DE102018002158A1 - Sensor device for detecting a rotational position of a propeller shaft of body kinematics devices, e.g. from spoilers - Google Patents
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Abstract
Eine Sensorvorrichtung (1) zur Erfassung einer Drehstellung einer Gelenkwelle (2) von Karosseriekinematikvorrichtungen, z.B. von Spoilern, hat einen Magneten, der drehfest mit der Gelenkwelle (2) verbunden ist, und Sensorelemente, mittels denen die Position des mit der Gelenkwelle (2) drehfest verbundenen Magneten erfassbar ist.Um eine entsprechende Sensorvorrichtung (1) zur Verfügung zu stellen, die in einfacher Weise montierbar und gegen im Nassbereich von Fahrzeugkarosserien auftretende Feuchtigkeit geschützt ist, wird vorgeschlagen, dass die Sensorvorrichtung (1) ein Gehäuse (4) aufweist, das von der Gelenkwelle (2) zumindest einseitig durchragt wird und in dem ein Abschnitt der Gelenkwelle (2), an dem der Magnet und die Sensorelemente der Sensorvorrichtung (1) angeordnet sind, der Magnet und die Sensorelemente angeordnet sind.A sensor device (1) for detecting a rotational position of a propeller shaft (2) of body kinematics devices, e.g. Spoilers, has a magnet which is rotatably connected to the propeller shaft (2), and sensor elements by means of which the position of the non-rotatably connected to the propeller shaft (2) magnet is detectable.To provide a corresponding sensor device (1), which is mounted in a simple manner and protected against occurring in the wet area of vehicle body moisture, it is proposed that the sensor device (1) has a housing (4) which is penetrated by the propeller shaft (2) at least on one side and in which a portion of the propeller shaft (2) on which the magnet and the sensor elements of the sensor device (1) are arranged, the magnet and the sensor elements are arranged.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Drehstellung einer Gelenkwelle von Karosseriekinematikvorrichtungen, z.B. von Spoilern, mit einem Magneten, der drehfest mit der Gelenkwelle verbunden ist, und Sensorelementen, mittels denen die Position des mit der Gelenkwelle drehfest verbundenen Magneten erfassbar ist.The invention relates to a sensor device for detecting a rotational position of a propeller shaft of body kinematics devices, e.g. spoiler, with a magnet which is rotatably connected to the propeller shaft, and sensor elements by means of which the position of the non-rotatably connected to the propeller shaft magnet is detectable.
Bei den bekannten entsprechenden Sensorvorrichtungen erfolgt die Lageabfrage des Magneten üblicherweise über Hallsensoren. Dabei wird für jede Lage bzw. jede Position der Karosseriekinematikvorrichtung ein Hallsensor an einem feststehenden Bauteil, z.B. einer Konsole, befestigt. Demgegenüber ist der Magnet an in Bezug auf die Konsole beweglichen Bauteilen befestigt. Der Magnet wird in derartigen Sensorvorrichtungen so positioniert, dass er in den verschiedenen definierten Positionen des beweglichen Bauteils, das mit der Karosseriekinematikvorrichtung verbunden ist, die Hallsensoren auslöst und so das Erreichen der für die Karosseriekinematikvorrichtung vorgegebenen Betriebsstellung bestätigt.In the known corresponding sensor devices, the position query of the magnet usually takes place via Hall sensors. In this case, for each position or each position of the body kinematics device, a Hall sensor on a stationary component, e.g. a console, attached. In contrast, the magnet is fixed to components movable relative to the console. The magnet is positioned in such sensor devices so as to trigger the Hall sensors in the various defined positions of the movable member connected to the body kinematics device, thus confirming the achievement of the operating position predetermined for the body kinematics device.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Sensorvorrichtungen zur Erfassung einer Drehstellung einer Gelenkwelle von Karosseriekinematikvorrichtungen ist, dass bei mehr als zwei Betriebsstellungen der Karosseriekinematikvorrichtung es bauraumbedingt meist schwierig wird, die Sensorelemente bzw. die Hallsensoren unterzubringen. Da üblicherweise die Gelenke der Karosseriekinematikvorrichtung im Nassbereich eines Fahrzeugs verbaut sind, müssen die Sensorelemente ebenfalls im Nassbereich der Fahrzeugkarosserie verbaut werden, wobei dann die Anschlusskabel der Sensorelemente separat über einen gedichteten Durchgang in den Trockenraum des Fahrzeugs zu führen sind. Entsprechend erhöht sich der wirtschaftliche Aufwand mit jedem zusätzlichen Sensorelement bzw. Hallsensor in einem erheblichen Umfang.A disadvantage of the known from the prior art sensor devices for detecting a rotational position of a propeller shaft of Karosseriekinematikvorrichtungen is that in more than two operating positions of the body kinematics device space-related is usually difficult to accommodate the sensor elements and the Hall sensors. Since usually the joints of the body kinematics device are installed in the wet area of a vehicle, the sensor elements must also be installed in the wet area of the vehicle body, in which case the connection cables of the sensor elements are to be guided separately via a sealed passage in the dry space of the vehicle. Accordingly, the economic complexity increases with each additional sensor element or Hall sensor to a considerable extent.
