DE19941805B4 - Drehwinkelsensor - Google Patents

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    • G01D5/3473Circular or rotary encoders
    • G01D5/34738Axles; Driving or coupling means

Abstract

Drehwinkelsensor mit:
einer Antriebswelle (22) mit einem Abflachungsbereich (22b) im Umfang des vorderen Endbereichs;
einem Drehglied (12) mit einer Eingriffsöffnung (13), die einen Abflachungsbereich (13a) aufweist, in den der vordere Endbereich der Antriebswelle (22) eingesetzt ist;
einer Drehwinkel-Erfassungseinrichtung zum Detektieren des Drehwinkels des Drehglieds;
einer plattenförmigen Feder (17; 27; 37; 47), von der ein rechtwinklig zur Drehachse der Antriebswelle (22) gekrümmter elastischer Kontaktbereich (17c; 27c, 37c; 47c) absteht, dessen Scheitelbereich an dem Abflachungsbereich (22b) der Antriebswelle (22) anliegt,
wobei die Feder (17, 27, 37, 47) von einer in dem Drehglied (12) gebildeten Nut (14) aufgenommen wird, die dem Abflachungsbereich (13a) der Eingriffsöffnung (13) benachbart sowie parallel zu diesem ausgebildet ist, wobei sich zwischen der Nut (14) und dem Abflachungsbereich (13a) der Eingriffsöffnung (13) eine Trennwand (15) mit einem offenen Bereich (16) befindet, der ausgehend von der Mündung der Eingriffsöffnung (13) auf eine bestimmte Tiefe ausgebildet...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehwinkelsensor, speziell einen Drehwinkelsensor zum Detektieren eines von außen übertragenen Drehwinkels mit hoher Genauigkeit.
  • Ein herkömmlicher Drehwinkelsensor besitzt ein nicht dargestelltes Gehäuse mit in etwa zylindrischer Außengestalt, in dem ein scheibenartiges Drehglied 1 untergebracht ist, wie es in 10 gezeigt ist. Das Drehglied 1 besitzt einen Lagerbereich 1b, der von dem Zentrum eines scheibenartigen Flansches 1a in der Zeichnung in Richtung nach rechts wegragt. Im Drehzentrum des Lagerbereichs 1b ist eine oval ausgebildete Wellenöffnung 1c bestimmter Tiefe ausgebildet. In einem Teil des Flansches 1a in der Nähe des Fußes des Lagerbereichs 1b steht ein Federfesthaltebereich 1d ab.
  • Eine den Lagerbereich 1b umfassende Torsionsschraubenfeder 2 spannt das Drehglied 1 elastisch in eine Drehrichtung. Die Torsionsschraubenfeder 2 ist an ihrem einen Ende durch den Federfesthaltebereich 1d und an ihrem anderen Ende auf der Seite des nicht dargestellten Gehäuses festgehalten.
  • Auf der in der Zeichnung linken Seitenfläche des Flansches 1a des Drehglieds 1 ist ein nicht dargestelltes Gleitstück angebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite dieses Gleitstücks befindet sich eine Widerstandsplatte, die ebenfalls nicht dargestellt ist, und auf der ein Widerstandsmuster ausgebildet ist. Wenn das Gleitstück bei Rotation des Drehglieds eine Gleitbewegung in elastischer Berührung mit dem Widerstandsmuster ausführt, ändert sich der Widerstandswert, wodurch sich der Rotationswinkel des Drehglieds detektieren läßt.
  • Im folgenden wird der herkömmliche Drehwinkelsensor bei Verwendung als Drosselventil-Drehwinkelsensor (nicht gezeigt) bei einem Kraftfahrzeug erläutert. Das Drosselventil ist mit der Antriebswelle 3 gekoppelt, die Rotationsbewegung auf das Drosselventil überträgt. Das vordere Ende 3a der Antriebswelle 3 ist oval ausgebildet. Wenn der herkömmliche Sensor auf der Seite des Drosselventils angebracht wird und die Antriebswelle 3 in die Wellenöffnung 1c des Drehglieds 1 eingeführt wird, wird die Rotationsbewegung der Antriebswelle 3 auf das Drehglied 1 übertragen.
