is advantageous for high measurement accuracy.

Weiterhin kann an dem Gehäuse eine radial abstehende Lasche vorgesehen werden, an der die Eingriffseinrichtung angeordnet oder ausgebildet ist. Die Lasche bildet eine Druckfläche, über die die Eingriffseinrichtung bzw. der Stift und letztlich auch die Messeinrichtung gegen die stationäre Struktur gedrückt werden können. Insbesondere kann hierdurch gewährleistet werden, dass die Eingriffseinrichtung der Messeinrichtung korrekt ausgerichtet mit einer an der stationären Struktur vorgesehenen Eingriffseinrichtung in Eingriff gelangt.Furthermore, a radially protruding tab on which the engagement device is arranged or formed can be provided on the housing. The tab forms a pressure surface via which the engagement device or the pin and ultimately also the measuring device can be pressed against the stationary structure. In particular, it can thereby be ensured that the engagement device of the measuring device, correctly aligned, comes into engagement with an engagement device provided on the stationary structure.

Die vorstehend erläuterte Messeinrichtung eignet sich zum Erfassen von Relativdrehwinkeln zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten, welche ihrerseits gegenüber einer stationären Struktur verdrehbar sind. Ist die Torsionselastizität zwischen den zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten bekannt, kann hieraus eine das anliegende Drehmoment kennzeichnende Größe gewonnen werden. Beispielsweise kommt die erfindungsgemäße Messeinrichtung an einer Fahrzeuglenkung zum Einsatz, um das an einer Lenkwelle anliegende Drehmoment zu messen. In diesem Fall sind die relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitte torsionselastisch miteinander verbundene Abschnitte einer Lenkwelle, welche eine Lenkungshandhabe mit einem Lenkgetriebe verbindet.The measuring device explained above is suitable for detecting relative angles of rotation between two component sections which can be rotated relative to one another and which in turn can be rotated with respect to a stationary structure. If the torsional elasticity between the component sections that can be rotated with respect to one another is known, a variable which characterizes the applied torque can be obtained from this. For example, the measuring device according to the invention is used on a vehicle steering system in order to measure the torque applied to a steering shaft. In this case, the component sections that can be rotated relative to one another are torsionally elastically interconnected sections of a steering shaft which connects a steering handle to a steering gear.

Das Gehäuse oder die Sensoreinheit der Messeinrichtung ist an dem Lenkgetriebegehäuse festgelegt. Dabei ist das Gehäuse bzw. die Sensoreinheit am Lenkgetriebegehäuse mittels der Eingriffseinrichtung der Messeinrichtung und einer korrespondierenden Eingriffseinrichtung am Lenkgetriebegehäuse positioniert. Diese Anordnung ist in Bezug auf die Insassensicherheit von Vorteil, da die Unterbringung der Messeinrichtung und entsprechend zugehöriger Gehäusestrukturen vom Fahrer verhältnismäßig weit entfernt ist. Zudem kann die Montage zumindest der Messeinrichtung in die Montage eines Lenkgetriebes integriert werden, welches seinerseits als Baueinheit am Fahrzeug montiert wird.The housing or the sensor unit of the measuring device is fixed on the steering gear housing. The housing or the sensor unit is positioned on the steering gear housing by means of the engagement device of the measuring device and a corresponding engagement device on the steering gear housing. This arrangement is advantageous in terms of occupant safety, since the accommodation of the measuring device and correspondingly associated housing structures is relatively far away from the driver. In addition, the assembly of at least the measuring device can be integrated into the assembly of a steering gear, which in turn is mounted as a structural unit on the vehicle.

Dabei ist das Gehäuse bzw. die Sensoreinheit am Lenkgetriebegehäuse mittels der Eingriffseinrichtung der Messeinrichtung und einer korrespondierenden Eingriffseinrichtung am Lenkgetriebegehäuse positioniert. Die Eingriffseinrichtung am Lenkgetriebegehäuse ist eine in Radialrichtung verlaufende Langlochnut. Eine solche Nut lässt sich ohne großen Mehraufwand an einem Lenkgetriebegehäuse, d.h. dem eigentlichen Gehäusekörper oder einem an diesem befestigten Deckel, bereitstellen. Die Anordnung der Nut gewährleistet eine für die Messgenauigkeit relevante exakte Positionierung der Messeinrichtung in Drehrichtung um die Drehachse derselben, während gleichzeitig kleinere radiale Toleranzen ausgeglichen werden können. Ferner gestattet die Langlochnut in einem beschränkten Umfang die Kompensation axialer Verlagerungen und Winkelfehler der drehbaren Bauteilabschnitte relativ zu der stationären Struktur, beispielsweise einer Ausgangswelle einer Lenkung relativ zu einem Lenkgetriebegehäuse, sowie von Fertigungstoleranzen der Komponenten der Messeinrichtung.The housing or the sensor unit is positioned on the steering gear housing by means of the engagement device of the measuring device and a corresponding engagement device on the steering gear housing. The engagement device on the steering gear housing is an elongated hole groove running in the radial direction. Such a groove can be provided on a steering gear housing, i.e. the actual housing body or a cover attached to it, without great additional effort. The arrangement of the groove ensures exact positioning of the measuring device in the direction of rotation around its axis of rotation, which is relevant for the measuring accuracy, while at the same time smaller radial tolerances can be compensated for. Furthermore, the slot groove allows to a limited extent the compensation of axial displacements and angular errors of the rotatable component sections relative to the stationary structure, for example an output shaft of a steering relative to a steering gear housing, as well as manufacturing tolerances of the components of the measuring device.

