DE102018106006A1 - Steering angle sensor with clearance compensation and reduced clearance - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor (50) für ein Fahrzeug mit einem Rotor (52), der derart in dem Fahrzeug montierbar ist, dass er durch eine Drehung eines Lenkrads des Fahrzeugs über einen damit verbundenen Lenkwellenrotor (84) in Rotation versetzt wird, wobei der Rotor (52) ein erstes und ein zweites Einzelzahnrad (54, 56) aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind, wobei das zweite Einzelzahnrad (56) konzentrisch zu dem ersten Einzelzahnrad (54) gehalten und relativ zu dem ersten Einzelzahnrad (54) verdrehbar ist, wobei der Rotor (52) ein Federkraftelement (58) aufweist, welches das erste und das zweite Einzelzahnrad (54, 56) in Umfangsrichtung gegeneinander vorspannt, wobei der Lenkwinkelsensor (50) ein Gehäuseelement (68) aufweist, wobei das erste Einzelzahnrad (54) einen Schaft (62) aufweist, mit dem das erste Einzelzahnrad (54) an dem Gehäuseelement (68) drehbar gelagert ist und wobei das zweite Einzelzahnrad (56) drehbar auf dem Schaft (62) gehalten ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Lenkvorrichtung (80) mit einem Lenkrad, einer Lenkwelle (82), die rotationsfest mit dem Lenkrad verbunden ist, einem an der Lenkwelle (82) angebrachten Lenkwellenrotor (84), und einem obigen Lenkwinkelsensor (50), wobei der Lenkwellenrotor (84) mit dem Rotor (52) des Lenkwinkelsensors (50) kämmt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer obigen Lenkvorrichtung (80). The invention relates to a steering angle sensor (50) for a vehicle having a rotor (52) mountable in the vehicle such that it is rotated by rotation of a steering wheel of the vehicle via a steering shaft rotor (84) connected therewith Rotor (52) has a first and a second single gear (54, 56) which are rotatably mounted about a common axis of rotation, wherein the second single gear (56) held concentric with the first single gear (54) and relative to the first single gear (54 ), wherein the rotor (52) comprises a spring force element (58) biasing the first and second single gears (54, 56) circumferentially against each other, the steering angle sensor (50) comprising a housing member (68) Single gear (54) has a shaft (62) with which the first single gear (54) is rotatably mounted on the housing member (68) and wherein the second single gear (56) rotatably mounted on the shaft (62) g is maintained. The invention also relates to a steering device (80) having a steering wheel, a steering shaft (82) rotationally fixed to the steering wheel, a steering shaft rotor (84) mounted on the steering shaft (82), and an above steering angle sensor (50) Steering shaft rotor (84) with the rotor (52) of the steering angle sensor (50) meshes. The invention further relates to a vehicle with a steering device (80) above.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenkwinkelsensor für ein Fahrzeug mit einem Rotor, der derart in dem Fahrzeug montierbar ist, dass er durch eine Drehung eines Lenkrads des Fahrzeugs über einen damit verbundenen Lenkwellenrotor in Rotation versetzt wird, wobei der Rotor ein erstes und ein zweites Einzelzahnrad aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind, wobei das zweite Einzelzahnrad konzentrisch zu dem ersten Einzelzahnrad gehalten und relativ zu dem ersten Einzelzahnrad verdrehbar ist, wobei der Rotor ein Federkraftelement aufweist, welches das erste und das zweite Einzelzahnrad in Umfangsrichtung gegeneinander vorspannt, und wobei der Lenkwinkelsensor ein Gehäuseelement aufweist,The present invention relates to a steering angle sensor for a vehicle having a rotor mountable in the vehicle so as to be rotated by rotation of a steering wheel of the vehicle via a steering shaft rotor connected thereto, the rotor having first and second single gears which are rotatably mounted about a common axis of rotation, wherein the second single gear is held concentrically to the first single gear and rotatable relative to the first single gear, the rotor having a spring force element which biases the first and the second single gear in the circumferential direction against each other, and wherein the steering angle sensor has a housing element,
Auch betrifft die vorliegende Erfindung eine Lenkvorrichtung mit einem Lenkrad, einer Lenkwelle, die rotationsfest mit dem Lenkrad verbunden ist, einem an der Lenkwelle angebrachten Lenkwellenrotor, und einem obigen Lenkwinkelsensor, wobei der Lenkwellenrotor mit dem Rotor des Lenkwinkelsensors kämmt.Also, the present invention relates to a steering apparatus having a steering wheel, a steering shaft rotatably connected to the steering wheel, a mounted on the steering shaft steering shaft rotor, and a steering angle sensor above, wherein the steering shaft rotor meshes with the rotor of the steering angle sensor.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einer obigen Lenkvorrichtung.Furthermore, the present invention relates to a vehicle having a steering device as above.