  • Die Antriebswelle 3 ist etwas lose sowie außermittig in einer zu der axialen Richtung orthogonalen Radialrichtung, und zwar aufgrund der Montageerfordernisse der Komponenten auf der Seite des Drosselventils. Diese Lockerheit oder Unmittigkeit der Antriebswelle 3 muß auf der Seite des Drehsensors aufgenommen werden.
  • Bei dem herkömmlichen Rotationssensor ist somit die ovale Wellenöffnung 1c in ihrer Breite und ihrem Durchmesser geringfügig größer ausgebildet als der vordere Endbereich 3a der Antriebswelle 3, so dass die Antriebswelle 3 lose in die Wellenöffnung 1c eingepaßt werden kann, um das radiale Spiel sowie die Unmittigkeit der Antriebswelle 3 auszugleichen.
  • Da die Antriebswelle 3 lose in die Wellenöffnung 1c eingepaßt ist, kommt es zu Spiel relativ zu dem Drehglied 1, wenn dieses durch die Antriebswelle 3 verdreht wird, wodurch ein Fehler bei der Rotation des Drehglieds 1 entsteht entsteht und es folglich zu einem Fehler bei der korrekten Detektion des Rotationswinkels auf der Seite der Antriebswelle 3 kommt. Zur Überwindung dieses Nachteils ist die Torsionsschraubenfeder 2 derart ausgebildet, dass sie konstant eine elastische Kraft auf das Drehglied 1 in Richtung der Rotation der Antriebswelle 3 aufbringt, um auf diese Weise das Spiel zu absorbieren.
  • Das heißt, wenn sich die Antriebswelle 3 in der einen Richtung dreht, dreht sich auch das Rotationsglied 1 entgegen der Federkraft der Torsionsschraubenfeder 2 in der genannten einen Richtung. Wenn sich die Antriebswelle 3 in der anderen Richtung dreht, dreht sich das Rotationsglied 1 aufgrund der Federkraft der Torsionsschraubenfeder 2 unabhängig in derselben Richtung.
  • Der Rotationswinkel der Antriebswelle 3 läßt sich somit mit hoher Genauigkeit detektieren, wenn die Antriebswelle 3 radiales Spiel in Radialrichtung sowie eine relative Abweichung von dem Zentrum besitzt.
  • Der vorstehend beschriebene, herkömmliche Rotationssensor ist jedoch mit dem Problem behaftet, dass die dabei verwendete Torsionsschraubenfeder 2 aufgrund einer speziellen Konfiguration teuer ist, wodurch sich hohe Kosten für den Drehwinkelsensor ergeben.
  • Da die Antriebswelle 3 in die Wellenöffnung 1c lose eingepaßt ist, erschwert Reibung zwischen der Antriebswelle 3 und der Wellenöffnung 1c das Erfassen des Rotationswinkels mit hoher Genauigkeit.
  • Die DE 86 14 601 U1 zeigt einen Drehwinkelsensor mit der Besonderheit, dass das Drehglied ausschließlich reibschlüssig auf einer durchgehenden Welle sitzt. Es geht dabei um die Fixierung eines Rotormagneten in Ringform. Der Rotormagnet wird mit gleichmäßigem Abstand von einem Sensorelement, beispielsweise einem Reed-Schalter oder dergleichen gehaltert. Bei dieser Anordnung ergibt sich die oben erläuterte Problematik nicht.
  • Aus der DE 42 11 616 A1 ist ein Drehwinkelsensor bekannt, bei dem – ähnlich wie bei dem oben erläuterten Stand der Technik – eine Abflachung dazu dient, zwei Teile verdrehfest zueinander zu fixieren.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Drehwinkelsensors, der eine Detektion des Rotationswinkels mit hoher Genauigkeit gewährleistet, indem Spiel und relative Abweichung, falls überhaupt vorhanden, von dem Zentrum der Antriebswelle in Bezug auf den Drehwinkelsensor absorbiert werden.