Es ist grundsätzlich möglich, die Messeinrichtung an beliebiger Stelle der Lenkwelle einzusetzen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Gebereinrichtung eine erste Komponente an einer zur Lenkungshandhabe führenden Eingangswelle und eine zweite Komponente an einer sich in ein Lenkgetriebegehäuse erstreckenden Ausgangswelle auf, wobei beide Komponenten an der jeweiligen Welle jeweils drehfest vorgesehen sind.It is basically possible to use the measuring device at any point on the steering shaft. According to an advantageous embodiment of the invention, the transmitter device has a first component on an input shaft leading to the steering handle and a second component on an output shaft extending into a steering gear housing, both components being non-rotatably provided on the respective shaft.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das Lenkgetriebegehäuse eine topfartige Aufnahme mit einem Bodenabschnitt und einem umlaufenden Ringabschnitt aus, in der die Messeinrichtung aufgenommen ist. Dabei weist der Bodenabschnitt eine Durchgangsöffnung auf, durch welche ein Kabel hindurchgeführt ist, das seinerseits an die Sensoreinheit der Messeinrichtung angeschlossen ist. Hierdurch kann das Sensorkabel von unten gesteckt werden und muss nicht mehr, wie bisher radial außenseitig an den Ringabschnitt angeschlossen werden. Dadurch ergibt sich eine kompaktere Bauweise des Lenkgetriebes im Bereich der Aufnahme für die Messeinrichtung. Insbesondere kann durch den anderen Verlauf der Kabelführung sowie durch die stirnseitige Anordnung der Eingriffseinrichtung der Spalt zwischen dem Ringabschnitt der Aufnahme und dem Außenumfang der Messeinrichtung reduziert werden.According to an advantageous embodiment, the steering gear housing forms a pot-like receptacle with a base section and a circumferential ring section in which the measuring device is received. The bottom section has a through opening through which a cable is passed, which in turn is connected to the sensor unit of the measuring device. As a result, the sensor cable can be plugged in from below and no longer has to be connected to the ring section radially on the outside, as was previously the case. This results in a more compact design of the steering gear in the area of the receptacle for the measuring device. In particular, the gap between the ring section of the receptacle and the outer circumference of the measuring device can be reduced by the different course of the cable routing and by the frontal arrangement of the engagement device.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine räumliche Ansicht einer Messeinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine erste Seitenansicht der Messeinrichtung,
  • 3 eine zweite Seitenansicht der Messeinrichtung,
  • 4 eine Ansicht eines Gehäuses der Messeinrichtung in Richtung der Drehachse der Messeinrichtung,
  • 5 eine Seitenansicht des Gehäuses der Messeinrichtung,
  • 6 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Kraftfahrzeuglenkgetriebe,
  • 7 eine Teilschnittansicht des Lenkgetriebes,
  • 8 eine Detailansicht der Aufnahme für die Messeinrichtung am Lenkgetriebe.
The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows in:
  • 1 a three-dimensional view of a measuring device according to an embodiment of the invention,
  • 2 a first side view of the measuring device,
  • 3 a second side view of the measuring device,
  • 4th a view of a housing of the measuring device in the direction of the axis of rotation of the measuring device,
  • 5 a side view of the housing of the measuring device,
  • 6th a three-dimensional view of an exemplary embodiment for a motor vehicle steering gear,
  • 7th a partial sectional view of the steering gear,
  • 8th a detailed view of the receptacle for the measuring device on the steering gear.

Das erste Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5 zeigt eine Messeinrichtung 1, mit welcher ein Relativdrehwinkel zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten erfasst werden kann, wobei diese beiden Bauteilabschnitte ihrerseits gegenüber einer stationären Struktur drehbar sind. Ist die Torsionselastizität zwischen den zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten bekannt, kann aus dem erfassten Drehwinkel eine Größe gewonnen werden, welche das an den Bauteilabschnitten anliegende Drehmoment repräsentiert. Die beiden Bauteilabschnitte können entweder als separate Komponenten ausgeführt und durch eine Torsionsfeder verbunden sein oder aber in ein einstückiges Bauteil integriert sein.The first embodiment in the 1 until 5 shows a measuring device 1 , with which a relative angle of rotation between two component sections that can be rotated relative to one another can be detected, these two component sections in turn being rotatable with respect to a stationary structure. If the torsional elasticity between the component sections that can be rotated relative to one another is known, a variable can be obtained from the detected angle of rotation which represents the torque applied to the component sections. The two component sections can either be designed as separate components and connected by a torsion spring, or they can be integrated into a one-piece component.

Erfindungsgemäß wird die Messgenauigkeit einer solchen Messeinrichtung durch die Neugestaltung der Schnittstelle zwischen der Messeinrichtung und der stationären Struktur weiter erhöht. Hierzu sind an den mechanischen Komponenten der Messeinrichtung die nachfolgend näher erläuterten Maßnahmen getroffen.According to the invention, the measuring accuracy of such a measuring device is further increased by the redesign of the interface between the measuring device and the stationary structure. For this purpose, the measures explained in more detail below have been taken on the mechanical components of the measuring device.

Die Messeinrichtung 1 umfasst eine Gebereinrichtung 10 mit einer ersten Komponente 20 und einer zweiten Komponente 30, ein Gehäuse 40 sowie eine Sensoreinheit 50.The measuring device 1 comprises a transmitter device 10 with a first component 20th and a second component 30th , a housing 40 as well as a sensor unit 50 .

Die erste Komponente 20 der Gebereinrichtung 10 ist an einem ersten Bauteilabschnitt drehfest anordenbar oder unmittelbar an diesem ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Komponente 20 als im Wesentlichen zylindrischer Magnetring ausgeführt, der beispielsweise an einer Welle befestigbar ist. Wie in 1 angedeutet, umfasst die erste Komponente 20 der Gebereinrichtung 10 hierzu eine Hülse 21, an deren Umfang ein oder mehrere Magnete 22 angeordnet sind. Die Hülse 21 kann beispielsweise mit einer Welle verklebt oder in sonstiger Weise an einer solchen befestigt werden. Anstelle eines separat zu befestigenden Magnetrings können ein oder mehrere Magnete 22 auch unmittelbar an dem ersten Bauteilabschnitt angebracht werden.The first component 20th the donor device 10 can be arranged non-rotatably on a first component section or is formed directly on it. In the illustrated embodiment, the first component is 20th designed as a substantially cylindrical magnetic ring which can be attached to a shaft, for example. As in 1 indicated, includes the first component 20th the donor device 10 for this purpose a sleeve 21 on the circumference of which one or more magnets 22nd are arranged. The sleeve 21 can for example be glued to a shaft or otherwise attached to such a shaft. Instead of a magnet ring to be fastened separately, one or more magnets 22nd can also be attached directly to the first component section.