Ein solcher Lenkwinkelsensor wird in der Lenkvorrichtung typischerweise zum Bestimmen einer absoluten Winkelposition des Lenkrads verwendet. Dabei ist es prinzipiell unerheblich, ob die Lenkwelle mechanisch mit den entsprechenden Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist, oder ob eine Drehung der Lenkwelle mit dem Lenkrad elektronisch erfasst wird und eine entsprechende Lenkbewegung der Räder des Fahrzeugs bewirkt. Prinzipiell gelten dieselben Ausführungen auch für Fahrzeuge, die beispielsweise einen Kettenantrieb mit einer entsprechenden Lenkung mit einem Lenkrad oder eine andere Art der Lenkung aufweisen.Such a steering angle sensor is typically used in the steering apparatus to determine an absolute angular position of the steering wheel. It is in principle irrelevant whether the steering shaft is mechanically coupled to the corresponding wheels of the vehicle, or whether a rotation of the steering shaft with the steering wheel is electronically detected and causes a corresponding steering movement of the wheels of the vehicle. In principle, the same statements apply to vehicles that have, for example, a chain drive with a corresponding steering with a steering wheel or another type of steering.
Dabei kann die Lenkvorrichtung mit einem Mehrachsendetektor ausgeführt sein, welcher den obigen Lenkwinkelsensor umfasst. Weiterhin kann der Lenkwinkelsensor einen aktiven Betriebsmodus und einen Standby-Betriebsmodus aufweisen. Auch kann der Lenkwinkelsensor vorzugsweise nicht nur eine Geschwindigkeit einer Drehung des Lenkrads erfassen, sondern zusätzlich eine Richtung der Drehung des Lenkrads.In this case, the steering device may be implemented with a multi-axis detector which comprises the above steering angle sensor. Furthermore, the steering angle sensor may have an active operating mode and a standby operating mode. Also, the steering angle sensor may preferably detect not only a speed of rotation of the steering wheel, but additionally a direction of rotation of the steering wheel.
Wie in den
Die
Das erste und das zweite Einzelzahnrad
Das zweite Einzelzahnrad
Der so aufgebaute Lenkwinkelsensor
Ein solcher Lenkwinkelsensor ist beispielsweise aus der
Zusätzlich ist aus der
Außerdem ist aus der
Weiter ist aus der
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Lenkwinkelsensor, eine Lenkvorrichtung und ein Fahrzeug der oben genannten Art anzugeben, die eine Lenkwinkelerfassung mit einer hohen Genauigkeit ermöglichen und einen kompakten Aufbau aufweisen.Based on the above-mentioned prior art, the object of the invention is thus to specify a steering angle sensor, a steering device and a vehicle of the abovementioned type, which enable steering angle detection with high accuracy and have a compact construction.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist somit ein Lenkwinkelsensor für ein Fahrzeug angegeben mit einem Rotor, der derart in dem Fahrzeug montierbar ist, dass er durch eine Drehung eines Lenkrads des Fahrzeugs über einen damit verbundenen Lenkwellenrotor in Rotation versetzt wird, wobei der Rotor ein erstes und ein zweites Einzelzahnrad aufweist, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind, wobei das zweite Einzelzahnrad konzentrisch zu dem ersten Einzelzahnrad gehalten und relativ zu dem ersten Einzelzahnrad verdrehbar ist, wobei der Rotor ein Federkraftelement aufweist, welches das erste und das zweite Einzelzahnrad in Umfangsrichtung gegeneinander vorspannt, wobei der Lenkwinkelsensor ein Gehäuseelement aufweist, und wobei das erste Einzelzahnrad einen Schaft aufweist, mit dem das erste Einzelzahnrad an dem Gehäuseelement drehbar gelagert ist und das zweite Einzelzahnrad drehbar auf dem Schaft gehalten ist.According to the invention, therefore, a steering angle sensor for a vehicle is provided with a rotor which is mountable in the vehicle such that it is set in rotation by a rotation of a steering wheel of the vehicle via a steering shaft rotor connected thereto, wherein the rotor has a first and a second single gear which are rotatably supported about a common axis of rotation, wherein the second single gear is held concentrically to the first single gear and rotatable relative to the first single gear, the rotor having a spring force element which biases the first and the second single gear in the circumferential direction against each other, wherein the Steering angle sensor comprises a housing element, and wherein the first single gear has a shaft with which the first single gear is rotatably mounted on the housing member and the second single gear is rotatably supported on the shaft.
