DE102017222999A1

DE102017222999A1 - Sensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017222999A1
Application number: DE102017222999.3A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Mattus; Marten Weber; Philipp Seibold; Jens Oberender
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: DE102017222999B4; US20210078631A1; CN111465548B; CN111465548A; US11447180B2; WO2019120910A1

Abstract

Eine Sensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs weist ein Sensorgehäuse, ein Sensorelement und einen Sensordeckel auf, der an der Innenseite eine Innenkontakteinheit zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelementes und an der Außenseite eine Außenkontakteinheit aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 10 2007 032 907 A1 wird eine Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs beschrieben. Mithilfe der Drehmomentsensoreinrichtung kann das vom Fahrer über das Lenkrad auf eine Lenkwelle aufgebrachte Lenkmoment ermittelt werden. Die Drehmomentsensoreinrichtung weist ein zylindrisches Sensorgehäuse auf, welches auf einen Verzahnabschnitt der Lenkwelle aufgeschoben ist. Im Sensorgehäuse befindet sich ein Sensorelement, das mit einem wellenseitigen Impulsgeber zusammenwirkt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung wird in Lenksystemen von Fahrzeugen eingesetzt und dient insbesondere zur Ermittlung des Lenkmoments, das in einer Lenkwelle des Lenksystems wirkt und vom Fahrer über das Lenkrad in das Lenksystem eingespeist wird. Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann aber auch zur Ermittlung des aktuellen Lenkwinkels eingesetzt werden. In jedem Fall befindet sich die Sensoreinrichtung an einer Welle des Lenksystems, insbesondere der Lenkwelle, über die der Fahrer durch Betätigung des Lenkrades den Lenkwinkel und das Lenkmoment einspeist.
Die Sensoreinrichtung umfasst ein Sensorgehäuse, ein Sensorelement und einen Sensordeckel. Das Sensorgehäuse ist beispielsweise in einen Gehäusetopf eines Lenkgehäuses eingesetzt, das Sensorelement ist bevorzugt mit der Welle verbunden und kann sich innerhalb des Gehäusetopfs befinden. Im montierten Zustand deckt der Sensordeckel das Sensorgehäuse und das Sensorelement ab. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass der Sensordeckel auf den das Sensorgehäuse und das Sensorelement aufnehmenden Gehäusetopf des Lenkgehäuses aufgesetzt ist.
An der Innenseite des Sensordeckels ist eine Innenkontakteinheit zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements angeordnet. Auf der Außenseite des Gehäusedeckels befindet sich eine Außenkontakteinheit, wobei die Innenkontakteinheit und die Außenkontakteinheit elektrisch miteinander verbunden sind. Über die Außenkontakteinheit ist eine elektrische Verbindung beispielsweise mit einem Steuergerät des Lenksystems möglich. Die elektrische Verbindung zwischen der Außenkontakteinheit des Sensordeckels und dem weiteren Gerät wie beispielsweise einem Steuergerät erfolgt üblicherweise über ein elektrisches Übertragungsbauteil wie beispielsweise einem Kabel.
Sowohl die Innenkontakteinheit als auch die Außenkontakteinheit sind fest, insbesondere unlösbar, mit dem Gehäusedeckel verbunden. Die Innenkontakteinheit und die Außenkontakteinheit sind dabei in den Sensordeckel integriert.
Der Sensordeckel der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist somit Träger sowohl der Innenkontakteinheit als auch der Außenkontakteinheit, die jeweils eine elektrische Schnittstelle bilden. Der Sensordeckel ist Träger beider Schnittstellen sowohl zum Anschluss an ein Steuergerät, insbesondere über Kabel, als auch zum Anschluss an das Sensorelement. Es entfällt somit die Notwendigkeit, den Anschluss des Sensorelements über eine Ausnehmung in einem Gehäusebauteil, insbesondere im Lenkgehäuse durchzuführen. Da das Lenkgehäuse aus Metall, beispielsweise Aluminium gefertigt ist, besteht im Bereich einer eine Anschlussleitung für das Sensorelement aufnehmenden Ausnehmung in der Wand des Gehäuseteils die Gefahr einer Korrosion. Bei der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung besteht dagegen keine Korrosionsgefahr, da die Innenkontakteinheit und die Außenkontakteinheit in den Sensordeckel integriert sind, wobei Ausnehmungen im Sensordeckel für das Hindurchleiten von Anschlussleitungen ausgeschlossen werden können.