Die zweite Komponente 30 der Gebereinrichtung 10 ist an einem zweiten Bauteilabschnitt drehfest anordenbar oder ausgebildet, der gegenüber dem ersten Bauteilabschnitt relativ verdrehbar ist. An der zweiten Komponente 30 sind mit der ersten Komponente 20 wechselwirkende Magnetflusseinrichtungen vorgesehen, die von der ersten Komponente 20 durch einen Spalt beanstandet sind. Bei einer Relativverdrehung der ersten und zweiten Komponenten 20 und 30 der Gebereinrichtung 10 verändert sich der magnetische Fluss. Diese Veränderung wird mittels der Sensoreinheit 50 erfasst, welche hierzu mindestens einen Magnetfeldsensor, beispielsweise einen Hall-Sensor 52 aufweist.The second component 30th the donor device 10 can be arranged or formed non-rotatably on a second component section which is rotatable relative to the first component section. On the second component 30th are with the first component 20th interacting magnetic flux devices are provided by the first component 20th are objected to by a gap. In the event of a relative rotation of the first and second components 20th and 30th the donor device 10 the magnetic flux changes. This change is made by means of the sensor unit 50 detects which for this purpose at least one magnetic field sensor, for example a Hall sensor 52 having.

Die zweite Komponente 30 der Gebereinrichtung 10 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und an dem zweiten Bauteilabschnitt befestigt. Die Befestigung kann wie für die erste Komponente 20 durch Verkleben oder in sonstiger Weise erfolgen. Insbesondere kann die zweite Gebereinrichtung auf ein an dem zweiten Bauteilabschnitt ausgebildetes Rändel aufgepresst sein.The second component 30th the donor device 10 is preferably ring-shaped and attached to the second component section. The attachment can be as for the first component 20th by gluing or in any other way. In particular, the second transmitter device can be pressed onto a knurl formed on the second component section.

Weiterhin ist die zweite Komponente 30 in einem Gehäuse 40 um eine Drehachse A der Messeinrichtung drehbar gelagert. Dieses Gehäuse 40 ist mit der Sensoreinheit 50 fest verbunden. Die Einheit aus Gehäuse 40 und Sensoreinheit 50 ist an einer stationären Struktur ortsfest montierbar.Furthermore is the second component 30th in one housing 40 around an axis of rotation A. the measuring device rotatably mounted. This case 40 is with the sensor unit 50 firmly connected. The unit of housing 40 and sensor unit 50 can be fixed to a stationary structure.

Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist das Gehäuse 40 einen ringförmigen Lagerabschnitt 41 als Gleitlager für die zweite Gebereinrichtung 30 auf. Der Lagerabschnitt 41 besteht vorliegend aus einem durchgängigen Innenring 42, der über Radialstege 44 mit einem Außenring 43 verbunden ist. Letzterer ist im Bereich der Sensoreinheit 50 unterbrochen. Zur Festlegung der Sensoreinheit 50 sind an den Lagerabschnitt 41 mehrere Zapfen 45 angeformt, welche durch entsprechende Öffnungen der Sensoreinheit 50 hindurchgeführt und mit dieser heißverstemmt sind. Alternativ kann eine Befestigung der Sensoreinheit 50 an dem Lagerabschnitt 41 mittels Schrauben oder anderer Befestigungsmittel erfolgen.As in the 4th and 5 shown, has the housing 40 an annular bearing portion 41 as a plain bearing for the second encoder device 30th on. The warehouse section 41 In the present case, it consists of a continuous inner ring 42 , which has radial webs 44 with an outer ring 43 connected is. The latter is in the area of the sensor unit 50 interrupted. To define the sensor unit 50 are to the storage section 41 several cones 45 molded, which through corresponding openings in the sensor unit 50 are passed through and caulked with this. Alternatively, the sensor unit can be attached 50 at the storage section 41 by means of screws or other fasteners.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht von dem Lagerabschnitt 41 in Richtung parallel zur Drehachse A der Messeinrichtung eine Schürze 46 ab. Diese führt lediglich den Außenring 43, jedoch nicht in den Innenring 42 axial fort und weist die gleiche Wanddicke wie der Außenring 43 auf. Vorzugsweise liegt die Wanddicke bei geeigneten Kunststoffmaterialien im Bereich von 1,5 bis 2,5 Millimetern. An dem Lagerabschnitt 41 sind größere Wanddickensprünge vermieden, um zu hohe Bauteilspannungen im Kunststoff zu vermeiden, welche die Lagerung der zweiten Gebereinrichtung 30 und damit die Messgenauigkeit beeinträchtigen könnten. Vorzugsweise sind der Innenring 42 und der Außenring 43 jeweils mit konstanter Wanddicke ausgeführt.In the illustrated embodiment stands from the bearing section 41 in the direction parallel to the axis of rotation A. the measuring device an apron 46 away. This only guides the outer ring 43 but not in the inner ring 42 axially and has the same wall thickness as the outer ring 43 on. In the case of suitable plastic materials, the wall thickness is preferably in the range from 1.5 to 2.5 millimeters. At the warehouse section 41 larger jumps in wall thickness are avoided in order to avoid excessive component stresses in the plastic, which would reduce the bearing of the second transducer device 30th and thus could impair the measurement accuracy. Preferably the inner ring 42 and the outer ring 43 each designed with a constant wall thickness.

