專(zhuān)利名稱(chēng)：角度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的角度傳感器，該角度傳感器帶有以傳遞轉(zhuǎn)矩的方式與軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪和至少一個(gè)直接通過(guò)該驅(qū)動(dòng)齒輪所驅(qū)動(dòng)的測(cè)量齒輪，其中，從一個(gè)/多個(gè)測(cè)量齒輪的角度位置能夠獲知軸的角度位置。
背景技術(shù)：
由EP 1 132 716 Al公知了依據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的角度傳感器。在那里所示出的、用于檢測(cè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的不同實(shí)施形式的共同點(diǎn)是，通過(guò)與軸以傳遞轉(zhuǎn)矩的方式連接的驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)測(cè)量齒輪。測(cè)量齒輪配置有轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器，通過(guò)這些轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器能夠檢測(cè)其相應(yīng)的角度位置，其中，作為用于這種轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器的例子提及的是霍爾傳感器和電位器。在此，測(cè)量齒輪通過(guò)不同地構(gòu)造的、彈性的支承元件無(wú)游隙地聯(lián)接到剛性地并且固定地與軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪上。通過(guò)這種類(lèi)型的聯(lián)接可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的理想狀態(tài)的靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)偏差進(jìn)行補(bǔ)償。但是，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須接受的是，測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線靜態(tài)地和/或動(dòng)態(tài)地與其理想狀態(tài)產(chǎn)生偏差，這在如下情況下可能導(dǎo)致不可忽略的測(cè)量誤差，例如容納在測(cè)量齒輪中的永磁體關(guān)于配屬給該永磁體的霍爾傳感器代替繞所設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線而繞與該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線有偏差的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，或者代替單獨(dú)所設(shè)置的繞所設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)實(shí)施了相對(duì)于單獨(dú)所設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
相對(duì)于該在先公知的現(xiàn)有技術(shù)，依據(jù)本發(fā)明的角度傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)，S卩，可以固定測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，從而避免上面提及的缺點(diǎn)。依據(jù)本發(fā)明，這通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，驅(qū)動(dòng)齒輪具有兩個(gè)關(guān)于其周邊彼此對(duì)置地布置的、在朝轉(zhuǎn)動(dòng)軸線去的徑向方向上延伸的隨動(dòng)件，這些隨動(dòng)件嵌入到與軸剛性連接的支承環(huán)的、所配屬的凹口中，其中，這些隨動(dòng)件中的至少一個(gè)在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式(nachgiebig)構(gòu)造。通過(guò)角度傳感器的該依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方式，能夠?qū)崿F(xiàn)，例如通過(guò)在角度傳感器的殼體中的支承來(lái)固定驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，從而還可以有關(guān)于該驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線確定測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)偏差通過(guò)依據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接(Drehkopplung)來(lái)補(bǔ)償。在有利的實(shí)施方式中，隨動(dòng)件剛性地構(gòu)造，并且在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式構(gòu)造的隨動(dòng)件配置有整體成型的彈簧臂，這些彈簧臂此外優(yōu)選在靜止?fàn)顟B(tài)中在輕微預(yù)緊情況下貼靠在支承環(huán)的、所配屬的兩條棱邊上。


