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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, und insbesondere eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle eines Fahrzeuges.
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Im Allgemeinen weist eine Antriebskomponente, welche eine Vorrichtung ist, die in einem Antriebsaggregat erzeugte Leistung an ein Rad oder ein Differential überträgt, ein Getriebe und ein Gelenk auf, das an der Rad/Differentialseite vorgesehen ist. Insbesondere wird ein Gleichlaufgelenk an der Rad/Differentialseite verwendet, um einen Beugewinkel beim Lenken zur Übertragung von Leistung wiederzugeben.
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Bei einer Beschädigung der Antriebskomponente, welche eine sicherheitsrelevante Hauptkomponente ist, kann keine Antriebskraft übertragen werden, und das Antriebsaggregat/Differential kann beschädigt werden. Die Festigkeit dieser Antriebskomponente wird durch die Größe des Gelenks bestimmt, das in die Welle einbezogen ist. Bei diesem Gelenk ist die Differenz in der zulässigen Festigkeit entsprechend einem Beugewinkel groß.
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Obwohl ein zulässiger Grenzwinkel des Gleichlaufgelenks im Allgemeinen auf 43,5 Grad angesetzt wird, ist bei einem Gelenk, das in letzter Zeit entwickelt wurde, die Festigkeit selbst bei einem Beugewinkel von 43,5 Grad oder mehr sichergestellt. Jedoch sind zusätzliche Kosten erforderlich, und die Festigkeit verschlechtert sich mit der Erhöhung des Beugewinkels wie bei einem vorhandenen Gelenk.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, dient bei einer herkömmlichen Antriebswelle ein radseitiges Gelenk der Übertragung der Antriebskraft eines Antriebsaggregats sogar in einem Zustand, in dem das Gelenk entsprechend dem Kurvenradius eines Reifens beim Lenken gebeugt wird, während eine Kugel 11 darin in einem Außenrad 10 rollt.
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Hier bedeutet ein Beugewinkel das Gradmaß, in dem die Kugelgelenkseite 1 gebeugt wird, basierend auf einer Achse des Außenrades im Vergleich zu einem Zustand, in dem das Rad neutral ist. Wenn der Beugewinkel ansteigt, sinken die Festigkeit und die Haltbarkeit.
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In letzter Zeit wurde, da eine Beschädigung des Gelenks infolge einer übermäßigen Handhabung der Lenkung, wie Überziehen bei Rückwärtsbewegung, und eines übermäßigen Beugewinkels, der unter extremen Fahrzuständen erzeugt wird, sogar häufig auftritt, im Gegensatz zu früher eine genaue Messung für einen maximalen Beugewinkel wichtig.
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Zu diesem Zweck wird der Beugewinkel mittels eines Verfahrens zum Verbinden eines Streifens mit einer Außenseite eines Gleichlaufgelenks gemessen, um eine Verlagerung zu ermitteln. Jedoch hat dieses Verfahren den Nachteil, dass die Genauigkeit gering ist. Außerdem wird auch ein Verfahren zur Messung der Verlagerung mittels eines veränderbaren Widerstandes verwendet. Jedoch hat dieses Verfahren den Nachteil, dass zusätzliche Zeit und Kosten erforderlich sind, um eine Messvorrichtung zu installierten, und es ist schwierig, die Messvorrichtung aufgrund des Unterbringungsproblems bei einem Fahrzeug zu installieren.
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Die
KR 10 2008 0 051 535 A beschreibt eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels einer Gelenkverbindung einer Antriebswelle, aufweisend eine Antriebswelle, einen Außenring, der an der Antriebswelle vorgesehen ist und an einem Ende einen Öffnungsabschnitt aufweist, in den ein Ende der Antriebswelle eingesetzt ist, einen Permanentmagneten, der in dem Öffnungsabschnitt des Außenringes vorgesehen ist, und einen Sensor, der an einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle vorgesehen ist und mit dem Permanentmagneten zusammenwirkt, um einen Beugewinkel zwischen der Antriebswelle und dem Außenring zu messen.
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Die
DE 103 50 640 A1 ,
DE 101 34 259 A1 und
DE 10 2005 028 501 A1 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels einer Gelenkverbindung einer Antriebswelle, aufweisend eine Antriebswelle, einen Außenring mit einem Öffnungsabschnitt, in den ein Ende der Antriebswelle eingesetzt ist, einen Permanentmagneten und eine Mehrzahl von Sensoren.
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Die
JP 2010-53 942 A und
JP 2009-63 463 A beschreiben jeweils eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, aufweisend eine Antriebswelle, einen Außenring mit einem Öffnungsabschnitt, in den ein Ende der Antriebswelle eingesetzt ist, einen Permanentmagneten und einen Sensor.