Der Sensordeckel kann als ein Kunststoffbauteil ausgebildet sein, das beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt wird. Die Außen- und/oder Innenkontakteinheit kann ein Kontaktgehäuse aufweisen, das vorteilhafterweise einteilig mit dem Kunststoff-Sensordeckel ausgebildet ist. Des Weiteren ist es möglich, im Falle einer Ausführung des Sensordeckels aus Kunststoff, dass Steckerelemente der Innenkontakteinheit und/oder der Außenkontakteinheit von dem Kunststoffmaterial des Sensordeckels umspritzt sind. Dies ermöglicht eine mechanisch feste Aufnahme sowie eine elektrische Isolation der Steckerelemente sowie eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Innenkontakteinheit als axial ausgerichtetes Steckerteil ausgebildet, bezogen auf die Längsachse der Welle, an der die Sensoreinrichtung angeordnet ist. Die Steckverbindung wird entsprechend durch axiales Einführen von Steckerelementen der Innenkontakteinheit an der Innenseite des Sensordeckels in einen Gegenkontakt am Sensorelement hergestellt. Diese Ausführung ermöglicht es, mit dem axialen Aufsetzen des Sensordeckels auf das Gehäuse zugleich die elektrische Steckverbindung zwischen der Innenkontakteinheit und dem Sensorelement herzustellen. Es kann somit bei der Montage der Sensoreinrichtung ein Arbeitsschritt entfallen.
Der Gegenkontakt am Sensorelement, mit dem die Innenkontakteinheit verbunden wird, kann gegebenenfalls im Sensorgehäuse angeordnet sein. Zwischen dem Sensorelement und dem Sensorgehäuse kann eine elektrische Verbindung, beispielsweise in Form einer elektrischen Verbindungsleitung vorhanden sein, die in den Gegenkontakt mündet, welcher in die elektrische Steckverbindung mit der Innenkontakteinheit an der Innenseite des Sensordeckels gebracht wird.
Die Innenkontakteinheit kann mehrere Steckerpins aufweisen, welche sich vorzugsweise in Achsrichtung, insbesondere bezogen auf die Längsachse der Welle, erstrecken. Mit dem Aufsetzen des Sensordeckels gelangen die Steckerpins der Innenkontakteinheit in elektrische Verbindung mit dem Gegenkontakt am Sensorelement. Hierfür weist der Gegenkontakt Steckaufnahmen auf, in die die Steckerpins eingesteckt werden.
Es kommt auch eine umgekehrte Ausführung in Betracht, bei der die Innenkontakteinheit mit Steckeröffnungen versehen ist, in die Steckerpins des Gegenkontaktes hineinragen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Außenkontakteinheit als weibliches Steckerteil mit innenliegenden Steckeröffnungen ausgebildet. Die Steckrichtung, in die die Verbindung mit einem Gegenkontakt erfolgt, kann entweder radial oder axial ausgerichtet sein. Bei axialer Ausrichtung kommt sowohl eine Orientierung axial nach außen, also weg vom Sensorgehäuse, als auch axial nach innen, also in Richtung des Sensorgehäuses in Betracht. Die Außenkontakteinheit kann entweder unmittelbar an der außenliegenden Seitenfläche des Sensordeckels angeordnet sein oder im Bereich des Außenumfangs des Sensordeckels.