Erfindungsgemäß ist außerdem eine Lenkvorrichtung mit einem Lenkrad, einer Lenkwelle, die rotationsfest mit dem Lenkrad verbunden ist, einem an der Lenkwelle angebrachten Lenkwellenrotor, und einem obigen Lenkwinkelsensor angegeben, wobei der Lenkwellenrotor mit dem Rotor des Lenkwinkelsensors kämmt.According to the invention, a steering device with a steering wheel, a steering shaft which is rotationally fixed to the steering wheel, a mounted on the steering shaft steering shaft rotor, and a steering angle sensor indicated above, wherein the steering shaft rotor meshes with the rotor of the steering angle sensor.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit einer obigen Lenkvorrichtung angegeben. Further, according to the invention, a vehicle is specified with a steering device above.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, die Konstruktion des Rotors dahingehend zu vereinfachen, dass der Rotor insgesamt bereitgestellt und als einteiliges Element an dem Gehäuseelement drehbar gelagert werden kann. Dies ermöglicht eine effiziente Montage des Lenkwinkelsensors, da die Lagerung des zweiten Einzelzahnrads an dem ersten Einzelzahnrad erfolgt. Auch kann der Rotor insgesamt zuverlässig und mit geringem Spiel gehalten werden, da nur ein Spiel zwischen dem ersten Einzelzahnrad und dem Gehäuseelement auftreten kann. Ein Spiel zwischen dem ersten Einzelzahnrad und dem zweiten Einzelzahnrad beeinträchtigt vorliegend nicht die Halterung des Rotors. Dabei wird einerseits ein axiales Spiel reduziert, da sich lediglich das erste Einzelzahnrad einzeln in axialer Richtung bewegen kann. Andererseits wird auch ein Spiel in radialer Richtung reduziert. Ein Spiel des zweiten Einzelzahnrads ergibt sich lediglich relativ zu dem ersten Einzelzahnrad, und summiert sich nicht - wie bei einer gemeinsamen Halterung des ersten und zweiten Einzelzahnrads zu einem Gesamtspiel des Rotors auf.The basic idea of the present invention is thus to simplify the construction of the rotor so that the rotor as a whole can be provided and rotatably mounted as a one-piece element on the housing element. This allows an efficient mounting of the steering angle sensor, since the storage of the second single gear is performed on the first single gear. Also, the rotor can be kept overall reliable and with little play, since only a game between the first single gear and the housing element can occur. A clearance between the first single gear and the second single gear in the present case does not affect the support of the rotor. In this case, an axial clearance is reduced on the one hand, since only the first single gear can move individually in the axial direction. On the other hand, a game in the radial direction is reduced. A play of the second single gear results only relative to the first single gear, and does not add up - as in a common mounting of the first and second single gear to a total game of the rotor.
Der Lenkwinkelsensor wird typischerweise in einer Lenkvorrichtung in einem Fahrzeug verwendet. Der Lenkwinkelsensor ist über eine Lenkwelle mit einem Lenkrad rotatorisch gekoppelt, wobei Lenkwelle und Lenkrad rotationsfest zueinander sind, so dass eine Lenkbewegung des Lenkrads auf die Lenkwelle und damit auf den Lenkwellenrotor übertragen wird. Der Lenkwellenrotor treibt dann den Rotor des Lenkwinkelsensors an. Diese Bewegung des Rotors wird von dem Lenkwinkelsensor erfasst und ausgewertet. Dabei kann durch eine Ausgestaltung des Lenkwellenrotors und des Rotors eine gewünschte Übersetzung zwischen einer Umdrehung der Lenkwelle und des Rotors eingestellt werden. Dadurch kann beispielsweise eine Winkelauflösung des Lenkwinkelsensors eingestellt werden.The steering angle sensor is typically used in a steering apparatus in a vehicle. The steering angle sensor is rotatably coupled via a steering shaft with a steering wheel, wherein the steering shaft and steering wheel are rotationally fixed to each other, so that a steering movement of the steering wheel on the steering shaft and thus transferred to the steering shaft rotor. The steering shaft rotor then drives the rotor of the steering angle sensor. This movement of the rotor is detected and evaluated by the steering angle sensor. It can be adjusted by a configuration of the steering shaft rotor and the rotor, a desired ratio between a revolution of the steering shaft and the rotor. As a result, for example, an angular resolution of the steering angle sensor can be set.