Die Schürze 46 erstreckt sich über einen Winkelbereich von 35 bis 70 Grad, vorzugsweise 40 bis 60 Grad. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Schürze 46 über einen Winkelbereich von 50 Grad in Umfangsrichtung um die Drehachse A. Sie ist möglichst nahe der Sensoreinheit 50 angeordnet, idealerweise in einem Winkelbereich von etwa 90° um die Sensoreinheit 50.The skirt 46 extends over an angular range of 35 to 70 degrees, preferably 40 to 60 degrees. In the illustrated embodiment, the skirt extends 46 Over an angular range of 50 degrees in the circumferential direction around the axis of rotation A. . It is as close as possible to the sensor unit 50 arranged, ideally in an angular range of about 90 ° around the sensor unit 50 .

Am Gehäuse 40 ist stirnseitig eine Eingriffseinrichtung 60 zur formschlüssigen Kopplung mit der stationären Struktur vorgesehen. Über die Eingriffseinrichtung 60 kann die Messeinrichtung insbesondere in Drehrichtung um die Drehachse A sehr präzise an der stationären Struktur festgelegt werden, wodurch die Messgenauigkeit verbessert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Eingriffseinrichtung 60 am freien Ende der Schürze 46, das heißt beabstandet von dem Lagerabschnitt 41, wodurch die Lage der Eingriffseinrichtung 60 axial an die entsprechende Einbausituation der Messeinrichtung angepasst werden kann. Es ist jedoch auch möglich, das Gehäuse 40 praktisch ohne Schürze 46 auszuführen. Die Eingriffseinrichtung 60 sitzt dann stirnseitig am Lagerabschnitt 41.On the housing 40 is an engagement device at the front 60 intended for positive coupling with the stationary structure. About the intervention device 60 the measuring device can in particular in the direction of rotation about the axis of rotation A. can be set very precisely on the stationary structure, whereby the measurement accuracy is improved. In the illustrated embodiment, the engagement device is located 60 at the free end of the apron 46 , that is, spaced from the bearing section 41 , whereby the location of the engagement device 60 can be axially adapted to the corresponding installation situation of the measuring device. However, it is also possible to use the housing 40 practically without an apron 46 to execute. The engagement device 60 then sits at the front on the bearing section 41 .

Als Eingriffseinrichtung 60 ist vorliegend beispielhaft ein Stift 61 dargestellt, der parallel zur Drehachse A verläuft. Dies ist im Hinblick auf die Herstellung einer korrespondierenden Eingriffseinrichtung an der stationären Struktur von Vorteil. Jedoch kann die Eingriffseinrichtung 60 mit der Drehachse A auch einen Winkel im Bereich von 0° bis einschließlich 90° einschließen. Der Stift 61 ist unmittelbar an dem Gehäuse 40 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, einen solchen in geeigneter Weise am freien Ende der Schürze 46 zu befestigen. Er weist einen runden, ovalen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt auf. Unter einem Stift 61 werden vorliegend auch andere Formelemente verstanden, welche einen Formschluss mit einer stationären Struktur gestatten.As an intervention device 60 is in the present case a pen as an example 61 shown, which is parallel to the axis of rotation A. runs. This is advantageous with regard to the production of a corresponding engagement device on the stationary structure. However, the engagement device 60 with the axis of rotation A. also enclose an angle in the range from 0 ° up to and including 90 °. The pencil 61 is directly on the housing 40 educated. However, it is also possible to place one in a suitable manner at the free end of the apron 46 to fix. It has a round, oval, rectangular or polygonal cross section. Under a pen 61 In the present case, other shaped elements are also understood which allow a form fit with a stationary structure.

Zur spielfreien Festlegung in einer korrespondierenden Eingriffseinrichtung an der stationären Struktur ist die Eingriffseinrichtung 60 der Messeinrichtung 1 federelastisch ausgebildet, so dass diese beim Einführen in die korrespondierende Eingriffseinrichtung der stationären Struktur etwas zusammengedrückt wird. Hierdurch wird die Positioniergenauigkeit weiter verbessert.The engagement device is used for backlash-free fixing in a corresponding engagement device on the stationary structure 60 the measuring device 1 designed to be resilient, so that it is somewhat compressed when it is inserted into the corresponding engagement device of the stationary structure. This further improves the positioning accuracy.

In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels sind am Gehäuse 40 zwei oder mehr Eingriffseinrichtungen 60 vorgesehen. Die Eingriffseinrichtungen können allein zur Lagefestlegung, jedoch auch zur Befestigung der Messeinrichtung an der stationären Struktur eingesetzt.In a modification of the embodiment are on the housing 40 two or more engagement devices 60 intended. The engagement devices can only be used to determine the position, but also to attach the measuring device to the stationary structure.