其它有利的構(gòu)造方式和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡釋。其中圖1以分解圖示出依據(jù)本發(fā)明的角度傳感器作為用于機(jī)動(dòng)車(chē)的磁性轉(zhuǎn)向角度傳感器的實(shí)施方式；圖2以對(duì)下側(cè)的細(xì)節(jié)視圖示出由圖1的齒輪和支承環(huán)。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出在作為用于機(jī)動(dòng)車(chē)的磁性轉(zhuǎn)向角度傳感器的實(shí)施形式中的依據(jù)本發(fā)明的角度傳感器。在這種情況下，能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸是機(jī)動(dòng)車(chē)的在附圖中未示出的轉(zhuǎn)向主軸 (Lenkspindel)，該能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)。驅(qū)動(dòng)齒輪1能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在角度傳感器殼體的殼體下部件7與殼體上部件8之間。在與該驅(qū)動(dòng)齒輪1的嚙合嵌入中，提供有兩個(gè)在殼體上部件8中在與驅(qū)動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行地取向的軸14、15上以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承的測(cè)量齒輪2、3。驅(qū)動(dòng)齒輪1和測(cè)量齒輪2、3也像形成傳感器殼體的殼體上部件和殼體下部件7、8那樣制造為由各種合適的塑料制成的塑料注塑件。測(cè)量齒輪2、3比驅(qū)動(dòng)齒輪1小，并且具有不同的齒數(shù)，從而能夠從測(cè)量齒輪2、3的相應(yīng)角度位置中以例如由德語(yǔ)公開(kāi)文本DE 10 2006 006 359 Al所公知的方式由差拍角(khwebimgswinkel)經(jīng)由多次旋轉(zhuǎn)明確地獲知驅(qū)動(dòng)齒輪1的角度位置以及由此軸的角度位置。為了獲知軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置所需要的測(cè)量齒輪2、3角度位置的檢測(cè)借助于在同樣容納在角度傳感器殼體7、8中的電路板9上所布置的霍爾傳感器10、11來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些霍爾傳感器分別探測(cè)通過(guò)布置在測(cè)量齒輪2、3中的永磁體12、13所引發(fā)的磁場(chǎng)的取向。 這些霍爾傳感器位于電路板9的背離測(cè)量齒輪2、3的下側(cè)上，此外，在電路板9上容納有角度傳感器的測(cè)量和評(píng)估電子裝置的其它電子結(jié)構(gòu)元件?；魻杺鞲衅?0、11相對(duì)于測(cè)量齒輪2、3進(jìn)而還有永磁體12、13的精確定位通過(guò)電路板中的兩個(gè)在附圖中被遮蓋的鉆孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，承載著測(cè)量齒輪的軸14、15的擴(kuò)展部嵌入到這些鉆孔中。為了與另外的控制器連接，在電路板9的邊緣上安設(shè)有插接件16，用于接觸合適的對(duì)應(yīng)插接件。驅(qū)動(dòng)齒輪1與能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸、即與轉(zhuǎn)向主軸的傳遞轉(zhuǎn)矩的連接借助于兩個(gè)在驅(qū)動(dòng)齒輪1上整體成型的隨動(dòng)件4、5實(shí)現(xiàn)。在此，隨動(dòng)件4、5關(guān)于驅(qū)動(dòng)齒輪1的周邊彼此對(duì)置地布置，并且在朝驅(qū)動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線去的徑向方向上延伸。隨動(dòng)件4、5嵌入到與軸剛性連接的支承環(huán)6的所配屬的凹口 4’、5’中，其中，隨動(dòng)件4剛性地構(gòu)造。另外的隨動(dòng)件5配置有整體成型的彈簧臂如、5比這些彈簧臂在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式構(gòu)造，并且在靜止?fàn)顟B(tài)中在輕微預(yù)緊情況下貼靠在支承環(huán)6的、所配屬的凹口 5’的兩條棱邊上。支承環(huán)6具有空心柱體形的頸部(Schaft) 6 ’，該頸部從上面進(jìn)入到殼體上部件8中，并且伸出向下直至穿過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪1。在此，支承環(huán)6的空心柱體形頸部6’配置有比驅(qū)動(dòng)齒輪1的內(nèi)直徑更小的外直徑，從而可以在驅(qū)動(dòng)齒輪1的內(nèi)直徑與頸部6’的外直徑之間實(shí)現(xiàn)徑向上的游隙補(bǔ)償。在空心柱體形頸部6’的兩個(gè)彼此對(duì)置的側(cè)面上存在用于嵌入隨動(dòng)件4、5的凹口 4，、5，。在理想情況下，軸和驅(qū)動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線應(yīng)該是同一的，也就是說(shuō)，在空間中處于一條直線上。但是，在實(shí)際的組裝中，不可忽略的、已經(jīng)涉及到這些軸線彼此在固定轉(zhuǎn)動(dòng)位置中的狀態(tài)的公差，即靜態(tài)公差是起作用的。尤其在這里所示出的轉(zhuǎn)向角度傳感器的情況下，其中能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸通過(guò)機(jī)動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向主軸形成，還要考慮動(dòng)態(tài)公差，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)向主軸的情況下，一定量的運(yùn)動(dòng)游隙消除不了。借助依據(jù)本發(fā)明的傳遞轉(zhuǎn)矩的連接，補(bǔ)償了軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與驅(qū)動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏差。 為了闡釋該轉(zhuǎn)矩傳遞的工作原理，在圖2中示出齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向上的視圖。 