Das erste und das zweite Einzelzahnrad sind dabei gegeneinander um einen Winkel drehbar sind, haben den gleichen Außendurchmesser und weisen an ihrer Umfangsfläche jeweils die gleiche Anzahl Zähne auf. Die Drehung der Einzelzahnräder gegeneinander erfolgt gegen die Kraft des Federkraftelements, welches die beiden Einzelzahnräder miteinander koppelt und das erste und das zweite Einzelzahnrad in Umfangsrichtung gegeneinander vorspannt. Dadurch ist der Rotor spielfrei im Eingriff mit einem kämmenden Element, beispielsweise einem an der Lenkwelle angebrachten Lenkwellenrotor.The first and the second single gear are mutually rotatable by an angle, have the same outer diameter and each have the same number of teeth on its peripheral surface. The rotation of the individual gears against each other takes place against the force of the spring force element, which couples the two individual gears together and biases the first and the second single gear in the circumferential direction against each other. As a result, the rotor is free of play in engagement with a meshing element, for example, mounted on the steering shaft steering shaft rotor.
Der Lenkwinkelsensor kann auf prinzipiell unterschiedliche Weise die Drehung der Lenkwelle erfassen. Die Erfassung der Drehung des Rotors erfolgt durch ein entsprechendes Sensorelement. Der Lenkwinkelsensor kann prinzipiell berührungslos arbeiten, wodurch sich eine geringe Reibung und ein geringer Verschleiß ergeben. Abhängig von der Ausgestaltung des Lenkwinkelsensors kann der Lenkwinkel mit einer hohen Präzision bestimmt werden.The steering angle sensor can detect the rotation of the steering shaft in fundamentally different ways. The detection of the rotation of the rotor is effected by a corresponding sensor element. The steering angle sensor can in principle operate without contact, resulting in low friction and low wear. Depending on the design of the steering angle sensor, the steering angle can be determined with high precision.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Lenkwinkelsensor ein magnetischer Lenkwinkelsensor. Es erfolgt eine magnetische Erfassung der Drehung des Rotors durch ein entsprechendes magnetisches Sensorelement und wenigstens ein Magnetelement als Signalgeber. Eine Auswerteelektronik führt eine Erfassung der Drehung durch. Der magnetische Lenkwinkelsensor arbeitet berührungslos und daher mit geringer Reibung und geringem Verschleiß. Abhängig von der Ausgestaltung des magnetischen Lenkwinkelsensors kann der Lenkwinkel mit einer hohen Präzision bestimmt werden. Das Magnetelement ist vorzugsweise an dem ersten Einzelzahnrad gehalten.In an advantageous embodiment of the invention, the steering angle sensor is a magnetic steering angle sensor. There is a magnetic detection of the rotation of the rotor by a corresponding magnetic sensor element and at least one magnetic element as a signal generator. An evaluation unit carries out a detection of the rotation. The magnetic steering angle sensor works without contact and therefore with low friction and low wear. Depending on the configuration of the magnetic steering angle sensor, the steering angle can be determined with high precision. The magnetic element is preferably held on the first single gear.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerteelektronik einen Hall-Sensor auf. Der Hall-Sensor kann eine Änderung des magnetischen Feldes in seiner Umgebung, wie sie durch eine Rotation des wenigstens einen Magnetelements bewirkt wird, zuverlässig erfassen. Dabei kann durch die Anzahl verwendeter Magnetelemente eine Winkelauflösung des Lenkwinkelsensors beeinflusst werden. Das wenigstens eine Magnetelement ist vorzugsweise in räumlicher Nähe zu dem Hall-Sensor angeordnet. Besonders bevorzugt ist das erste Einzelzahnrad als magnetisches Einzelzahnrad mit wenigstens einem entsprechenden Magnetelement ausgeführt, oder das wenigstens Magnetelement ist an dem ersten Einzelzahnrad angebracht.In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation on a Hall sensor. The Hall sensor can reliably detect a change in the magnetic field in its environment, as it is caused by a rotation of the at least one magnetic element. In this case, an angular resolution of the steering angle sensor can be influenced by the number of magnetic elements used. The at least one magnetic element is preferably arranged in spatial proximity to the Hall sensor. Particularly preferably, the first single gear is designed as a magnetic single gear with at least one corresponding magnetic element, or the at least magnetic element is attached to the first single gear.