旋轉(zhuǎn)角傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定相對(duì)于參考位置的相對(duì)角度位置的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其包括殼體(1)、至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體(1)中的轉(zhuǎn)子(3、4)和印刷電路板(2)，該印刷電路板具有電氣和/或電子構(gòu)件以及一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)于轉(zhuǎn)子(3、4)數(shù)量的定子。應(yīng)改進(jìn)旋轉(zhuǎn)角傳感器以確保第一轉(zhuǎn)子(3)相對(duì)于定子的極精確的定向并且該旋轉(zhuǎn)角傳感器可低成本地制造。這以下述方式實(shí)現(xiàn)：轉(zhuǎn)子中的第一轉(zhuǎn)子(3)無間隙地與殼體(1)卡鎖，其中，設(shè)置預(yù)偏壓卡鎖臂(11)的彈簧環(huán)(14)。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)角傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定關(guān)于參考位置的相對(duì)角度位置的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其包括殼體、至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體中的轉(zhuǎn)子和印刷電路板，該印刷電路板具有電氣和/或電子構(gòu)件以及一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)于轉(zhuǎn)子數(shù)量的定子。

【背景技術(shù)】
[0002]這種感應(yīng)式扭矩傳感器本身已知。它們例如應(yīng)用于汽車中，以便確定扭矩、如轉(zhuǎn)向扭矩。這變得越來越必要，因?yàn)樵絹碓蕉嗟厥褂秒妱?dòng)伺服裝置來輔助轉(zhuǎn)向。所述裝置需要轉(zhuǎn)向扭矩進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)向扭矩可在轉(zhuǎn)向柱中通過扭力桿以角差被識(shí)別并由角差計(jì)算出。為此，借助適合的裝置將扭力桿端部上的旋轉(zhuǎn)確定為信號(hào)并將該信號(hào)傳輸給用于分析的裝置?？瑟?dú)立于方向盤的位置確定通過扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的角差。
[0003]此外，例如對(duì)于駕駛員輔助系統(tǒng)、如ESP(用于車輛行駛性能的電子穩(wěn)定程序)重要的是，也識(shí)別方向盤的位置(相對(duì)角度位置)。為此，確定方向盤的偏轉(zhuǎn)(相對(duì)于參考位置的角度)。為了也可確定大于或小于360°的角，為參考位置配置標(biāo)記(Indexierung)，該標(biāo)記為方向盤的每個(gè)整周旋轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)信號(hào)并且因此確定旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
[0004]EP I 533 212 BI描述了一種轉(zhuǎn)向角傳感器，在其中轉(zhuǎn)子直接支承在印刷電路板上。為此在印刷電路板上卡鎖支承元件。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)固定在支座環(huán)上，該支座環(huán)可旋轉(zhuǎn)地固定于支承元件中。由此轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)應(yīng)相對(duì)于印刷電路板精確定位。不能補(bǔ)償溫度和磨損的影響。
[0005]DE 10 2006 037 941公開了一種轉(zhuǎn)向傳感器，在其中殼體(支承件)由金屬制成。支承環(huán)通過塑料連接與殼體連接。總之應(yīng)最小化制造公差。殼體的制造是昂貴的。轉(zhuǎn)子在殼體中的支承未進(jìn)一步描述。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種旋轉(zhuǎn)角傳感器，其能實(shí)現(xiàn)其中第一轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子極為精確的定向并且在此可低成本地制造。
[0007]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。轉(zhuǎn)子中的第一轉(zhuǎn)子無間隙地與殼體卡鎖，在此設(shè)置預(yù)偏壓卡鎖臂的彈簧環(huán)?？ㄦi連接可特別簡(jiǎn)單地安裝。通過相應(yīng)構(gòu)造卡鎖元件、如卡鎖槽和卡鎖凸耳實(shí)現(xiàn)在此無間隙的卡鎖連接；這確保第一轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子極精確的定位并且因此實(shí)現(xiàn)精確的角度確定。彈簧環(huán)確保即使在高溫下一一塑料相對(duì)軟并且因此由卡鎖彈簧施加的預(yù)偏壓減弱一一也可維持該精確的定位。