  • Gemäß der Erfindung weist ein Drehwinkelsensor die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht eines Hauptbereichs eines Drehwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Frontansicht des Drehwinkelsensors der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Rückansicht eines Hauptbereichs des Drehwinkelsensors der vorliegenden Erfindung;
  • 4A und 4B eine Schnittansicht bzw. eine Seitenansicht eines Hauptbereichs des Drehglieds der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine Perspektivansicht eines elastischen Elements der vorliegenden Erfindung;
  • 6A und 6B eine Frontansicht bzw. eine Seitenansicht einer Antriebswelle der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Perspektivansicht zur Erläuterung einer Modifizierung des elastischen Elements der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Modifizierung des elastischen Elements der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Perspektivansicht zur Erläuterung einer weiteren Modifizierung des elastischen Elements der vorliegenden Erfindung; und
  • 10 eine Perspektivansicht eines Hauptbereichs eines herkömmlichen Drehwinkelsensors.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Drehwinkelsensors unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
  • Der Drehwinkelsensor, wie er in 1 dargestellt ist, besitzt ein Gehäuse 10 aus einem wärmeaushärtendem Harz bzw. Kunststoff, das eine in etwa zylindrische äußere Konfiguration aufweist. Das Gehäuse 10 besitzt eine in der Zeichnung rechts ausgebildete Frontseitenplatte 10a sowie eine Wellenöffnung 10b, die in dem zentralen Teil der Frontseitenplatte 10a ausgebildet ist.
  • In dem Gehäuse 10 ist ein in etwa zylindrischer Gehäuseabschnitt 11 ausgebildet. In diesem Gehäuseabschnitt 11 ist ein Drehglied 12 angeordnet, das, wie in 4 gezeigt ist, einen scheibenartigen Flansch 12a besitzt, wobei von dessen linker und rechter Seite ein Schaftbereich 12b kleinen Durchmessers bzw. ein Lagerbereich 12c großen Durchmessers wegragen.
  • An dem Lagerbereich 12c ist eine Stufe 12d ausgebildet. In Bezug auf 4A ist rechts von dieser Stufe 12d ein vorderer Endbereich 12e kleinen Durchmessers ausgebildet. Der vordere Endbereich 12e wird in eine Wellenöffnung 10b des Gehäuses 10 eingesetzt, so dass das Drehglied 12 auf der Mittenlinie A als Drehzentrum in dem Gehäuseabschnitt 11 drehbar ist.
  • Auf der in Bezug auf die Zeichnung linken Seitenfläche des Flansches 12a sind mehrere Vorsprünge 12f in wegragender Weise ausgebildet, um dadurch ein später noch zu beschreibendes Gleitstück 18 zu positionieren und anzubringen.
  • An dem Drehzentrum des Lagerbereichs 12c ist eine Eingriffsöffnung 13 mit einer bestimmten Tiefe ausgebildet. Die Eingriffsöffnung 13 weist einen abgeflachten bzw. ebenen Bereich 13a sowie einen kreisförmigen Bereich 13b auf, so dass sie von der Frontseite gesehen D-förmig ausgebildet ist, wobei sie an dem Öffnungsbereich 13c abgefast ist.
  • Angrenzend an den Abflachungsbereich 13a der Eingriffsöffnung 13 ist eine Nut 14 mit bestimmter Tiefe und Breite parallel zu dem Abflachungsbereich 13a ausgebildet.
  • Eine Trennwand 15 ist zwischen der Nut 14 und dem Abflachungsbereich 13a der Eingriffsöffnung 13 ausgebildet. An der Trennwand 15 ist ein offener Bereich 16, durch den die Eingriffsöffnung 13 und die Nut 14 miteinander kommunizieren, ausgehend von der Öffnung 13c der Eingriffsöffnung 13 auf eine bestimmte Tiefe ausgebildet. Wie in 4B gezeigt ist, ist der offene Bereich 16 in seiner Breite kleiner ausgebildet als die Nut 14, und somit ragt die Trennwand 15 auf beiden Seiten des offenen Bereichs 16 hervor.
  • Die Nut 14 ist vorgesehen, um das Einführen eines elastischen Elements zu ermöglichen, das in Form einer plattenartigen Feder 17 ausgebildet ist. Wie in 5 gezeigt ist, besitzt die Feder 17 einen Aussparungsbereich 17b, der durch Stanzen eines Basisplattenbereichs 17a mit einer Presse gebildet ist. Den Aus sparungsbereich 17b umgebend sind ein zungenförmiger elastischer Kontaktbereich 17c sowie ein Festhaltebereich 17d ausgebildet.