Alternativ zu einem weiblichen Steckerteil kann die Außenkontakteinheit auch als ein männliches Steckerteil mit mehreren Steckerpins ausgebildet sein.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist in den Sensordeckel zusätzlich zur Innenkontakteinheit und zur Außenkontakteinheit ein Elektronikbauteil integriert. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Chip oder eine Leiterplatte, der bzw. die zum Beispiel Auswertefunktionen der aufgenommenen Sensorsignale übernimmt. Es besteht eine elektrische Verbindung zwischen der Innenkontakteinheit bzw. der Außenkontakteinheit und dem Elektronikbauteil im Sensordeckel. Das Elektronikbauteil kann gegebenenfalls teilweise oder vollständig von dem Kunststoffmaterial des Sensordeckels umhüllt sein.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist eine Steckaufnahme mit zwei Steckerschenkeln in der Steckverbindung zwischen der Innenkontakteinheit und dem Sensorelement angeordnet. Die Kontaktflächen der Steckerschenkel, die im montierten Zustand auf Kontakt zum Steckerelement der Innenkontakteinheit stehen, können zueinander parallel oder zumindest annähernd parallel verlaufen, sie sind jedoch seitlich versetzt zueinander angeordnet. Der seitliche Versatz vergrößert das Spiel beim Einführen des Steckerelements der Innenkontakteinheit in den Zwischenraum zwischen den beiden Steckerschenkeln. Dementsprechend besteht ein verhältnismäßig großer Toleranzbereich beim Einführen des Steckerelementes in die Steckaufnahme mit den beiden Steckerschenkeln. Dies erlaubt eine sichere elektrische Verbindung auch für den Fall eines Spiels beim Aufsetzen des Sensordeckels auf das Gehäuse.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung besteht zwischen der Innenkontakteinheit und dem Gegenkontakt am Sensorgehäuse und/oder dem Sensorelement eine Kabelverbindung mit biegsamen Kabeln. Die Kabelverbindung ermöglicht einen Ausgleich auch bei einem Versatz in Umfangsrichtung zwischen Sensordeckel und/oder Innenkontakteinheit und dem Gegenkontakt am Sensorelement.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist an der Innenseite des Sensordeckels ein axial überstehender Niederhalter angeordnet, insbesondere angeformt, der das Sensorgehäuse in einen Gehäusetopf des Lenkgehäuses hinein beaufschlagt. Bei der Montage schiebt der Niederhalter an der Innenseite des Sensordeckels das Sensorgehäuse in den Gehäusetopf des Lenkgehäuses hinein, woraufhin das Sensorelement und das Sensorgehäuse voneinander gelöst werden und das Sensorgehäuse fest mit dem Gehäusetopf des Lenkgehäuses verbunden ist.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weisen sowohl das Sensorgehäuse als auch der Sensordeckel jeweils eine zentrische Ausnehmung auf, mit der das Sensorgehäuse und der Sensordeckel auf eine Welle des Lenksystems aufgesetzt sind, insbesondere die Lenkwelle des Lenksystems.
Die Sensoreinrichtung umfasst neben dem Sensorgehäuse, dem Sensordeckel und dem Sensorelement, das einen Signalempfänger bildet, auch einen Signalgeber, beispielsweise einen Permanentmagneten. Der Signalgeber wird an einem ersten Wellenabschnitt und der Signalempfänger an einem zweiten Wellenabschnitt angeordnet, wobei eine Relativverdrehung der Wellenabschnitte zueinander zu einer Änderung des sensierten Magnetfeldes führt, woraus auf das Lenkmoment geschlossen werden kann. Der erste und der zweite Wellenabschnitt können über einen Drehstab verbunden sein.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Lenksystem eines Fahrzeugs mit einer vorbeschriebenen Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung sitzt insbesondere an einer Lenkspindel und/oder -welle des Lenksystems. Das Lenksystem kann mit einem elektrischen Servomotor zum Aufbringen eines unterstützenden Servomomentes ausgestattet sein.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug,
2 eine Lenkwelle und ein Lenkgestänge in einem Lenkgehäuse des Lenksystems, mit einer beispielhaft als Drehmomentsensoreinrichtung ausgebildeten Sensoreinrichtung zur Ermittlung des Lenkmomentes an der Lenkwelle,
3 einen Schnitt durch die Drehmomentsensoreinrichtung, mit einem aufzusetzenden Sensordeckel, der Träger einer Außenkontakteinheit und einer Innenkontakteinheit zur Kontaktierung des Sensorelements ist,