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Einzelzahnrad in einem Bereich zwischen dem ersten Einzelzahnrad und dem Gehäuseelement angeordnet. Entsprechend ist das zweite Einzelzahnrad auf einer der Auswerteelektronik entgegengesetzten Seite angebracht. Das erste Einzelzahnrad kann beispielsweise mit dem Magnetelement in Nähe zu der Auswerteelektronik angeordnet sein, um eine ungestörte Erfassung der Rotation des Rotors durch die Auswerteelektronik zu ermöglichen.In an advantageous embodiment of the invention, the second single gear is disposed in a region between the first single gear and the housing member. Accordingly, the second single gear is mounted on a side opposite the transmitter. The first single gear can be arranged, for example, with the magnetic element in the vicinity of the transmitter to allow undisturbed detection of the rotation of the rotor by the transmitter.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Lenkwinkelsensor eine Leiterplatte mit einer Auswerteelektronik zur Bestimmung einer Rotation des Rotors auf, die Leiterplatte bildet einen Gehäusedeckel oder ist als Teil eines Gehäusedeckels ausgeführt, und der Rotor ist in einem durch das Gehäuseelement und den Gehäusedeckel gebildeten Gehäuse gehalten ist. Das Gehäuseelement wird von dem Gehäusedeckel mit der Leiterplatte verschlossen, wobei die Leiterplatte zum Verschluss des Gehäuses beiträgt. Dies ermöglicht ein kompaktes Design des Lenkwinkelsensors, da in dem Gehäuse nicht zusätzlich eine Leiterplatte aufgenommen werden muss. Die Auswerteelektronik kann dabei prinzipiell innenseitig oder außenseitig an der Leiterplatte angebracht sein. Bei einer innenseitigen Anbringung ist die Auswerteelektronik besonders geschützt. Die Auswerteelektronik umfasst vorzugsweise einen Hall-Sensor oder ist als Hall-Sensor ausgeführt.In an advantageous embodiment of the invention, the steering angle sensor has a printed circuit board with an evaluation for determining a rotation of the rotor, the circuit board forms a housing cover or is designed as part of a housing cover, and the rotor is held in a housing formed by the housing member and the housing cover , The housing element is closed by the housing cover with the circuit board, wherein the circuit board contributes to the closure of the housing. This allows a compact design of the steering angle sensor, since in the housing does not need to be additionally included a circuit board. The transmitter can in principle be mounted on the inside or outside of the circuit board. When mounted on the inside, the transmitter is specially protected. The transmitter preferably comprises a Hall sensor or is designed as a Hall sensor.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Schaft zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseelement. Das erste Einzelzahnrad wird also zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuseelement gehalten. Dadurch kann der Rotor besonders zuverlässig und mit wenig Spiel gehalten werden. Es wird einerseits ein axiales Spiel reduziert, da sich lediglich das erste Einzelzahnrad einzeln in axialer Richtung zwischen dem Gehäuseelement und der Leiterplatte bewegen kann. Andererseits wird auch ein radiales Spiel reduziert, da das erste Einzelzahnrad nur durch seine eigene Lagerung Spiel erfährt.In an advantageous embodiment of the invention, the shaft extends between the circuit board and the housing element. The first single gear is thus held between the circuit board and the housing element. As a result, the rotor can be kept very reliable and with little play. It is reduced on the one hand, an axial clearance, since only the first single gear can move individually in the axial direction between the housing member and the circuit board. On the other hand, a radial clearance is reduced because the first single gear learns only by its own storage game.