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Drehstellung einer Gelenkwelle von Karosseriekinematikvorrichtungen, z.B. von Spoilern, zur Verfügung zu stellen, die - auch bei einer vergleichsweise gro-ßen Anzahl von vorgesehenen Betriebsstellungen der Karosseriekinematikvorrichtung - in einfacher Weise montierbar und die darüber hinaus mit einem äußerst geringen Aufwand gegen Feuchtigkeit schützbar ist.Based on the above-described prior art, the object of the invention is to provide a sensor device for detecting a rotational position of a propeller shaft of body kinematics devices, e.g. Spoilers to provide that - even with a comparatively large number of intended operating positions of the body kinematics device - mounted in a simple manner and which is also protected against moisture with a very low cost.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sensorvorrichtung ein Gehäuse aufweist, das von der Gelenkwelle der Karosseriekinematikvorrichtung zumindest einseitig durchragt wird und in dem ein Abschnitt der Gelenkwelle, an dem der Magnet und die Sensorelemente der Sensorvorrichtung angeordnet sind, der Magnet und die Sensorelemente angeordnet sind. Im Gehäuse einer derartig erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung kann eine vergleichsweise große Anzahl von Sensorelementen ohne großen Aufwand angeordnet werden. An der eigentlichen Karosseriekinematikvorrichtung entsteht hierdurch kein erhöhter Bauraumbedarf. Darüber hinaus können sämtliche Bauteile der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Trockenraum der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung hat diese ein Hohlwelle, die drehfest mit dem im Gehäuse angeordneten Abschnitt der Gelenkwelle verbunden und im Gehäuse angeordnet ist und die einen radial vorstehenden Halteabschnitt aufweist, an dem der Magnet angeordnet ist.This object is achieved in that the sensor device comprises a housing which is penetrated by the propeller shaft of the body kinematics device at least on one side and in which a portion of the propeller shaft, on which the magnet and the sensor elements of the sensor device are arranged, arranged the magnet and the sensor elements are. In the case of such a device designed according to the invention, a comparatively large number of sensor elements can be arranged without much effort. As a result, no increased space requirement arises on the actual body kinematics device. In addition, all components of the sensor device according to the invention can be arranged in the dry space of the vehicle body. In an advantageous embodiment of the sensor device according to the invention, this has a hollow shaft which is non-rotatably connected to the arranged in the housing portion of the propeller shaft and disposed in the housing and having a radially projecting holding portion on which the magnet is arranged.
Das Gehäuse und/oder die Hohlwelle der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung können vorteilhaft aus Kunststoff ausgebildet sein, wobei sich bei dieser werkstofftechnischen Ausgestaltung mit einem geringen technisch-konstruktiven Aufwand eine zuverlässige Abdichtung der Sensorvorrichtung ergibt.The housing and / or the hollow shaft of the sensor device according to the invention may advantageously be formed of plastic, which results in this material engineering design with a low technical and design effort a reliable seal of the sensor device.
Eine drehfeste Fixierung der Hohlwelle auf der Gelenkwelle ist in einfacher Weise erreichbar, wenn auf der Innenkontur der Hohlwelle abgeflachte Abschnitte und auf der Außenkontur des im Gehäuse angeordneten Abschnitts der Gelenkwelle in entsprechender Weise abgeflachte Abschnitte realisiert sind.A non-rotatable fixation of the hollow shaft on the propeller shaft can be achieved in a simple manner, if flattened sections and on the outer contour of the arranged in the housing portion of the propeller shaft in a corresponding manner flattened sections are realized on the inner contour of the hollow shaft.