4 einen Schnitt durch eine Drehmomentsensoreinrichtung mit aufgesetztem Sensordeckel,
5 einen Schnitt durch eine Drehmomentsensoreinrichtung im Bereich der Kontaktierung zwischen Außenkontakteinheit und Innenkontakteinheit am Sensordeckel und einer Steckaufnahme, die mit dem Sensorelement elektrisch verbunden ist,
6 eine vergrößerte Ansicht der Steckaufnahme mit einragendem Steckerpin,
7 die Steckaufnahme mit zwei versetzt zueinander angeordneten Steckerschenkeln in Einzeldarstellung,
8 einen Ausschnitt des Sensorgehäuses der Drehmomentsensoreinrichtung mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Steckaufnahmen,
9 eine perspektivische Ansicht des Sensordeckels mit Steckerpins an der Innenseite und einem Steckerteil mit radialer Ausrichtung an der Deckelau ßenseite,
10 ein Sensordeckel in einer weiteren Ausführung mit einem axial nach unten gerichteten Steckerteil an der Außenseite des Sensordeckels,
11 ein Sensordeckel in einer weiteren Ausführung mit einem an der Deckelaußenseite angeordneten Steckerteil, das axial nach außen gerichtet ist,
12 ein Sensordeckel in einer weiteren Ausführung mit einer Innenkontakteinheit an der Deckelinnenseite, die mit Steckeröffnungen ausgebildet ist,
13 ein Sensordeckel in einer weiteren Ausführung mit zwei separat ausgebildeten, an der Deckelaußenseite angeordneten Steckerteilen,
14 ein Sensordeckel in einer weiteren Ausführung mit einem Steckerelement an der Deckelinnenseite zur Aufnahme einer Kabelverbindung,
15 der Sensordeckel gemäß 14 mit aufgesteckter Kabelverbindung, die biegsame Kabel aufweist.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Lenksystem 1 in einem Fahrzeug mit einem Lenkrad 2, einer Lenkwelle 3 und einem Lenkgehäuse 4 mit einem darin aufgenommenen Getriebe und einem Lenkgestänge 5, über das die Lenkbewegung des Fahrers auf die lenkbaren Räder des Fahrzeugs übertragen wird. Der Fahrer gibt über das Lenkrad 2, das drehfest auf der Lenkwelle 3 aufsitzt, den Lenkwinkel δ_L vor, der im Lenkgetriebe, welches im Lenkgehäuse 4 angeordnet ist, in eine Stellbewegung einer Zahnstange des Lenkgestänges 5 übertragen wird. Daraufhin stellt sich an den lenkbaren Rädern 6 der Radlenkwinkel δ_V ein.
Über einen elektrischen Servomotor 7 kann zur Unterstützung des vom Fahrer aufgebrachten Hand- bzw. Lenkmomentes ein Servomoment in das Lenkgetriebe im Lenkgehäuse 4 eingespeist werden.
In 2 ist beispielhaft der elektrische Servomotor 7 achsparallel zum Lenkgestänge 5 angeordnet, so dass die Motorwellenlängsachse des Servomotors 7 parallel zur Längsachse 9 des Lenkgehäuses und der Zahnstange verläuft, welche Teil des Lenkgestänges 5 ist und von der Lenkwelle 3 translatorisch entlang der Längsachse 9 verstellt wird. Die Motorwelle des elektrischen Servomotors 7 ist mit einer Getriebeeinheit 10 gekoppelt, welche in einem Getriebegehäuse aufgenommen ist und die Unterstützungsbewegung des elektrischen Servomotors 7 auf die Zahnstange des Lenkgestänges 5 überträgt. Das Getriebegehäuse der Getriebeeinheit 10 ist vorteilhafterweise mit dem Lenkgehäuse verbunden. Der Servomotor 7 ist mit einem Steuergerät 11 versehen, über das die Motoransteuerung des Servomotors 7 durchgeführt wird.
An der Lenkwelle 3 ist eine Sensoreinrichtung im vorliegenden Fall beispielhaft in Form einer Drehmomentsensoreinrichtung 12 angeordnet, über die das Lenkmoment in der Lenkwelle 3 ermittelt werden kann. Die Drehmomentsensoreinrichtung 12 kann mit dem Steuergerät 11 kommunizieren, so dass in Abhängigkeit des gemessenen Lenkmoments die Lenkunterstützung über den Servomotor 7 eingestellt werden kann.
In 3 ist die Drehmomentsensoreinrichtung 12 auf der Lenkwelle 3 während der Montage dargestellt. Die Lenkwelle 3 umfasst eine mit dem Lenkrad verbundene Eingangswelle 3a und eine mit der Zahnstange kämmende Ausgangswelle 3b, die über einen Drehstab 13 verbunden sind. Die Drehmomentsensoreinrichtung 12 umfasst ein Sensorgehäuse 14, das in einem Gehäusetopf 15 des Lenkgehäuses aufgenommen ist, ein Sensorelement 23, einen Permanentmagneten 22 als Signalgeber sowie einen Sensordeckel 16. Der Signalgeber ist drehfest mit der Eingangswelle 3a, das Sensorelement ist drehfest mit der Ausgangswelle 3b verbunden. Ein elektrisches Wickelband 19 verbindet das Sensorelement mit einem Gegenkontakt im Sensorgehäuse 14.