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Einzelzahnrad an seinem der Leiterplatte zugewandten axialen Ende eine zentrisch angeordnete Bohrung auf, und die Auswerteelektronik ist innerhalb der Bohrung angeordnet. Dadurch kann einerseits die Auswerteelektronik sehr nah an dem Rotor positioniert sein, um dessen Rotation zu erfassen. Andererseits ergibt sich ein besonders kompaktes Design des Lenkwinkelsensors, da keiner oder nur wenig zusätzlicher Raum für die Auswerteelektronik bereitgestellt werden muss. In an advantageous embodiment of the invention, the first single gear at its the printed circuit board facing the axial end on a centrally disposed bore, and the transmitter is disposed within the bore. As a result, on the one hand, the evaluation electronics can be positioned very close to the rotor in order to detect its rotation. On the other hand, there is a particularly compact design of the steering angle sensor, since no or only little additional space for the transmitter must be provided.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuseelement ein Lagerelement auf, an dem das erste Einzelzahnrad drehbar gelagert ist. Das Lagerelement kann dabei auf verschiedene Weise bereitgestellt sein. Es bildet vorzugsweise eine Drehachse zur drehbaren Anbringung des ersten Einzelzahnrads.In an advantageous embodiment of the invention, the housing element has a bearing element on which the first single gear is rotatably mounted. The bearing element can be provided in various ways. It preferably forms an axis of rotation for the rotatable attachment of the first single gear.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Lagerelement als Lagerstift ausgeführt, das erste Einzelzahnrad weist eine mit dem Lagerstift korrespondierende Innenbohrung auf, und das erste Einzelzahnrad ist mit seiner Innenbohrung drehbar auf dem Lagerstift gehalten. Der Lagerstift bildet somit eine Drehachse des Einzelzahnrads wie auch des Rotors insgesamt. Der Lagerstift kann dabei als zylinderförmiges Lagerelement ausgeführt sein, oder eine Mehrzahl Arme aufweisen, die sich von einem Mittelbereich nach außen erstrecken, so dass Enden der Arme einen Zylinder aufspannen.In an advantageous embodiment of the invention, the bearing element is designed as a bearing pin, the first single gear has a bearing pin corresponding to the inner bore, and the first single gear is rotatably supported with its inner bore on the bearing pin. The bearing pin thus forms an axis of rotation of the single gear as well as the rotor as a whole. The bearing pin can be designed as a cylindrical bearing element, or have a plurality of arms which extend from a central region to the outside, so that ends of the arms span a cylinder.
Alternativ kann das Lagerelement ausgeführt sein, dass es einen hülsenförmigen oder zylinderförmigen Bereich des ersten Einzelzahnrads von außen umgreift. Entsprechend kann das Lagerelement beispielsweise nach er Art einer Hülse ausgeführt sein.Alternatively, the bearing element can be designed such that it engages around a sleeve-shaped or cylindrical region of the first single gearwheel from the outside. Accordingly, the bearing element may be performed, for example, after he type of sleeve.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das erste und/oder das zweite Einzelzahnrad einen Schnappmechanismus auf, mit dem das erste und das zweite Einzelzahnrad aneinander montierbar sind. Durch den Schnappmechanismus wird eine Anbringung des zweiten Einzelzahnrads an dem ersten Einzelzahnrad auf einfache Weise ermöglicht. Somit kann der Rotor insgesamt einfach gebildet werden. Der Schnappmechanismus umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl Federbeine, die sich entlang eines Hülsenbereichs des ersten Einzelzahnrads erstrecken. Wenn das zweite Einzelzahnrad auf den Hülsenbereich aufgeschoben wird, können die Federbeine das zweite Einzelzahnrad hintergreifen, so dass es fest auf dem Hülsenbereich des ersten Einzelzahnrads gehalten ist. Der Schnappmechanismus ist vorzugsweise an dem ersten Einzelzahnrad ausgebildet.In an advantageous embodiment of the invention, the first and / or the second single gear on a snap mechanism, with which the first and the second single gear can be mounted together. By the snap mechanism attachment of the second single gear on the first single gear is made possible in a simple manner. Thus, the rotor as a whole can be easily formed. The snap mechanism preferably includes a plurality of struts extending along a sleeve portion of the first single gear. When the second single gear is pushed onto the sleeve portion, the struts can engage behind the second single gear, so that it is held firmly on the sleeve portion of the first single gear. The snap mechanism is preferably formed on the first single gear.