Eine räumliche Fixierung der Hohlwelle in Bezug auf das Gehäuse der Sensorvorrichtung ist in einfacher Weise erreichbar, wenn die Hohlwelle an ihren gegenüberliegenden Enden in einer vorderen bzw. hinteren Stirnwand des Gehäuses drehfest und in Axialrichtung fixiert gelagert ist.A spatial fixation of the hollow shaft with respect to the housing of the sensor device can be achieved in a simple manner, when the hollow shaft is rotatably mounted at its opposite ends in a front or rear end wall of the housing and fixed in the axial direction.
Die Sensorelemente der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung lassen sich in einfacher Weise als Hallsensoren ausbilden, die in definierten Positionen an einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Leiterplatte ihrerseits im Gehäuse der Sensorvorrichtung montiert bzw. fixiert ist.The sensor elements of the sensor device according to the invention can be formed in a simple manner as Hall sensors, which are arranged in defined positions on a circuit board, wherein the circuit board is in turn mounted or fixed in the housing of the sensor device.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sensorvorrichtung lässt in Folge einer kleinen Toleranzkette zuverlässige Sensierungstoleranzen für die Sensorvorrichtung zu. Eine einfache Endmontage der Sensorvorrichtung ist sichergestellt, da die Sensorvorrichtung als Baugruppe auf die Gelenkwelle gesteckt und an ihrer Endposition verschraubt werden kann. Bei einer Änderung der gewünschten Betriebsstellungen der Karosseriekinematikvorrichtung ist mit einem vergleichsweise geringen Aufwand, der ohne mechanische Anpassungen einhergeht, eine Adaptierung der Sensorvorrichtung möglich. Zusätzliche Betriebsstellungen der Karosseriekinematikvorrichtung lassen sich mit einem geringen technisch-konstruktiven und damit wirtschaftlichen Aufwand realisieren. Darüber hinaus ergeben sich erhebliche Möglichkeiten zur Vereinheitlichung des Sensorkonzepts für unterschiedliche Karosseriekinematikvorrichtungen, z.B. Spoilerantriebe.The configuration of the sensor device according to the invention permits reliable sensing tolerances for the sensor device as a consequence of a small tolerance chain. A simple final assembly of the sensor device is ensured because the sensor device can be plugged as an assembly on the propeller shaft and bolted to its final position. In a change of the desired operating positions of the body kinematics device is with a relatively low cost, without mechanical adjustments goes hand in hand, an adaptation of the sensor device possible. Additional operating positions of the body kinematics device can be realized with a low technical and constructive and thus economic effort. In addition, there are considerable opportunities to standardize the sensor concept for different body kinematics devices, such as spoiler drives.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the drawing.
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Vorderansicht einer auf einer Gelenkwelle einer Karosseriekinematikvorrichtung angeordneten Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Drehstellung der Gelenkwelle in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der in1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung; -
3 eine perspektivische Rückansicht der in den1 und2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung; -
4 einen Querschnitt durch die in den1 bis3 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung; und -
5 einen Längsschnitt durch die in den1 bis4 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung.
-
1 a front perspective view of a arranged on a propeller shaft of a body kinematics sensor device for detecting a rotational position of the propeller shaft in an embodiment according to the invention; -
2 an exploded perspective view of1 shown embodiment of the sensor device according to the invention; -
3 a perspective rear view of the in the1 and2 shown embodiment of the sensor device according to the invention; -
4 a cross section through the in the1 to3 shown embodiment of the sensor device according to the invention; and -
5 a longitudinal section through the in the1 to4 shown embodiment of the sensor device according to the invention.
Eine in den
Die Erfassung der Drehstellungen der Gelenkwelle ist zweckmäßig, um das Erreichen bestimmter Betriebsstellungen der Karosseriekinematikvorrichtung zu erfassen und die Karosseriekinematikvorrichtung in derart erkannten Betriebsstellungen zu fixieren.The detection of the rotational positions of the propeller shaft is useful to detect the achievement of certain operating positions of the body kinematics device and to fix the body kinematics device in such recognized operating positions.
Die in den
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Sensorvorrichtung
Innerhalb des Gehäuses
Bei einer Rotationsbewegung der Gelenkwelle
Neben dem mit der Hohlwelle
Die Leiterplatte
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl das Gehäuse
Wie bereits erwähnt, resultiert die Anordnung der Hallsensoren auf der Leiterplatte
Wird nun die Gelenkwelle
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