Der Sensordeckel 16 ist Träger einer Außenkontakteinheit 17 und einer Innenkontakteinheit 18 an gegenüberliegenden Seiten des Sensordeckels 16, wobei die Außenkontakteinheit 17 und die Innenkontakteinheit 18 fest mit dem Sensordeckel 16 verbunden bzw. in diesen integriert sind. Über die Außenkontakteinheit 17, die als ein weibliches Steckerteil mit innenliegenden Steckeröffnungen ausgebildet ist, erfolgt ein Anschluss an das Steuergerät. Über die Innenkontakteinheit 18 erfolgt der elektrische Anschluss an den Gegenkontakt im Sensorgehäuse 14. Die Außenkontakteinheit 17 und die Innenkontakteinheit 18 sind elektrisch miteinander verbunden.
Diese Ausführung des Sensordeckels 16 mit Außenkontakteinheit 17 und Innenkontakteinheit 18 ermöglicht es, den elektrischen Anschluss der Sensoreinrichtung 12 über den Sensordeckel 16 durchzuführen. Darüber hinaus sind keine elektrischen Anschlüsse für die Sensoreinrichtung 12 erforderlich.
Der Sensordeckel 16 besteht aus Kunststoffmaterial und ist vorzugsweise im Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt. Die Gehäusebauteile der Außenkontakteinheit 17 und gegebenenfalls auch der Innenkontakteinheit 18 können einteilig mit dem Kunststoffmaterial des Sensordeckels 16 ausgebildet sein. Es ist insbesondere möglich, das Steckergehäuse der Außenkontakteinheit 17 einteilig mit dem Sensordeckel 16 auszuführen. Die Innenkontakteinheit 18 umfasst mehrere Steckerpins, die von dem Kunststoffmaterial des Sensordeckels 16 umspritzt sind. Die Außenkontakteinheit 17 auf der außenliegenden Seite des Sensordeckels 16 erstreckt sich - bezogen auf die Längsachse der Lenkwelle 3 - in Radialrichtung, wobei das Steckergehäuse der Außenkontakteinheit 17 über die radial außenliegende Umfangsseite des Sensordeckels 16 hinausragt.
An der Innenseite des Sensordeckels 16 sind über den Umfang verteilt mehrere Niederhalter 20 angeformt, die sich in Achsrichtung erstrecken und die Aufgabe haben, das Sensorgehäuse 14 während des Aufsetzens des Sensordeckels 16 gemäß den Pfeilen 21 auf den Gehäusetopf 15 axial in den Gehäusetopf 15 hineinzudrücken. Hierbei wird zugleich eine Verriegelung zwischen dem Sensorelement und dem Sensorgehäuse 14 gelöst, so dass Sensorelement und Sensorgehäuse 14 nach Beendigung der Montage unabhängig voneinander sind und das Sensorelement mit der Ausgangswelle 3b umlaufen kann, wohingegen das Sensorgehäuse 14 fest im Gehäusetopf 15 des Lenkgehäuses verankert ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Gegenkontakt im Sensorgehäuse 14 erfolgt über das Wickelband 19. Ferner kann in den Sensordeckel 16 zusätzlich zu der Innenkontakteinheit 18 und der Außenkontakteinheit 17 ein Elektronikbauteil (nicht dargestellt) integriert sein.
In 4 ist die Drehmomentsensoreinrichtung 12 an der Lenkwelle 3 im montierten Zustand dargestellt, in welchem der Sensordeckel 16 auf dem Gehäusetopf 15 des Lenkgehäuses aufsitzt und das Sensorgehäuse 14 von dem Sensorelement 23 entkoppelt ist. Der Signalgeber 22 ist als Permanentmagnet ausgeführt und ist drehfest mit der Eingangswelle 3a verbunden. Das Sensorelement 23, das fest mit der Ausgangswelle 3b gekoppelt ist, erfasst das vom Permanentmagneten 22 ausgehende Magnetfeld, wobei die Sensorsignale über das Wickelband 19 zum Gegenkontakt im Sensorgehäuse 14 übertragen werden, das mit der Innenkontakteinheit 18 am Sensordeckel 16 in Verbindung steht.