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Federkraftelement als Ringfeder ausgeführt und an dem ersten und/oder dem zweiten Einzelzahnrad gehalten. Die Ringfeder kann einfach an dem ersten oder zweiten Einzelzahnrad angebracht und rotatorisch damit gekoppelt werden. Die Ringfeder kann eine Kraft in Umfangsrichtung gut aufnehmen und zwischen den zwei Einzelzahnrädern übertragen.In an advantageous embodiment of the invention, the spring force element is designed as a ring spring and held on the first and / or the second single gear. The annular spring can be easily attached to the first or second single gear and rotationally coupled therewith. The annular spring can well absorb a force in the circumferential direction and transmitted between the two individual gears.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Einzelzahnrad eine zentrische Durchgangsöffnung auf, und das erste Einzelzahnrad weist einen Hülsenbereich auf, auf dem das zweite Einzelzahnrad mit seiner zentrischen Durchgangsöffnung montierbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the second single gear on a central through hole, and the first single gear has a sleeve portion on which the second single gear is mounted with its central passage opening.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Lenkvorrichtung eine Mehrzahl Lenkwinkelsensoren auf, die mit der Lenkwelle rotatorisch gekoppelt sind. Vorzugsweise weist die Lenkvorrichtung zwei Lenkwinkelsensoren auf. Eine so gebildete Lenkvorrichtung ermöglicht eine Bildung einer Lenkwinkelsensoranordnung, um beispielsweise einen Quadraturkodierer zu bilden. Der Quadraturkodierer kann zuverlässig die Bewegung und Richtung der Rotation des Lenkrads erfassen, wenn sich die Lenkwinkelsensoranordnung im Bereitschafts- oder Abschaltbetriebsmodus befindet.In an advantageous embodiment of the invention, the steering device has a plurality of steering angle sensors, which are rotatably coupled to the steering shaft. Preferably, the steering device has two steering angle sensors. A steering device formed in this way makes it possible to form a steering angle sensor arrangement, for example to form a quadrature encoder. The quadrature encoder can reliably detect the movement and direction of rotation of the steering wheel when the steering angle sensor assembly is in the standby or shutdown mode of operation.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments. The illustrated features may represent an aspect of the invention both individually and in combination. Features of various embodiments are transmittable from one embodiment to another.
Es zeigt
-
1 eine Darstellung eines Rotors aus dem Stand der Technik mit zwei Einzelzahnrädern, die gegeneinander in Umfangsrichtung drehbar gehalten sind, mit einem Spiel, in einer seitlichen Ansicht bzw. Draufsicht, -
2 eine Darstellung des Rotors aus1 mit den zwei Einzelzahnrädern und einem Federkraftelement, mit dem die beiden Einzelzahnräder gegeneinander vorgespannt sind, in einer seitlichen Schnittansicht bzw. Draufsicht, -
3 eine Darstellung eines Lenkwinkelsensors aus dem Stand der Technik mit dem Rotor aus den1 und2 , einem Hall-Sensor und einem Gehäuse, wobei der Rotor in dem Gehäuse angeordnet ist, in einer Explosionsansicht, -
4 eine Darstellung eines Lenkwinkelsensors aus3 im montierten Zustand in einer seitlichen Schnittansicht, -
5 eine Darstellung eines Lenkwinkelsensors gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Rotor mit zwei Einzelzahnrädern, die gegeneinander in Umfangsrichtung drehbar gehalten sind, einem Federkraftelement, mit dem die beiden Einzelzahnräder gegeneinander vorgespannt sind, einem Hall-Sensor und einem Gehäuse, wobei der Rotor in dem Gehäuse angeordnet ist, in einer Explosionsansicht, -
6 eine Darstellung des Lenkwinkelsensors aus5 im montierten Zustand in einer seitlichen Schnittansicht, -
7 eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Lenkwelle, einem daran angebrachten Lenkwellenrotor und zwei Lenkwinkelsensoren aus5 deren Rotoren mit dem Lenkwellenrotor kämmen, und -
8 eine Detailansicht der Lenkvorrichtung aus7 , wobei der Lenkwellenrotor kämmend mit einem der Rotoren der beiden Lenkwinkelsensoren dargestellt ist.