  • Der elastische Kontaktbereich 17c ist winkelförmig gekrümmt ausgebildet, wobei er in Bezug auf die Zeichnung nach oben ragt. In Richtung auf die Unterseite der Zeichnung, d.h. in der zu dem Vorsprung des elastischen Kontaktbereichs 17c entgegengesetzten Richtung, ist ein Festhaltebereich 17d durch Abwinkeln in Richtung nach unten ausgebildet.
  • Die Feder 17 ist mit einem Durchgangsloch 17e mit einem bestimmten Durchmesser ausgebildet, das durch Stanzen in dem gekrümmten Scheitelbereich des elastischen Kontaktbereichs 17b gebildet ist, und ein Halterungsbereich 17f mit einer bestimmten Höhe ist in derselben Richtung wie der Festhaltebereich 17d an dem in Bezug auf die Zeichnung rechten Ende durch Biegen nach unten ausgebildet.
  • Beim Einführen der Feder 17 in die Nut 14 wird der Festhaltebereich 17d an der einen Endseite elastisch zwischen den unteren Seitenwänden der Nut 14 angeordnet und der Halterungsbereich 17f an der anderen Endseite tritt mit den Seitenwänden der Nut 14 in Berührung. Der ebene Basisplattenbereich 17a wird durch die Federkraft des Festhaltebereichs 17d an der Seitenfläche in erster Linie des offenen Bereichs 16 in elastische Berührung mit der Trennwand 15 gedrückt. Auf diese Weise ist die Feder 17 in der Nut 14 festgehalten.
  • Wenn die Feder 17 in die Nut 14 eingesetzt ist, ist der gekrümmte Wellenbereich des elastischen Kontaktbereichs 17c auf der Seite der Eingriffsöffnung 13 angeordnet, wobei er durch den offenen Bereich 16 hindurchragt.
  • An der in Bezug auf die Zeichnung linken Seitenfläche des Flansches 12a des Drehglieds 12 ist dort, wo der Schaftbereich 12b ausgebildet ist, ein federnd nachgiebiges Gleitstück 18 angebracht, das Bestandteil der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung ist. Das Gleitstück 18 wird mittels einer Mehrzahl von an dem Flansch 12a ausgebildeten Vorsprüngen 12f positioniert, wie dies in 3 gezeigt ist, und durch Vernieten unter Wärmeeinwirkung oder dergleichen fest an dem Rotationsglied 12 angebracht.
  • Auf der gegenüberliegenden Seite der Fläche, an der das Gleitstück 18 angebracht ist, ist eine Widerstandsplatte 19 mit einer bestimmten Beabstandung im Inneren des Gehäuses 10 positioniert und unter Verwendung von Klebstoff fest angebracht.
  • Auf der Oberfläche der Widerstandsplatte 19 ist ein nicht dargestelltes Widerstandsmuster durch Aufdrucken ausgebildet, so dass das Gleitstück 18 mit dem Widerstandsmuster in elastische Berührung treten kann.
  • In dem zentralen Teil der Widerstandsplatte 19 ist eine Schaftöffnung 19a ausgebildet, in die der Schaftbereich 12b des Rotationsglieds 12 eingesetzt ist. Die Drehwinkel-Erfassungseinrichtung ist gebildet aus der Widerstandsplatte 19 zusammen mit dem Gleitstück 18 und dem Widerstandsmuster.
  • In 1 ist unterhalb der Widerstandsplatte 19 eine Mehrzahl von in etwa L-förmigen externen Anschlüssen 20 durch einen Einsetzformvorgang als Einheit mit dem Gehäuse 10 ausgebildet. Die äußeren Anschlüsse 20 sind durch Löten mit einem Anschluß 30 verbunden, der von der Endfläche der Widerstandsplatte 19 entsprechend dem Widerstandsmuster nach außen geführt ist.