Wie insbesondere in den 1, 2 und 5 gut zu erkennen ist, weist der Stift 61 des Ausführungsbeispiels einen Längsschlitz 62 auf, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Stifts 61 und bis zum freien Ende 63 desselben 61 erstreckt. Der Schlitz 62 verläuft dabei bezüglich der Drehachse A radial durch den Stift 61, so dass zwei in Umfangsrichtung zueinander federelastische Hälften gebildet werden. Der Durchmesser des Schlitzes 62 beträgt 5 bis 7 mm, die Axiallänge 8 bis 12 mm. Dabei ist der Durchmesser des hinterschnittsfreien Stifts 61 über dessen Axiallänge konstant. Am freien Ende kann eine konische Verjüngung vorgesehen sein, um das Einführen in eine Ausnehmung mit geringerer Weite zu erleichtern.As in particular in the 1 , 2 and 5 is easy to see, the pin points 61 of the embodiment a longitudinal slot 62 on, which is preferably the entire length of the pen 61 and to the free end 63 the same 61 extends. The slot 62 runs with respect to the axis of rotation A. radially through the pin 61 so that two halves that are resilient to one another in the circumferential direction are formed. The diameter of the slot 62 is 5 to 7 mm, the axial length 8 to 12 mm. Here is the diameter of the undercut-free pin 61 constant over its axial length. A conical taper can be provided at the free end in order to facilitate the introduction into a recess with a smaller width.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht von dem Gehäuse 40 bzw. hier dem freien Ende der Schürze 46 eine Lasche 47 radial ab. Dabei ist die Eingriffseinrichtung 60 bzw. der Stift 61 an der Lasche 47 angeordnet oder ausgebildet. Hierdurch wird ein großer Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 41 des Gehäuses 40 und der Eingriffseinrichtung 60 erzielt. Die Lagepositionierung der Messeinrichtung 10 ist hierdurch weitestgehend von dem Lagerabschnitt 41 entkoppelt. Im Bereich der Eingriffseinrichtung 60 auftretende Spannungsspitzen werden bis zum Lagerabschnitt 41 abgebaut, so dass dieser im Wesentlichen von hieraus resultierenden Verformungen unbeeinträchtigt ist. Dies vermeidet mögliche Auswirkungen auf die Gleitlagerung der zweiten Komponente 30 der Gebereinrichtung 10 am Gehäuse 40 und verbessert die Messgenauigkeit.In the illustrated embodiment stands from the housing 40 or here the free end of the apron 46 a tab 47 radially. Here is the engagement device 60 or the pen 61 on the tab 47 arranged or formed. This creates a large distance between the bearing section 41 of the housing 40 and the engagement device 60 achieved. The positional positioning of the measuring device 10 is hereby largely from the storage section 41 decoupled. In the area of the engagement device 60 Occurring voltage peaks are up to the bearing section 41 degraded, so that it is essentially unaffected by the resulting deformations. This avoids possible effects on the sliding bearing of the second component 30th the donor device 10 on the housing 40 and improves the measurement accuracy.

Zwischen der Lasche 47 und der Außenseite des Gehäuses bzw. der Schürze 46 können ein oder mehrere Versteifungsrippen 48 angeordnet sein, welche sich bis zu dem Lagerabschnitt 41 hin erstrecken, ohne diesen jedoch zu queren. An der dem Stift 61 abgewandte Seite besitzt die Lasche 47 eine ebene Druckfläche 48, über die der Stift 61 bei der Montage der Messeinrichtung korrekt in eine korrespondierende Öffnung gedrückt werden kann. Hierdurch kann die Positionsgenauigkeit des Gehäuses 40 und der Sensoreinheit 50 sichergestellt werden.Between the flap 47 and the outside of the housing or skirt 46 can have one or more stiffening ribs 48 be arranged, which extends up to the storage section 41 extend towards, but without crossing it. On the pen 61 the opposite side has the tab 47 a flat printing surface 48 over which the pen 61 can be correctly pressed into a corresponding opening during assembly of the measuring device. This can improve the positional accuracy of the housing 40 and the sensor unit 50 be ensured.

In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Eingriffseinrichtung 60 auch an der Sensoreinheit 50 vorgesehen werden.In a modification of the exemplary embodiment, the engagement device 60 also on the sensor unit 50 are provided.

Die vorstehend erläuterte Messeinrichtung 1 kann in nachfolgend näher erläuterter Art und Weise an einer Kraftfahrzeuglenkung vorgesehen werden, um ein an einer Lenkwelle anliegendes Drehmoment zu messen. Eine solche Kraftfahrzeuglenkung ist in den 6 bis 8 näher dargestellt. Diese umfasst ein Lenkgetriebegehäuse 70, durch das sich eine mit den Fahrzeugrädern gekoppelte Zahnstange erstreckt. Die Zahnstange kämmt mit einem Lenkungsritzel, das an einer Ausgangswelle 80 ausgebildet oder befestigt ist. Die Ausgangswelle, welche vorliegend als Teil der Lenkwelle angesehen wird, ist über einen Torsionsstab 90 mit einer zu einer Lenkungshandhabe leitenden Eingangswelle 100 verbunden.The measuring device explained above 1 can be provided on a motor vehicle steering system in the manner explained in more detail below, to measure a torque applied to a steering shaft. Such a motor vehicle steering is in the 6th until 8th shown in more detail. This includes a steering gear housing 70 through which a rack coupled to the vehicle wheels extends. The rack meshes with a steering pinion on an output shaft 80 is formed or attached. The output shaft, which is viewed here as part of the steering shaft, is via a torsion bar 90 with an input shaft leading to a steering handle 100 tied together.

Die erste Komponente 20 der Gebereinrichtung 10 der Messeinrichtung 1 ist und dabei an der Eingangswelle 100 und die zweite Komponente 30 der Gebereinrichtung 10 an der sich in das Lenkgetriebegehäuse 70 erstreckenden Ausgangswelle 80 jeweils drehfest vorgesehen, so dass bei einer Relativverdrehung zwischen der Eingangswelle 100 und der Ausgangswelle 80 ein von der Drehstellung der Komponenten 20, 30 der Gebereinrichtung 10 abhängiges Signal erzeugt wird.The first component 20th the donor device 10 the measuring device 1 and at the same time on the input shaft 100 and the second component 30th the donor device 10 on which is in the steering gear housing 70 extending output shaft 80 each provided in a rotationally fixed manner, so that in the event of a relative rotation between the input shaft 100 and the output shaft 80 one of the rotational position of the components 20th , 30th the donor device 10 dependent signal is generated.