-
1 2 shows a representation of a rotor from the prior art with two individual gears, which are held rotatably relative to one another in the circumferential direction, with a play, in a lateral view or plan view, -
2 a representation of the rotor1 with the two individual gears and a spring force element, with which the two individual gears are biased against each other, in a lateral sectional view or plan view, -
3 a representation of a steering angle sensor of the prior art with the rotor of the1 and2 , a Hall sensor and a housing, wherein the rotor is arranged in the housing, in an exploded view, -
4 a representation of a steering angle sensor3 in the mounted state in a lateral sectional view, -
5 a representation of a steering angle sensor according to a first preferred embodiment of the invention with a rotor with two single gears, which are rotatably supported against each other in the circumferential direction, a spring force element, with which the two individual gears are biased against each other, a Hall sensor and a housing, wherein the rotor is arranged in the housing, in an exploded view, -
6 a representation of the steering angle sensor5 in the mounted state in a lateral sectional view, -
7 a schematic representation of a steering apparatus according to the first embodiment with a steering shaft, an attached steering shaft rotor and two steering angle sensors5 whose rotors mesh with the steering shaft rotor, and -
8th a detailed view of the steering device7 wherein the steering shaft rotor is shown in mesh with one of the rotors of the two steering angle sensors.
Die
Der Lenkwinkelsensor
Jedes der Einzelzahnräder
Der Lenkwinkelsensor
Der Lenkwinkelsensor
An dem Gehäuseelement
Zwei Lenkwinkelsensoren
Die Lenkbewegung des Lenkrads wird von den Lenkwinkelsensoren
Zur Erfassung des Lenkwinkels wird zunächst die Drehung des Lenkrads mit dem an der Lenkwelle
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Rotor (Stand der Technik)Rotor (prior art)
- 1212
- erstes Einzelzahnrad (Stand der Technik)first single gear (prior art)
- 1414
- zweites Einzelzahnrad (Stand der Technik)second single gear (prior art)
- 1616
- Zahn (Stand der Technik)Tooth (prior art)
- 1818
- Federkraftelement, Ringfeder (Stand der Technik)Spring force element, ring spring (prior art)
- 2020
- Lenkwinkelsensor (Stand der Technik)Steering angle sensor (prior art)
- 2222
- Gehäusedeckel, Leiterplatte, Gehäuse (Stand der Technik)Housing cover, printed circuit board, housing (prior art)
- 2424
- Hall-Sensor (Stand der Technik)Hall sensor (prior art)
- 2626
- Gehäuseelement, Gehäuse (Stand der Technik)Housing element, housing (prior art)
- 2828
- Hülsenbereich (Stand der Technik)Sleeve area (prior art)
- 3030
- Führungsbereich (Stand der Technik)Leadership area (prior art)
- 3232
- ringförmige Aufnahme (Stand der Technik)annular receptacle (prior art)
- 3434
- Aussparung (Stand der Technik)Recess (prior art)
- XX
- Winkel (Stand der Technik)Angle (prior art)
- 5050
- LenkwinkelsensorSteering angle sensor
- 5252
- Rotorrotor
- 5454
- erstes Einzelzahnradfirst single gear
- 5656
- zweites Einzelzahnradsecond single gear
- 5858
- Federkraftelement, RingfederSpring force element, ring spring
- 6060
- Zahntooth
- 6262
- Schaftshaft
- 6464
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 6666
- Federbeinstrut
- 6868
- Gehäuseelement, GehäuseHousing element, housing
- 7070
- Gehäusedeckel, Leiterplatte, GehäuseHousing cover, circuit board, housing
- 7272
- Hall-Sensor, AuswerteelektronikHall sensor, transmitter
- 7474
- Bohrungdrilling
- 7676
- Lagerelement, LagerstiftBearing element, bearing pin
- 7878
- Innenbohrunginternal bore
- 8080
- Lenkvorrichtungsteering device
- 8282
- Lenkwellesteering shaft
- 8484
- LenkwellenrotorSteering shaft rotor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008049680 A1 [0013]DE 102008049680 A1 [0013]
- DE 102011122341 A1 [0014]DE 102011122341 A1 [0014]
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Also Published As
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---|---|
DE102018106006B4 (en) | 2023-01-05 |
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R020 | Patent grant now final |