  • In der Zeichnung ist auf der linken Seite der Widerstandsplatte 19 eine Abdeckung 21 zum Überdecken des Gehäuseabschnitts 11 in dem Gehäuse 10 mittels Klebstoff angebracht, wodurch das Innere des Gehäuseabschnitts 11 hermetisch abgeschlossen ist. An der Innenseite ist auf der Mittenlinie A der Abdeckung 21 ein Lagerbereich 21a in vorstehender Weise ausgebildet, wie dies in 1 gezeigt ist, um den Schaftbereich 12b des Drehglieds 12 zu haltern und dadurch eine Bewegung des Drehglieds 12 in einer zu der Richtung der Mittenlinie A rechtwinkligen Richtung zu verhindern sowie um Spiel zu verhindern.
  • Zum Detektieren des Drehwinkels eines Drosselventils beispielsweise an einem Kraftfahrzeug unter Verwendung des Drehwinkelsensors der vorliegenden Erfindung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird zuerst das Gehäuse 10 an dem Körper des nicht dargestellten Drosselventils angebracht. Dann wird in der in 1 gezeigten Weise eine mit dem Drosselventil gekoppelte Antriebswelle 22 in die Eingriffsöffnung 13 des Drehglieds 12 eingeführt sowie in dieser positioniert.
  • Die Antriebswelle 22, wie sie in 6 gezeigt ist, besitzt eine derartige Formgebung, dass ein runder, stangenartiger vorderer Endbereich 22a mit einem Abflachungsbereich 22b ausgebildet ist, um dadurch einen von vorne gesehen D-förmigen vorderen Endbereich 22a zu bilden. Die Antriebswelle 22 ist dazu ausgebildet, innerhalb des speziellen Rotationswinkelbereichs gekoppelt mit der Drehbewegung des Drosselventils auf der Seite des Kraftfahrzeugs eine hin- und hergehende Drehbewegung auszuführen.
  • Die vorstehend genannte Antriebswelle 22 besitzt geringfügig Spiel von beispielsweise etwa 0,1 mm sowie eine relative Mittenabweichung in Radialrichtung aufgrund eines Einbaufehlers bzw. einer Einbautoleranz auf der Seite des Drosselventils. Um die Antriebswelle 22 trotz des Vorhandenseins von Spiel oder Mittenabweichung korrekt mit der Eingriffsöffnung 13 in Eingriff zu bringen, wird zwischen der Antriebswelle 22 und der Eingriffsöffnung 13 Spiel bzw. Zwischenraum vorgesehen; nach der Montage ist dieses Spiel dadurch entfernt, dass der elastische. Kontaktbereich 17c des elastischen Elements 17 in elastischer Berührung mit dem Abflachungsbereich 22b der Antriebswelle 22 gehalten ist, wodurch der kreisförmige Bereich 13b der Eingriffsöffnung 13 gegen die Seite der Antriebswelle 22 gedrückt wird. Die Antriebswelle 22 und das Drehglied 12 drehen sich somit in Form einer einzigen Einheit ohne Spiel.
  • Wenn sich die Antriebswelle 22 in der einen Richtung dreht, kann sich das Rotationsglied 12 somit ohne Zwischenraum gleichmäßig drehen und der Drehung der Antriebswelle 12 folgen. Auch wenn sich die Antriebswelle 22 in der anderen Richtung dreht, kann sich das Rotationsglied 12 gleichmäßig drehen und der Drehung der Antriebswelle 22 wiederum ohne jeglichen Zwischenraum bzw. Spiel folgen, und zwar aufgrund des Federvermögens der Feder 17. Die mit dem Gleitstück 18 aufgebaute Rotationswinkel-Erfassungseinrichtung kann somit eine Detektion des Rotationswinkels der Antriebswelle 22 mit hoher Genauigkeit ausführen.
  • Unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 werden Modifikationen der Feder 17 erläutert, die bei dem Drehwinkelsensor der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die in 7 gezeigte Feder 27 besitzt einen Aussparungsbereich 27b, der durch Stanzen des Basisplattenbereichs 27a gebildet ist, einen gekrümmten elastischen Kontaktbereich 27c sowie einen Festhaltebereich 27d. Der Basisplattenbereich 27a ist an seinen beiden Seiten in Längsrichtung nach unten gebogen, so dass erste Halterungsbereiche 27e gebildet sind. An dem Ende des Basisplattenbereichs 27a, an dem der elastische Kontaktbereich 27c ausgebildet ist, ist ferner ein zweiter Halterungsbereich 27f durch Umbiegen auf dieselbe Höhe wie die ersten Halterungsbereiche 27e ausgebildet. Die Feder 27, die mit den auf diese Weise ausgebildeten ersten Halterungsbereichen 27e versehen ist, läßt sich in zuverlässiger Weise ohne Spiel in die Nut 14 einsetzen, und die Antriebswelle 22 läßt sich mittels des elastischen Kontaktbereichs 27c in zuverlässiger Weise in die Eingriffsöffnung 13 drücken.