Die Messeinrichtung 1 ist in einer topfartigen Aufnahme 71 des Lenkgetriebegehäuses 70 angeordnet, welche durch einen in 7 lediglich angedeuteten Deckel 77 verschlossen ist. Die topfartige Aufnahme 71 wird durch einen Bodenabschnitt 72 und einen umlaufenden Ringabschnitt 73 gebildet. Im Bodenabschnitt 72, gegebenenfalls auch in dem umlaufenden Ringabschnitt 73, befindet sich eine Durchgangsöffnung 74, durch welche ein Kabel 51 hindurchgeführt ist, das seinerseits an die Sensoreinheit 50 der Messeinrichtung 10 angeschlossen ist, um diese mit einem Lenkungssteuergerät und/oder einem Datenbus eines Kraftfahrzeugs zu verbinden und mit Strom zu versorgen. Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise wird das Kabel 51 vorzugsweise durch den Bodenabschnitt 72 hindurchgeführt und an die Sensoreinheit 50 angesteckt. Sowohl die Durchgangsöffnung 74 als auch der Deckel 77 der topfartigen Aufnahme 71 sind gegen das Eindringen von Wasser und Schmutz abgedichtet.The measuring device 1 is in a pot-like recording 71 of the steering gear housing 70 arranged, which by an in 7th only indicated cover 77 is locked. The pot-like recording 71 is through a floor section 72 and a circumferential ring section 73 educated. In the bottom section 72 , possibly also in the circumferential ring section 73 , there is a through opening 74 through which a cable 51 is passed, which in turn to the sensor unit 50 the measuring device 10 is connected in order to connect this to a steering control device and / or a data bus of a motor vehicle and to supply it with power. In view of a compact design, the cable 51 preferably through the bottom section 72 passed through and to the sensor unit 50 infected. Both the through opening 74 as well as the lid 77 the pot-like recording 71 are sealed against the ingress of water and dirt.

Zur Positionierung der Messeinrichtung am Lenkgetriebegehäuse 70 weist Letzteres eine mit der Eingriffseinrichtung 60 der Messeinrichtung 10 korrespondierende Eingriffseinrichtung 75 auf.For positioning the measuring device on the steering gear housing 70 the latter has one with the engagement device 60 the measuring device 10 corresponding engagement device 75 on.

Vorzugsweise ist die Eingriffseinrichtung 75 am Lenkgetriebegehäuse 70 als eine in Radialrichtung verlaufende Langlochnut 76 ausgebildet. Die Langlochnut 75 ist vorliegend im Bodenabschnitt 72 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, eine entsprechende Eingriffseinrichtung 75 bzw. eine Langlochnut 76 am Deckel 77 des Lenkgetriebegehäuses 70 vorzusehen. Die korrespondierende Eingriffseinrichtung 60 der Messeinrichtung wird in diesem Fall an der gegenüberliegenden, d.h. zum Deckel 77 weisenden Stirnseite des Gehäuses 40 vorgesehen.Preferably the engagement device is 75 on the steering gear housing 70 as a slot groove running in the radial direction 76 educated. The slot groove 75 is present in the bottom section 72 educated. However, it is also possible to use a corresponding engagement device 75 or an elongated slot 76 on the lid 77 of the steering gear housing 70 to be provided. The corresponding engagement device 60 the measuring device is in this case on the opposite, ie the cover 77 facing end of the housing 40 intended.

Eine Langlochnut 76 lässt sich angesichts weiterer, an dem Lenkgetriebegehäuse 70 benötigter Öffnungen, beispielsweise zur Festlegung des Deckels 77, ohne großen Aufwand fertigen.A slot groove 76 can be seen further, on the steering gear housing 70 required openings, for example to fix the lid 77 , manufacture with little effort.

Prinzipiell kann zur Positionierung einer Messeinrichtung 1 am Lenkgetriebegehäuse 70 auch ein Vorsprung vorgesehen werden, der mit einem entsprechenden Gegenstück an der Messeinrichtung 1 korrespondiert. Da Lenkgetriebegehäuse 70 jedoch in der Regel gegossen werden, müssen für einen solchen Vorsprung Entformungsschrägen vorgesehen werden, welche eine unmittelbare Kopplung erschweren bzw. in Bezug auf die Entfernung der Entformungsschrägen einen größeren Bearbeitungsaufwand nach sich ziehen.In principle, for positioning a measuring device 1 on the steering gear housing 70 a projection can also be provided, which is connected to a corresponding counterpart on the measuring device 1 corresponds. Because steering gear housing 70 however, as a rule, drafting bevels must be provided for such a projection, which make direct coupling more difficult or entail greater processing effort with regard to the removal of the drafting bevels.

Die vorstehend erläuterte Konfiguration besitzt den Vorteil geringer Toleranzen, wodurch die gewünschte Position der Messeinrichtung 1 sehr genau eingehalten wird.The configuration explained above has the advantage of low tolerances, which results in the desired position of the measuring device 1 is adhered to very precisely.

Durch eine räumliche Trennung zwischen dem Lagerabschnitt 41 und der Eingriffseinrichtung 60 können Beeinträchtigungen der Messeinrichtung 1 in Bezug auf die Lagerung der zweiten Komponente 30 der Gebereinrichtung 10 am Gehäuse 40 vermieden.Through a spatial separation between the storage section 41 and the engagement device 60 can impair the measuring system 1 with regard to the storage of the second component 30th the donor device 10 on the housing 40 avoided.

Ferner ermöglicht die Elastizität der Eingriffseinrichtung 60 die Kompensation axialer Verlagerungen und Winkelfehler der Ausgangswelle 80 relativ zu dem Lenkgetriebegehäuse 70, welche z. B. aufgrund einer nicht idealen Lagerung des Lenkungsritzels oder der Montage der Komponenten 20, 30 der Gebereinrichtung 10 an der Lenkwelle auftreten können.Furthermore, the elasticity of the engagement device allows 60 the compensation of axial misalignments and angular errors of the output shaft 80 relative to the steering gear housing 70 which z. B. due to a non-ideal storage of the steering pinion or the assembly of the components 20th , 30th the donor device 10 can occur on the steering shaft.