驅(qū)動(dòng)齒輪1和測(cè)量齒輪2、3在傳感器殼體中以盡可能無(wú)游隙的方式受支承，從而使它們的位置彼此固定并且確保了無(wú)遲滯的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞。處于支承環(huán)6的空心柱體形頸部6’與驅(qū)動(dòng)齒輪1之間的是呈環(huán)形的縫隙17，從而頸部與驅(qū)動(dòng)齒輪之間唯一的接觸以驅(qū)動(dòng)齒輪1的隨動(dòng)件4、5嵌入在支承環(huán)6的所配屬的凹口 4’、5’中的方式產(chǎn)生。支承環(huán)6與驅(qū)動(dòng)齒輪1之間并因此還有轉(zhuǎn)向主軸與驅(qū)動(dòng)齒輪1之間的公差補(bǔ)償通過(guò)支承環(huán)6相對(duì)于驅(qū)動(dòng)齒輪1在兩個(gè)隨動(dòng)件4、5的連接線方向上的自由可移動(dòng)性實(shí)現(xiàn)，以及垂直于該方向通過(guò)基于彈性地構(gòu)造的隨動(dòng)件5的兩個(gè)彈簧臂fe、5b的柔韌性的支承環(huán)6的可移動(dòng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)總是與支承環(huán)6的配屬給其的容納部4’的兩個(gè)棱邊接觸的剛性的第二隨動(dòng)件4確保，支承環(huán)6的每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)都無(wú)遲滯地轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而轉(zhuǎn)化成測(cè)量齒輪2、3的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.用于檢測(cè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的角度傳感器，所述角度傳感器帶有以傳遞轉(zhuǎn)矩的方式與所述軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪(1)和直接通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)齒輪所驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)測(cè)量齒輪 0、3)，其中，從一個(gè)/多個(gè)測(cè)量齒輪(2、；3)的角度位置能夠獲知所述軸的角度位置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(1)具有兩個(gè)關(guān)于所述驅(qū)動(dòng)齒輪的周邊彼此對(duì)置地布置的、在朝轉(zhuǎn)動(dòng)軸線去的徑向方向上延伸的隨動(dòng)件G、5)，所述隨動(dòng)件嵌入到與所述軸剛性連接的支承環(huán) (6)的、所配屬的凹口 G’、5’ )中，其中，所述隨動(dòng)件中的至少一個(gè)(5)在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角度傳感器，其特征在于，隨動(dòng)件(4)剛性地構(gòu)造，并且在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式構(gòu)造的隨動(dòng)件( 具有整體成型的彈簧臂(5ajb)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的角度傳感器，其特征在于，所述彈簧臂(fe、5b)在靜止?fàn)顟B(tài)中在輕微預(yù)緊情況下貼靠在所述支承環(huán)(6)的、所配屬的凹口(5’ )的兩條棱邊上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的角度傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪(1)和所述至少一個(gè)測(cè)量齒輪(2、；3)在傳感器殼體(7、8)中盡可能以無(wú)游隙的方式被支承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的角度傳感器，其特征在于，所述至少一個(gè)測(cè)量齒輪0、3)配置有永磁體(7、8)，其角度位置通過(guò)所配屬的磁場(chǎng)傳感器(10、11)來(lái)檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的角度傳感器，其特征在于，存在通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)齒輪(1)直接或間接驅(qū)動(dòng)的第二測(cè)量齒輪C3)，由兩個(gè)測(cè)量齒輪(2、；3)的角度位置經(jīng)由多于一次完整旋轉(zhuǎn)能夠獲知所述軸的角度位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的角度傳感器，其特征在于，所述角度傳感器構(gòu)成機(jī)動(dòng)車(chē)中的轉(zhuǎn)向角度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的角度傳感器，角度傳感器帶有以傳遞轉(zhuǎn)矩的方式與軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪和至少一個(gè)直接通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪所驅(qū)動(dòng)的測(cè)量齒輪，其中，由一個(gè)/多個(gè)測(cè)量齒輪的角度位置能夠獲知軸的角度位置，依據(jù)本發(fā)明，其特征在于，驅(qū)動(dòng)齒輪具有兩個(gè)關(guān)于其周邊彼此對(duì)置地布置的、在朝轉(zhuǎn)動(dòng)軸線去的徑向方向上延伸的隨動(dòng)件，這些隨動(dòng)件嵌入到與軸剛性連接的支承環(huán)的所配屬的凹口中，其中，隨動(dòng)件中的至少一個(gè)在周向上有彈簧彈性地以柔韌的方式構(gòu)造。
文檔編號(hào)G01D5/04GK102414539SQ201080018253
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者亞歷山大·特林, 克努特·莫爾登豪爾, 托馬斯·普特爾, 阿恩德·魯本哈根 申請(qǐng)人:利奧波德·科世達(dá)責(zé)任有限股份公司