  • Die in 8 gezeigte Feder weist einen gekrümmten elastischen Kontaktbereich 37c in dem in dem Basisplattenbereich 37a ausgebildeten Aussparungsbereich 37b auf. Der Basisplattenbereich 37a ist an seinen sich in Längsrichtung erstreckenden Endrändern umgebogen, um dadurch erste Halterungsbereiche 37d zu bilden. An der unteren Endfläche der ersten Halterungsbereiche 37d sind nach unten ragende keilförmige Festhaltebereiche 37e ausgebildet.
  • Der Basisplattenbereich 37a mit dem auf diese Weise ausgebildeten elastischen Kontaktbereich 37c ist ferner an seinem einen Ende mit einem zweiten Halterungsbereich 37f ausgebildet, der durch Biegen auf dieselbe Höhe wie die ersten Halterungsbereiche 37d gebildet ist. Die Feder 37 läßt sich somit mittels der keilförmigen Festhaltebereiche 37e zuverlässig in der Nut 14 festhalten, und die Antriebswelle 22 läßt sich mittels des elastischen Kontaktbereichs 37c elastisch in die Eingriffsöffnung 13 fest hineindrücken.
  • Die in 9 gezeigte Feder 47 ist mit einem gekrümmten elastischen Kontaktbereich 47c versehen, der durch Ausstanzen eines Aussparungsbereichs 47b in einem in etwa rechteckigen Basisplattenbereich 47a gebildet ist. Ein in Längsrichtung des Basisplattenbereichs 47a nahezu zentraler Bereich ragt an beiden Seiten desselben in kreisförmig gebogener Weise in dieselbe Richtung, in der auch der gekrümmte elastische Kontaktbereich 47c gebogen ist, wodurch Festhaltebereiche 47d gebildet sind.
  • Die Feder mit dieser Konfiguration läßt sich in einfacher Weise herstellen und kann die Antriebswelle 22 elastisch mit Druck beaufschlagen, um diese mit Hilfe des elastischen Kontaktbereichs 47c zuverlässig in der Eingriffsöffnung 13 festzuhalten.
  • Bei den Ausführungsbeispielen, wie sie bisher erläutert worden sind, handelt es sich bei der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung um einen Widerstands-Typ, der mit einem Gleitstück 18 ausgebildet ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass es sich bei der Drehwinkel-Erfassungseinrichtung auch um einen nicht dargestellten Magnet-Typ oder um einen anderen Typ handeln kann, der an dem Außenumfang des Flansches 12a des Drehglieds 12 mit einem magnetischen Element versehen ist.
  • Das Drehglied des Drehwinkelsensors der vorliegenden Erfindung ist mit einer Nut versehen, die dem Abflachungsbereich der Eingriffsöffnung benachbart sowie parallel zu diesem ausgebildet ist, wobei das Drehglied ferner mit einer Trennwand zwischen der Nut und dem Abflachungsbereich der Eingriffsöffnung versehen ist. Die Trennwand besitzt einen offenen Bereich mit einer bestimmten Tiefe ausgehend von der Öffnung der Eingriffsöffnung, wobei die Eingriffsöffnung und die Nut durch diesen offenen Bereich miteinander kommunizieren. Der elastische Kontaktbereich der in die Nut eingesetzten Feder ragt durch den offenen Bereich hindurch nach außen auf die Seite der Eingriffsöffnung und befindet sich in elastischer Berührung mit dem Abflachungsbereich der Antriebswelle. Wenn die Antriebswelle lose in die Eingriffsöffnung eingepaßt ist, kann sich das Drehglied somit ohne Spiel zusammen mit der Rotationsbewegung der Antriebswelle drehen. Die vorliegende Erfindung schafft somit einen Drehwinkelsensor, der in der Lage ist, den Rotationswinkel der Antriebswelle mit Hilfe der Erfassungseinrichtung mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
  • Die Feder ist als plattenartige Feder ausgebildet, und der elastische Kontaktbereich ist durch Krümmen eines Teils der plattenartigen Feder in vorspringender Weise gebildet. Der gekrümmte Scheitelbereich ragt auf die Seite der Eingriffsöffnung sowie in elastische Berührung mit dem Abflachungsbereich der Antriebswelle. Es ist somit in einfacher Weise möglich, das elastische Element auf einer Presse herzustellen, wodurch sich die Kosten reduzieren lassen.