[0008]從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的有利方案。
[0009]在一種方案中，第一轉(zhuǎn)子在殼體中的支承面在卡鎖凸耳和卡鎖臂之間形成。所述支承面確保第一轉(zhuǎn)子的軸向定位并且因此確保第一轉(zhuǎn)子與相配定子的間距。支承面小，因此在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生小的摩擦。
[0010]在另一種方案中，支承面之一由第一轉(zhuǎn)子和殼體上的相應(yīng)倒棱的表面構(gòu)成。由此確保第一轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的徑向定位。另外以簡(jiǎn)單的方式補(bǔ)償了制造公差和可能的磨損。
[0011]在另一種方案中，支承面設(shè)有潤(rùn)滑劑。替換或附加地，殼體和/或第一轉(zhuǎn)子的部件由具有一定份額的埋入潤(rùn)滑劑的塑料制成。由此減小了摩擦。
[0012]在另一種方案中，保持環(huán)與支承段的自由端部焊接。由此增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子不與殼體脫開的穩(wěn)定性。
[0013]總之提供一種旋轉(zhuǎn)角傳感器，該旋轉(zhuǎn)角傳感器在其使用壽命中極為精確，其在所有條件下都具有可運(yùn)動(dòng)支承的部件的均勻的摩擦，并且該旋轉(zhuǎn)角傳感器不產(chǎn)生噪音。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖如下:
[0015]圖1示出旋轉(zhuǎn)角傳感器的分解圖；
[0016]圖2示出旋轉(zhuǎn)角傳感器的局部透視圖；
[0017]圖3示出旋轉(zhuǎn)角傳感器的局部垂直剖面圖；
[0018]圖4示出第一轉(zhuǎn)子的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1至3所示，旋轉(zhuǎn)角傳感器包括殼體1，印刷電路板2固定在該殼體中或上并且兩個(gè)轉(zhuǎn)子3、4可旋轉(zhuǎn)地支承在該殼體中或上。殼體I的兩個(gè)主表面分別借助一個(gè)蓋6封閉，其中一個(gè)蓋未示出。旋轉(zhuǎn)角傳感器例如在機(jī)動(dòng)車中配置給轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)子3、4與轉(zhuǎn)向柱共同旋轉(zhuǎn)。殼體I具有一個(gè)相應(yīng)的圓形開口 la，該開口大致居中設(shè)置。在開口 Ia的區(qū)域中，環(huán)狀的卡鎖凸耳13這樣成形于殼體I上，使得卡鎖凸耳伸入開口 Ia中。為了將殼體I固定在機(jī)動(dòng)車的固定部件上，設(shè)置連接件7，以便使殼體I關(guān)于轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)不運(yùn)動(dòng)。
[0020]印刷電路板2具有配置給轉(zhuǎn)子3、4的例如導(dǎo)線形式的定子以及電氣和/或電子構(gòu)件。定子同心地圍繞印刷電路板2中大致圓形的凹口設(shè)置，在此凹口與開口 Ia對(duì)齊。印刷電路板2被精確固定在殼體I的預(yù)定位置中。插頭8固定并且電氣連接在印刷電路板3上，該插頭在安裝好的旋轉(zhuǎn)角傳感器中保持在殼體I上。
[0021]由圖2至4可特別清晰地看到其中的第一轉(zhuǎn)子3。該轉(zhuǎn)子包括第一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、套筒9和保持件10，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和套筒9固定在保持件10上。
[0022]圓管狀的套筒9由金屬板材制成，在被彎曲成管時(shí)相互對(duì)接的端部拼圖狀地借助Ω形凹部和凸部接合在一起。所述端部附加地被焊接。保持件10在注塑工藝中在外部圍繞套筒成形，其中，同時(shí)在套筒9內(nèi)側(cè)上形成導(dǎo)向凸塊17。導(dǎo)向凸塊用作第一轉(zhuǎn)子3和轉(zhuǎn)向柱的扭轉(zhuǎn)元件之間附加的防扭轉(zhuǎn)裝置。在安裝好的旋轉(zhuǎn)角傳感器中，導(dǎo)向凸塊17導(dǎo)向于扭轉(zhuǎn)元件對(duì)應(yīng)的軸向凹槽中。
[0023]保持件10包括管件10a，在管件的一個(gè)(根據(jù)圖1至4下方的)端部區(qū)域上，環(huán)形片1b這樣朝向外側(cè)成形，使得在環(huán)形片和管件之間形成直角。在環(huán)形片1b的下表面上嵌入第一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使得該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與環(huán)形片1b的下表面齊平并且沿徑向以預(yù)定長(zhǎng)度圓環(huán)狀地突出于環(huán)形片10b。在環(huán)形片1b的另一、即上表面上交替設(shè)置卡鎖臂11和支承段12，使得它們與管件1a隔開預(yù)定的恒定徑向距離。支承段12具有比卡鎖臂11略高的高度。在卡鎖臂中制出有向外側(cè)定向的卡鎖槽，所述卡鎖槽平行于環(huán)形片1b并且與殼體I的相應(yīng)卡鎖凸耳13對(duì)應(yīng)。這樣構(gòu)造支承段12，使得其與卡鎖凸耳13的內(nèi)圓周具有小的間隙?？ㄦi臂11輕微預(yù)偏壓到卡鎖凸耳13上。