Wie den 5 bis 7 zu entnehmen ist, ist der Gegenkontakt 24 im Sensorgehäuse 14 als eine Steckaufnahme ausgebildet, die zwei Steckerschenkel 25 aufweist, zwischen denen der Innenkontakt 18 liegt. Der Innenkontakt 18 an der Innenseite des Sensordeckels 16 ist als ein Steckerpin ausgebildet, der in den Zwischenraum zwischen den beiden Steckerschenkeln 25 der Steckaufnahme 24 hineinragt. Die Steckerschenkel 25 weisen eine Riffelung auf, sie verlaufen außerdem parallel zueinander, liegen jedoch seitlich versetzt zueinander. Somit sind die Kontaktflächen der Steckerschenkel 25, an denen der Steckerpin 18 anliegt, nicht unmittelbar gegenüberliegend positioniert, sondern seitlich versetzt zueinander angeordnet, wobei der seitliche Versatz mindestens der Breite jedes Steckerschenkels 25 entspricht. Dieser seitliche Versatz zwischen den Steckerschenkeln 25 erlaubt eine Aufnahme des Steckerpins 18 mit größerer Positionierungstoleranz, so dass eine sichere Aufnahme des Steckerpins 18 zwischen den Steckerschenkeln 25 auch dann gewährleistet ist, wenn der Steckerpin 18 mit einer gewissen Toleranz in Umfangsrichtung oder in Radialrichtung und auch in Achsrichtung in die Steckaufnahme 24 eingeführt wird.
Wie 5 außerdem zu entnehmen ist, ist der Steckerpin 18 als Draht ausgeführt, der in das Kunststoffmaterial des Sensordeckels 16 eingespritzt ist und sich bis zur Außenkontakteinheit 17 erstreckt.
8 zeigt einen Ausschnitt aus dem Sensorgehäuse 14 mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Gegenkontakte 24, die jeweils als eine Steckaufnahme gemäß den 5 bis 7 mit zwei Steckerschenkeln ausgebildet sind. Die Steckaufnahmen 24 nehmen eine entsprechende Anzahl an Steckerpins der Innenkontakteinheit 18 am Sensordeckel 16 auf.
In den 9 bis 15 sind verschiedene Ausführungsvarianten von Sensordeckeln 16 mit einer außenliegenden Außenkontakteinheit 17 und einer innenliegenden Innenkontakteinheit 18 dargestellt.
Der Sensordeckel gemäß 9 entspricht demjenigen aus den 3 und 5. Die Außenkontakteinheit 17 ist als weibliches Steckerteil mit einem Kontaktgehäuse und innenliegenden Steckeröffnungen ausgebildet und erstreckt sich in Radialrichtung, wobei das Kontaktgehäuse über den Außenumfang des Sensordeckels 16 hinausragt. Die Innenkontakteinheit 18 umfasst mehrere Steckerpins, die sich in Achsrichtung erstrecken, so dass mit dem Aufsetzen des Sensordeckels 16 die Kontaktpins 18 in die Gegenkontakte im Sensorgehäuse gelangen und die gewünschte elektrische Verbindung hergestellt wird. An gegenüberliegenden Seiten befinden sich an der Innenseite des Sensordeckels 16 die Niederhalter 20, die bei der Montage das Sensorgehäuse 14 in den Gehäusetopf 15 hineindrücken.
An der Innenseite des Sensordeckels 16 ist außerdem ein Positionierelement 26 angeformt, welches als axial verlaufender Positionierstift ausgeführt ist. Das Positionierelement 26 gelangt während der Montage in Eingriff mit einer korrespondierenden Ausnehmung im Sensorgehäuse und stellt eine lagerichtige Positionierung des Sensordeckels 16 in Bezug auf das Sensorgehäuse sicher.
Die Sensordeckel 16 gemäß den 10 und 11 entsprechen im Wesentlichen der Ausführung gemäß 9, jedoch mit unterschiedlicher Ausrichtung und Anordnung der Außenkontakteinheit 17. Gemäß 10 liegt die Außenkontakteinheit 17 am Außenumfang des Sensordeckels 16 und weist eine axial nach innen gerichtete Ausrichtung auf. Gemäß 11 liegt die Außenkontakteinheit 17 an der Außenseite des Sensordeckels 16 und weist eine axial nach außen gerichtete Ausrichtung auf.