  • Die Feder besitzt gemäß einem Ausführungsbeispiel einen Festhaltebereich, der durch Schneiden und Umbiegen auf diejenige Seite gebildet ist, die zu der Vorspringrichtung des elastischen Kontaktbereichs entgegengesetzt ist, so dass die Feder durch diesen Festhaltebereich festgehalten wird. Die Feder läßt sich somit durch den Festhaltebereich bzw. die Festhaltebereiche in zuverlässiger Weise in die Nut einsetzen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Herausbewegen der Feder aus der Nut und ein Lösen aus dieser zu verhindern, wenn es zu Spiel in der Druckbeaufschlagungsrichtung oder in der Axialrichtung der Antriebswelle gekommen ist.
  • Da ferner ein Durchgangsloch in dem gekrümmten Scheitelbereich des elastischen Kontaktbereichs ausgebildet ist, ist es möglich, den Federdruck pro Flächeneinheit zu steigern, um den elastischen Kontaktbereich elastisch gegen den Abflachungsbereich der Antriebswelle zu drücken und somit in zuverlässiger Weise eine Druckbeaufschlagung zu schaffen, um das Drehglied mit der Antriebswelle zu verbinden.

Claims (3)

  1. Drehwinkelsensor mit: einer Antriebswelle (22) mit einem Abflachungsbereich (22b) im Umfang des vorderen Endbereichs; einem Drehglied (12) mit einer Eingriffsöffnung (13), die einen Abflachungsbereich (13a) aufweist, in den der vordere Endbereich der Antriebswelle (22) eingesetzt ist; einer Drehwinkel-Erfassungseinrichtung zum Detektieren des Drehwinkels des Drehglieds; einer plattenförmigen Feder (17; 27; 37; 47), von der ein rechtwinklig zur Drehachse der Antriebswelle (22) gekrümmter elastischer Kontaktbereich (17c; 27c, 37c; 47c) absteht, dessen Scheitelbereich an dem Abflachungsbereich (22b) der Antriebswelle (22) anliegt, wobei die Feder (17, 27, 37, 47) von einer in dem Drehglied (12) gebildeten Nut (14) aufgenommen wird, die dem Abflachungsbereich (13a) der Eingriffsöffnung (13) benachbart sowie parallel zu diesem ausgebildet ist, wobei sich zwischen der Nut (14) und dem Abflachungsbereich (13a) der Eingriffsöffnung (13) eine Trennwand (15) mit einem offenen Bereich (16) befindet, der ausgehend von der Mündung der Eingriffsöffnung (13) auf eine bestimmte Tiefe ausgebildet ist; und wobei der gekrümmte elastische Kontaktbereich (17c; 27c; 37c; 47c) der in der Nut (14) eingesetzten Feder (17, 27, 37, 47) durch den offenen Bereich (16) hindurch auf die Seite der Eingriffsöffnung (13) ragt, so dass er sich in elastischer Berührung mit dem Abflachungsbereich (22b) der Antriebswelle (22) befindet.
  2. Drehwinkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17; 27; 37) eine Festhalteeinrichtung aufweist, die entgegen der Vorspringrichtung des elastischen Kontaktbereichs (17c; 27c; 37c) wegragt um die Feder (17; 27; 37) festzuhalten.
  3. Drehwinkelsensor nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchgangsloch (17e) in dem gekrümmten Scheitelbereich des elastischen Kontaktbereichs (17c) ausgebildet ist.
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