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Die
DE 10 2005 024 670 A1 beschreibt eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung mit einem Permanentmagneten und einer Mehrzahl von Sensoren.
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Die
US 5 160 918 A beschreibt ein Joystick mit einem Permanentmagneten und einer Mehrzahl von Sensoren.
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Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle eines Fahrzeuges geschaffen, bei der in einfacher und kostengünstiger Weise eine genaue Messung des Beugewinkels des Gleichlaufgelenks ermöglicht wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Ansicht einer Gelenkstruktur einer herkömmlichen Antriebswelle;
- 2 eine Ansicht der Gelenkstruktur der herkömmlichen Antriebswelle unter einem Beugewinkel;
- 3(a) eine Ansicht einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 3(b) eine Ansicht eines an einer Antriebswelle montierten Sensors der Vorrichtung aus 3(a);
- 4(a) eine Ansicht der Vorrichtung aus 3(a) in einem Zustand, bevor ein Beugewinkel erzeugt wird;
- 4(b) eine Ansicht der Vorrichtung aus 3(a) in einem Zustand, in dem ein Beugewinkel erzeugt wird;
- 5 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist;
- 6 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist;
- 7 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist; und
- 8 eine Ansicht eines anderen Beispiels eines Sensors einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie in den 3 bis 8 gezeigt, weist eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle eine Antriebswelle 1, einen Außenring 2, der an der Antriebswelle 1 montiert ist, und einen Permanentmagneten 100 und einen Sensor 200 auf, die an der Antriebswelle 1 oder dem Außenring 2 vorgesehen sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Größe und die Richtung eines Beugewinkels zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 durch eine Änderung eines Magnetfeldes zu messen, das zwischen dem Permanentmagneten 100 und dem Sensor 200 erzeugt wird.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnung jedes Teil der Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle gemäß der Erfindung beschrieben.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist eine Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Antriebswelle 1, einen Außenring 2, der an der Antriebswelle 1 montiert ist, einen Permanentmagneten 100, der in dem Außenring 2 vorgesehen ist, und einen Sensor 200 auf, der an der Antriebswelle 1 vorgesehen ist.
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Die Antriebswelle 1 hat eine Stangenform und verbindet die Räder eines Fahrzeuges miteinander.
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Der Außenring 2 ist an einem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 montiert und weist an seinem einen Ende einen Öffnungsabschnitt 150 auf, in den die Antriebswelle 1 eingesetzt werden kann.
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Der Permanentmagnet 100 ist in dem Öffnungsabschnitt 150 des Außenringes 2 montiert.
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Der Sensor 200 ist an einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle 1 vorgesehen und wirkt mit dem in dem Außenring 2 montierten Permanentmagneten 100 zusammen, um einen Beugewinkel der Antriebswelle 1 und des Außenringes 2 zu messen.
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Hier sind ein oder mehrere Sensoren 200 an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 1 vorgesehen, und der Permanentmagnet 100 ist über die gesamte Außenumfangsfläche des Öffnungsabschnitts 150 des Außenringes 2 vorgesehen. Daher wird eine Änderung des Magnetfeldes, das von dem Permanentmagneten 100 entsprechend der Erzeugung des Beugewinkels erzeugt wird, mittels des Sensors 200 gemessen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des Beugewinkels zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 in allen Richtungen zu erfassen.
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Eine Steuereinrichtung 300 ist an der Antriebswelle 1 vorgesehen und mit dem Sensor 200 verbunden, um dem Sensor 200 elektrischen Strom zuzuführen oder eine Ausgabe des Sensors 200 zu empfangen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 erzeugten Beugewinkels zu speichern und zu analysieren.
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Hier weist, wie in 4 gezeigt, ein entfernt gelegenes Ende des Permanentmagneten 100 die Form einer gekrümmten Abschrägung C auf, die einen Winkel in Richtung zu der Mitte der Antriebswelle 1 bildet. Daher wird die Richtung des Magnetfeldes in Richtung zu dem Sensor 200 geändert, der an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 1 in einer einfachen Ringform installiert ist, um eine Magnetkraftlinie in Richtung zu dem Sensor 200 zu konzentrieren, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Messung des Beugewinkels zu verbessern.
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Hier kann ein entfernt gelegenes Ende des Sensors 200 entsprechend dem Permanentmagneten 100 gekrümmt sein.
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Wie in 5 gezeigt, ist bei einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist, der Permanentmagnet 100 an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 1 montiert, und der Sensor 200 ist an dem Außenring 2 montiert und wirkt mit dem Permanentmagneten 100 zusammen, wodurch es möglich ist, einen Beugewinkel zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 zu messen.