[0024]由此，第一轉(zhuǎn)子3精確支承于殼體I的預(yù)定位置中，以致第一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和帶有第一定子的印刷電路板3精確地占據(jù)預(yù)定的相對(duì)位置。通過這種方式可特別地極精確地確定旋轉(zhuǎn)角度。
[0025]為了尤其是在高溫和正常磨損情況下支持預(yù)偏壓，由金屬制成的彈簧環(huán)14在內(nèi)側(cè)支承于卡鎖臂11和支承段12上。彈簧環(huán)14具有過盈量地制造并且因此對(duì)卡鎖臂11和支承段12產(chǎn)生預(yù)定的輕微預(yù)偏壓。
[0026]在管件1a的上端部上并且與管件同心地以及在支承段12的上端部上固定有保持環(huán)15，該保持環(huán)在其下側(cè)這樣構(gòu)造，使得保持環(huán)穩(wěn)定卡鎖臂11。為此在支承段12的上端部上設(shè)有材料超出量，所述超出量可通過熱作用與保持環(huán)15焊接。
[0027]保持環(huán)15可構(gòu)造為第一齒輪。該齒輪作用于第二齒輪，第二齒輪支承在殼體I中。由此不僅可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向柱整周或部分周旋轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)功能而且也實(shí)現(xiàn)絕對(duì)旋轉(zhuǎn)角測(cè)量功能。
[0028]第二轉(zhuǎn)子4不可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)向柱的扭轉(zhuǎn)元件連接。第二轉(zhuǎn)子具有第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并且配置給第二定子。第二轉(zhuǎn)子4以預(yù)定距離與第二定子間隔開地支承于殼體I之外。
[0029]附圖標(biāo)記列表
[0030]I 殼體
[0031]Ia 開口
[0032]2 印刷電路板
[0033]3 第一轉(zhuǎn)子
[0034]4 第二轉(zhuǎn)子
[0035]5
[0036]6 蓋
[0037]7 連接件
[0038]8 插頭
[0039]9 套筒
[0040]10 保持件
[0041]1a 管件
[0042]1b環(huán)形片
[0043]11 卡鎖臂
[0044]12 支承段
[0045]13 卡鎖凸耳
[0046]14 彈簧環(huán)
[0047]15 保持環(huán)
[0048]16
[0049]17 導(dǎo)向凸塊
【權(quán)利要求】
1.用于確定相對(duì)于參考位置的相對(duì)角度位置的旋轉(zhuǎn)角傳感器，所述旋轉(zhuǎn)角傳感器包括殼體(1)、至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體⑴中的轉(zhuǎn)子(3、4)和印刷電路板(2)，該印刷電路板具有電氣和/或電子構(gòu)件以及一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)于轉(zhuǎn)子(3、4)數(shù)量的定子，其特征在于，轉(zhuǎn)子中的第一轉(zhuǎn)子(3)無間隙地與殼體(1)卡鎖，其中，設(shè)置預(yù)偏壓卡鎖臂(11)的彈簧環(huán)(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)子(3)在殼體(1)中的支承面在卡鎖凸耳(13)和卡鎖臂(11)之間形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其特征在于，支承面之一由第一轉(zhuǎn)子(3)和殼體(1)上的相應(yīng)倒棱的表面構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其特征在于，所述支承面設(shè)有潤(rùn)滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其特征在于，所述殼體(1)和/或第一轉(zhuǎn)子(3)的部件由具有一定份額的埋入潤(rùn)滑劑的塑料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的旋轉(zhuǎn)角傳感器，其特征在于，保持環(huán)(15)與支承段(12)的自由端部焊接。
【文檔編號(hào)】B62D15/02GK104470793SQ201380038262
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】T·埃爾佩曼, S·彼得斯 申請(qǐng)人:黑拉許克聯(lián)合股份有限公司