Dies wird durch die Ausgestaltung der korrespondierenden Eingriffseinrichtung 75 am Lenkgetriebegehäuse 70 als in Radialrichtung verlaufende Langlochnut 76 weiter begünstigt, da der Stift 61 in der Langlochnut 76 etwas kippen oder sich axial verlagern kann.This is made possible by the design of the corresponding engagement device 75 on the steering gear housing 70 as a slot groove running in the radial direction 76 further favored as the pen 61 in the slot 76 something can tilt or shift axially.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.The invention has been explained in more detail above on the basis of exemplary embodiments and further modifications. However, it is not restricted to this, but rather encompasses all of the configurations defined by the patent claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
MesseinrichtungMeasuring device
1010
GebereinrichtungDonor device
2020th
erste Komponente der Gebereinrichtungfirst component of the encoder device
2121
HülseSleeve
2222nd
Magnetmagnet
3030th
zweite Komponente der Gebereinrichtungsecond component of the encoder device
4040
Gehäusecasing
4141
LagerabschnittWarehouse section
4242
InnenringInner ring
4343
AußenringOuter ring
4444
Stegweb
4545
ZapfenCones
4646
Schürzeapron
4747
LascheTab
4848
Ripperib
5050
SensoreinheitSensor unit
5151
Kabelcable
5252
HallsensorHall sensor
6060
EingriffseinrichtungEngagement device
6161
StiftPen
6262
Schlitzslot
6363
freies Endefree end
7070
LenkgetriebegehäuseSteering gear housing
7171
topfförmige Aufnahmecup-shaped receptacle
7272
BodenabschnittFloor section
7373
RingabschnittRing section
7474
DurchgangsöffnungThrough opening
7575
EingriffseinrichtungEngagement device
7676
LanglochLong hole
7777
Deckellid
8080
AusgangswelleOutput shaft
9090
TorsionsstabTorsion bar
100100
EingangswelleInput shaft
AA.
DrehachseAxis of rotation

Claims (7)

Messeinrichtung (1), umfassend: - eine Gebereinrichtung (10) zur Anordnung an relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitten, - ein Gehäuse (40) mit einem Lagerabschnitt (41), der die Gebereinrichtung (10) um eine Drehachse (A) drehbar lagert, und - eine Sensoreinheit (50), die an dem Gehäuse (40) angeordnet ist und ein von der Drehstellung der Gebereinrichtung (10) abhängiges Signal erzeugt, - wobei an dem Gehäuse (40) oder der Sensoreinheit (50) stirnseitig als Eingriffseinrichtung (60) ein parallel zur Drehachse (A) der Messeinrichtung verlaufender Stift (61) zur formschlüssigen Kopplung mit einer zu den genannten Bauteilabschnitten stationären Struktur vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass - der Stift (61) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) federelastisch zusammendrückbar ist.Measuring device (1), comprising: - a transmitter device (10) for arrangement on component sections which can be rotated relative to one another, - a housing (40) with a bearing section (41) which supports the transmitter device (10) rotatably about an axis of rotation (A), and - a sensor unit (50) which is arranged on the housing (40) and generates a signal dependent on the rotary position of the transmitter device (10), a pin (61) running parallel to the axis of rotation (A) of the measuring device is provided for positive coupling with a structure stationary to the component sections mentioned, characterized in that - the pin (61) can be resiliently compressible in the circumferential direction about the axis of rotation (A). Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (61) einen oder mehrere Schlitze (62) aufweist, so dass mindestens zwei in Umfangsrichtung zueinander federelastische Teilabschnitte gebildet sind.Measuring device according to Claim 1 , characterized in that the pin (61) has one or more slots (62), so that at least two mutually resilient partial sections are formed in the circumferential direction. Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (41) ringförmig ist.Measuring device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the bearing portion (41) is annular. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Gehäuse (40) eine Lasche (47) radial absteht und die Eingriffseinrichtung (60) an der Lasche (47) angeordnet oder ausgebildet ist.Measuring device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a tab (47) protrudes radially from the housing (40) and the engagement device (60) is arranged or formed on the tab (47). Kraftfahrzeuglenkung mit einer Messeinrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die relativ zueinander verdrehbaren Bauteilabschnitte torsionselastisch miteinander verbundene Abschnitte einer Lenkwelle sind, welche eine Lenkungshandhabe mit einem Lenkgetriebe verbindet, wobei die Eingriffseinrichtung (75) am Lenkgetriebegehäuse (70) eine in Radialrichtung verlaufende Langlochnut (76) ist.Motor vehicle steering with a measuring device (1) according to one of the preceding claims, wherein the relatively rotatable component sections are torsionally elastically interconnected sections of a steering shaft which connects a steering handle to a steering gear, the engagement device (75) on the steering gear housing (70) extending in the radial direction Slot groove (76) is. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinrichtung (10) eine erste Komponente (20) an einer zur Lenkungshandhabe führenden Eingangswelle (100) und eine zweite Komponente (30) an einer sich in ein Lenkgetriebegehäuse (70) erstreckenden Ausgangswelle (80) aufweist, wobei diese Komponenten (20, 30) an der jeweiligen Welle (100, 80) jeweils drehfest vorgesehen sind, und das Gehäuse (40) oder die Sensoreinheit (50) der Messeinrichtung (1) an dem Lenkgetriebegehäuse (70) festgelegt ist, wobei das Gehäuse (40) am Lenkgetriebegehäuse (70) mittels der Eingriffseinrichtung (60) der Messeinrichtung (1) und einer korrespondierenden Eingriffseinrichtung (75) am Lenkgetriebegehäuse (70) positioniert ist.Motor vehicle steering according to Claim 5 , characterized in that the transmitter device (10) has a first component (20) on an input shaft (100) leading to the steering handle and a second component (30) on an output shaft (80) extending into a steering gear housing (70), this being Components (20, 30) are provided non-rotatably on the respective shaft (100, 80), and the housing (40) or the sensor unit (50) of the measuring device (1) is fixed on the steering gear housing (70), the housing ( 40) is positioned on the steering gear housing (70) by means of the engagement device (60) of the measuring device (1) and a corresponding engagement device (75) on the steering gear housing (70). Kraftfahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebegehäuse (70) eine topfartige Aufnahme (71) mit einem Bodenabschnitt (72) und einem umlaufenden Ringabschnitt (73) ausbildet, in der die Messeinrichtung (10) aufgenommen ist, wobei der Bodenabschnitt (72) eine Durchgangsöffnung (74) aufweist, durch welche ein Kabel (51) hindurchgeführt ist, das seinerseits an die Sensoreinheit (50) der Messeinrichtung (10) angeschlossen ist.Motor vehicle steering according to one of the Claims 5 or 6th , characterized in that the steering gear housing (70) forms a pot-like receptacle (71) with a bottom section (72) and a circumferential ring section (73) in which the measuring device (10) is received, the bottom section (72) having a through opening ( 74) through which a cable (51) is passed, which in turn is connected to the sensor unit (50) of the measuring device (10).
DE102011016627.0A 2011-04-09 2011-04-09 Measuring device and motor vehicle steering with such Active DE102011016627B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011016627.0A DE102011016627B4 (en) 2011-04-09 2011-04-09 Measuring device and motor vehicle steering with such