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Hier sind ein oder mehrere Sensoren 200 an der Außenumfangsfläche des Außenringes 2 vorgesehen, und der Permanentmagnet 100 ist an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 1 vorgesehen. Daher wird eine Änderung des Magnetfeldes, das von dem Permanentmagneten 100 entsprechend der Erzeugung des Beugewinkels erzeugt wird, mittels des Sensors 200 gemessen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des Beugewinkels zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 in allen Richtungen zu erfassen.
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Eine Steuereinrichtung 300 ist an der Antriebswelle 1 vorgesehen und mit dem Sensor 200 verbunden, um dem Sensor 200 elektrischen Strom zuzuführen oder eine Ausgabe des Sensors 200 zu empfangen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 erzeugten Beugewinkels zu speichern und zu analysieren.
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Hier weist, wie in 5 gezeigt, ein entfernt gelegenes Ende des Permanentmagneten 100 die Form eines gekrümmten Flansches P auf, um die Richtung des Magnetfeldes in Richtung zu dem Sensor 200 zu ändern und somit eine Magnetkraftlinie in Richtung zu dem Sensor 200 zu konzentrieren, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Messung des Beugewinkels zu verbessern.
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Hier kann, wie in 8 gezeigt, ein entfernt gelegenes Ende des Sensors 200 entsprechend dem Permanentmagneten 100 gekrümmt sein.
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Wie in 6 gezeigt, ist bei einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist, der Permanentmagnet 100 in dem Außenring 2 montiert, und ein oder mehrere Sensoren 200 sind an einem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 vorgesehen. Daher wirken, wenn die Antriebswelle 1 in den Außenring 2 eingesetzt ist, der an dem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 vorgesehene Sensor 200 und der in dem Außenring 2 vorgesehene Permanentmagnet 100 zusammen, wodurch es möglich ist, einen Beugewinkel zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 zu messen.
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Hier ist eine Steuereinrichtung 300 an der Antriebswelle 1 vorgesehen und mit dem Sensor 200 verbunden, um dem Sensor 200 elektrischen Strom zuzuführen oder eine Ausgabe des Sensors 200 zu empfangen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 erzeugten Beugewinkels zu speichern und zu analysieren.
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Hier ist ein Joch 101 an dem Permanentmagneten 100 montiert, um die Richtung des Magnetfeldes in Richtung zu dem an dem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 installierten Sensor 200 zu ändern und somit eine Magnetkraftlinie in Richtung zu dem Sensor 200 zu konzentrieren, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Messung des Beugewinkels zu verbessern. Hier kann das Joch 101, welches die Richtung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 100 bestimmt, eine variable Form haben.
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Wie in 7 gezeigt, ist bei einer Vorrichtung zur Messung eines Beugewinkels eines Gleichlaufgelenks einer Antriebswelle, die keine Ausführungsform der Erfindung ist, der Permanentmagnet 100 an einem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 montiert, und ein oder mehrere Sensoren 200 sind in dem Außenring 2 vorgesehen. Daher wirken, wenn die Antriebswelle 1 in den Außenring 2 eingesetzt ist, der in dem Außenring 2 vorgesehene Sensor 200 und der an dem entfernt gelegenen Ende der Antriebswelle 1 vorgesehene Permanentmagnet 100 zusammen, wodurch es möglich ist, einen Beugewinkel zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 zu messen.
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Hier ist eine Steuereinrichtung 300 an der Antriebswelle 1 vorgesehen und mit dem Sensor 200 verbunden, um dem Sensor 200 elektrischen Strom zuzuführen oder eine Ausgabe des Sensors 200 zu empfangen, wodurch es möglich ist, die Größe und die Richtung des zwischen der Antriebswelle 1 und dem Außenring 2 erzeugten Beugewinkels zu speichern und zu analysieren.
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Hier ist ein Joch 101 an dem Permanentmagneten 100 montiert, um die Richtung des Magnetfeldes in Richtung zu dem in dem Außenring 2 installierten Sensor 200 zu ändern und somit eine Magnetkraftlinie in Richtung zu dem Sensor 200 zu konzentrieren, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Messung des Beugewinkels zu verbessern. Hier kann das Joch 101, welches die Richtung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 100 bestimmt, eine variable Form haben.
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Wie oben beschrieben, werden gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die Größe und die Richtung des Beugewinkels des Gleichlaufgelenks der Antriebswelle gemessen, wodurch es möglich ist, die Marktfähigkeit und die Stabilität des Fahrzeuges zu verbessern.
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Zur Erleichterung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „innen“, „außen“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsform in Bezug auf ihre Positionen in den Figuren zu beschreiben.