In 12 ist der Sensordeckel 16 wie bei 9 mit einer Außenkontakteinheit 17 versehen, die als weibliches Steckerteil ausgebildet ist und der nach außen gerichtet ist. Auch die Innenkontakteinheit 18 ist als weibliches Steckerteil mit einer Reihe von Steckerausnehmungen ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 13 ist der Sensordeckel 16 mit zwei nebeneinanderliegenden Außenkontakteinheiten 17 ausgestattet, die jeweils als weibliches Steckerteil ausgebildet sind und jeweils ein Kontaktgehäuse aufweisen, das einteilig mit dem Kunststoffmaterial des Sensordeckels 16 ausgebildet ist.
In den 14 und 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sensordeckels 16 gezeigt, bei dem die Innenkontakteinheit 18 als ein Steckerelement ausgebildet ist, auf das ein korrespondierendes Steckerelement einer Kabelverbindung 27 aufsteckbar ist. Die Kabelverbindung 27 weist an ihrem zweiten Ende ebenfalls ein Steckerelement auf, das in Steckverbindung mit dem Gegenkontakt am Sensorgehäuse gebracht werden kann. Die Kabelverbindung 27 zwischen der Innenkontakteinheit 18 und dem Gegenkontakt am Sensorgehäuse ist flexibel ausgebildet und ermöglicht es, auch größere Abstände oder Toleranzen zwischen der Innenkontakteinheit 18 und dem Gegenkontakt im Sensorgehäuse zu überbrücken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007032907 A1 [0002]

Claims

Sensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem Sensorgehäuse (14) und einem Sensorelement (23) und mit einem Sensordeckel (16), dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Sensordeckels (16) eine Innenkontakteinheit (18) zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements (23) angeordnet ist, und dass die Innenkontakteinheit (18) elektrisch mit einer Außenkontakteinheit (17) auf der Außenseite des Sensordeckels (16) verbunden ist, wobei die Innenkontakteinheit (18) und die Außenkontakteinheit (17) fest mit dem Sensordeckel (16) verbunden sind.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontakteinheit (18) als axial ausgerichtetes Steckerteil ausgebildet ist.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontakteinheit (18) mehrere Steckerpins aufweist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Steckerelemente der Innenkontakteinheit (18) und/oder der Außenkontakteinheit (17) von Kunststoffmaterial des Sensordeckels (16) umspritzt sind.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktgehäuse der Außen- und/oder Innenkontakteinheit (17, 18) einteilig mit dem Sensordeckel (16) ausgebildet ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontakteinheit (17) als ein radial oder axial ausgerichtetes Steckerteil ausgebildet ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontakteinheit (17) als ein weibliches Steckerteil mit innenliegenden Steckeröffnungen ausgebildet ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sensordeckel (16) zusätzlich zu der Innenkontakteinheit (18) und der Außenkontakteinheit (17) ein Elektronikbauteil integriert ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steckaufnahme (24) in der Steckverbindung zwischen der Innenkontakteinheit (18) und dem Sensorelement (23) zwei Steckerschenkel (25) aufweist, deren Kontaktflächen parallel oder annähernd parallel verlaufen, jedoch seitlich versetzt zueinander liegen.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenkontakteinheit (18) und einem Gegenkontakt am Sensorgehäuse eine Kabelverbindung (27) besteht.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Sensordeckels (16) ein axial überstehender Niederhalter (20) angeordnet ist, der das Sensorgehäuse (14) in einen Gehäusetopf (15) eines Lenkgehäuses hinein beaufschlagt.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (14) und der Sensordeckel (16) jeweils eine zentrische Ausnehmung aufweisen, mit der das Sensorgehäuse (14) und der Sensordeckel (16) auf eine Welle des Lenksystems (1) aufgesetzt sind.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (23) ein Lenkmomentsensor zur Ermittlung des in einer Lenkwelle (3) wirkenden Lenkmoments ist.
Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (23) ein Lenkwinkelsensor zur Ermittlung des Lenkwinkels ist.
Lenksystem eines Fahrzeugs mit einer Sensoreinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.