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011016627.0A DE102011016627B4 (en) 2011-04-09 2011-04-09 Measuring device and motor vehicle steering with such

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011016627A1 DE102011016627A1 (en) 2012-10-11
DE102011016627B4 true DE102011016627B4 (en) 2021-08-26

Family

ID=46875190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011016627.0A Active DE102011016627B4 (en) 2011-04-09 2011-04-09 Measuring device and motor vehicle steering with such

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011016627B4 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012106907A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-30 Zf Lenksysteme Gmbh Steering system for vehicle, has steering housing and torque sensor unit which has a sensor housing which is connected with steering housing and is designed as separate component
DE102016107916A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-02 Trw Automotive Gmbh Motor vehicle steering assembly
DE102020209463A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 Zf Friedrichshafen Ag Steering system and sensor module for a steering system
DE102020213399A1 (en) 2020-10-23 2022-04-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Shaft arrangement, steering system and method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10101174A1 (en) 2001-01-12 2002-07-25 Audi Ag Sensor device for determining a steering angle and a steering torque
DE10230347A1 (en) 2002-07-02 2004-01-22 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a steering angle
DE10256322A1 (en) 2002-11-28 2004-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a torque exerted on a shaft
DE10316124A1 (en) 2003-04-04 2004-10-28 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a torque exerted on a shaft
DE102005038514A1 (en) 2005-07-29 2007-02-01 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Torque sensor for motor vehicle, has mating plug that is inserted in receiving opening of housing part and then locked in fluid-tight manner and plug connector that is arranged at static sensor unit in fixed and axial relocatable manner
DE102007032907A1 (en) 2006-11-02 2008-05-08 Volkswagen Ag Steering shaft with torque measuring unit and mounting method
DE102007025200A1 (en) 2007-05-30 2008-12-04 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Casing for attachment at shaft corresponding to steering column in motor vehicle, has package of plate rings, of which certain rings are radially corrugated at its inner side and/or outer side and axially aligned in similar manner
DE102007047827A1 (en) 2007-11-20 2009-05-28 Zf Lenksysteme Gmbh Power steering for vehicle, has servo motor which forms actuator with gear train for supplying power steering force, where power steering force is controlled by torque-sensor unit and control or regulation unit

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10101174A1 (en) 2001-01-12 2002-07-25 Audi Ag Sensor device for determining a steering angle and a steering torque
DE10230347A1 (en) 2002-07-02 2004-01-22 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a steering angle
DE10256322A1 (en) 2002-11-28 2004-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a torque exerted on a shaft
DE10316124A1 (en) 2003-04-04 2004-10-28 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a torque exerted on a shaft
DE102005038514A1 (en) 2005-07-29 2007-02-01 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Torque sensor for motor vehicle, has mating plug that is inserted in receiving opening of housing part and then locked in fluid-tight manner and plug connector that is arranged at static sensor unit in fixed and axial relocatable manner
DE102007032907A1 (en) 2006-11-02 2008-05-08 Volkswagen Ag Steering shaft with torque measuring unit and mounting method
DE102007025200A1 (en) 2007-05-30 2008-12-04 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Casing for attachment at shaft corresponding to steering column in motor vehicle, has package of plate rings, of which certain rings are radially corrugated at its inner side and/or outer side and axially aligned in similar manner
DE102007047827A1 (en) 2007-11-20 2009-05-28 Zf Lenksysteme Gmbh Power steering for vehicle, has servo motor which forms actuator with gear train for supplying power steering force, where power steering force is controlled by torque-sensor unit and control or regulation unit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011016627A1 (en) 2012-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3250890B1 (en) Magnet-based angular displacement measuring system
EP2225543B1 (en) Bottom bracket bearing with a torque sensor unit
EP1902288B1 (en) Sensor arrangement for detecting a difference angle
EP2748053B1 (en) Combined steering torque-steering angle sensor
DE10240049A1 (en) torque sensor
DE102008008835A1 (en) Device for determining a torque
DE102007020274A1 (en) Measuring system for detecting a rotary-linear movement and corresponding rotary linear drive
DE3935261A1 (en) MULTIPLE ROTATION SHAFT POSITION SENSOR WITH GAME COMPENSATION
EP1979209A1 (en) Actuator, particularly for a motor vehicle parking brake
DE102011016627B4 (en) Measuring device and motor vehicle steering with such
DE69818241T2 (en) Device for longitudinal measurements
DE102009040606A1 (en) Planetary roller drive has threaded spindle having an outer profile, spindle nut having inner profile and roller body arranged between outer profile and inner profile
EP1353150A2 (en) Angle detector
DE102005053181A1 (en) Device for a steering system of a motor vehicle
EP2457753A2 (en) Actuator
EP2326921B1 (en) Rotary transducer and series of rotary transducers
DE102011055893A1 (en) Steering system in a vehicle
EP1742029A1 (en) Force measuring device and use of a force measuring device
EP2767806B1 (en) Angle measuring equipment
DE102006031456B4 (en) Storage arrangement with integrated torque measurement and device for controlling a torque distribution
DE102010030121B4 (en) Pole wheel arrangement for a rotary encoder
DE102014018262B4 (en) Belt retractor with a signal transmitter ring
DE102004053743B4 (en) Steerable axle with rotation angle sensor element for a motor vehicle
DE102012216784B4 (en) Angle measuring device
DE10336853B4 (en) Torque sensor assembly for a steering column

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final