用于确定转角和/或转矩的转角传感器的制作方法

1.本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中所述类型的用于确定转角和/或转矩的转角传感器。


背景技术：

2.这种转角传感器由现有技术以大量的实施变型方案已经已知。例如de 10 2012 105 963 a1公开用于确定关于参考位置的相对角度位置的转角传感器，所述转角传感器包括壳体、至少一个可转动地支承在壳体中的转子和电路板，所述电路板包括电气和/或电子构件以及与转子的数量相对应的一个或多个定子。已知的转角传感器应该此外确保所述转子的第一转子相对于定子的精确定向。这通过如下方式实现，即，所述转子的第一转子没有缝隙地与壳体锁定，其中，弹簧环以预应力设置在锁定臂上。


技术实现要素：

3.本发明由此开始。
4.本发明的目的在于，改进用于确定转角和/或转矩的转角传感器。
5.所述目的通过具有权利要求1的特征的转角传感器实现，所述转角传感器的特征在于，所述固定环是转子结构组件的集成的组成部分并且具有至少一个固定元件，所述固定环在其固定位置中以所述固定元件来固定转子与壳体的连接，并且所述固定环和转子锁定装置分别具有彼此对应的锁定元件，并且所述转子结构组件具有轴向的位置固定元件，并且各锁定元件在固定环的固定位置中这样配合作用，使得所述固定环在轴向方向上沿转动轴线相对于转子固定，并且各轴向的位置固定元件在固定环的固定位置中这样配合作用，使得所述转子在轴向方向上沿转动轴线基本上无缝隙地固定在壳体上。术语“锁定元件”在这里应广义地理解并且也包括压入元件。从属权利要求涉及本发明有利的进一步扩展方案。
6.按照本发明的转角传感器的显著的优点尤其是在于，所述转角传感器得以改进。按照本发明的转角传感器例如能按照更简单且更成本有利的方式制造，因为取消构成为单独的弹簧环的固定环的接合以及也取消构成为保持环的固定环的焊接。此外，固定环的所述至少一个固定元件结合转子结构组件的轴向的位置固定元件一方面确保转子与壳体的可靠的连接，并且另一方面确保转子基本上无缝隙地轴向固定在壳体上。
7.按照本发明的转角传感器的一种有利的进一步扩展方案规定，所述壳体具有与转子的转子锁定装置对应的壳体锁定装置，所述转子与所述壳体借助转子锁定装置和壳体锁定装置在转子的装配位置中相互锁定，并且该锁定借助固定环固定，并且所述固定环以固定元件在固定位置中这样从背面嵌接所述转子锁定装置，使得固定所述转子与壳体的锁定。由此按照结构上简单且鲁棒的方式实现一方面转子与另一方面壳体之间的连接。
8.按照本发明的转角传感器的一种特别有利的进一步扩展方案规定，所述固定环和所述转子锁定装置具有彼此对应的转矩传递机构，所述转矩传递机构这样构成，使得借助
所述转矩传递机构能传递围绕转动轴线的转矩。按照这种方式可靠地确保在转子锁定装置与固定环之间、因此在转子的转子结构组件之内的转矩传递。此外用于连接转子锁定装置与固定环的锁定元件由此在其机械负荷方面被有效地卸载。
9.原则上可设想，转子锁定装置和/或固定环构成为单独的构件。按照本发明的转角传感器的一种有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置和/或固定环与转子一体地构成。由此减少构件的数量并且因此简化仓储管理和物流。例如可设想的是，由塑料制成的转子锁定装置和/或固定环和由金属制成的转子在塑料注塑过程中相互连接成一件。所述转子本身在此可以一件式或多件式地构成。
10.按照本发明的转角传感器的上述实施方式的一种有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置和/或固定环构成为塑料件，所述转子锁定装置或固定环这样包围转子，使得在转子的装配位置中一方面保护定子以防与转子的直接接触，并且另一方面能实现对转子的位置的目视监控。按照这种方式确保对尤其是定子的有效保护以防由于转子的非希望的损坏并且同时能够按照简单的方式、例如借助摄像机监控转子的位置。这是重要的，因为例如在感应式测量方法中，转子相对于定子的定向对于借助转角传感器进行在质量上高质量的测量起决定性作用。
11.按照本发明的转角传感器的另一种有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置、固定环和壳体这样彼此协调地构成，使得在转子的装配位置中借助目视监控能检查转子与壳体的连接。为了即使在不利的环境条件(例如振动、温度变化或诸如此类)下实现按照本发明的转角传感器的功能，需要在转子与壳体之间的按规定的连接。借助按照该进一步扩展方案的转角传感器，能够按照简单的方式、例如借助摄像机监控：在转子与壳体之间存在按规定的连接。
12.按照本发明的转角传感器的一种特别有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置和/或固定环这样构成，使得在注塑过程中在不使用滑块的情况下能制造转子锁定装置和/或固定环。由此能按照特别简单的方式且成本有利地实现按照本发明的转角传感器。
13.按照本发明的转角传感器的另一种有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置和固定环具有彼此对应的调整机构，以用于在所述固定环转变到其固定位置中时所述固定环相对于转子锁定装置的自动定向。按照这种方式简化固定环相对于转子锁定装置的定向并且因此在固定环转变到其固定位置中时确保在一方面固定环与另一方面转子锁定装置之间的按规定的连接。
14.按照本发明的转角传感器的另一种有利的进一步扩展方案规定，所述转子锁定装置和/或固定环具有以润滑剂填充的润滑剂存储器，所述润滑剂存储器这样设置，使得促进转子相对于壳体的运动。由此能实现转子围绕转动轴线的低磨损的和因此也低噪声的转动。
15.此外，按照本发明的转角传感器的另一种有利的进一步扩展方案规定，所述固定环的锁定元件构成为锁定钩，所述转子锁定装置的锁定元件构成为锁定开口，并且所述转子结构组件的轴向的位置固定元件构成为设置在转子锁定装置上和固定环上的突出部和/或凸肩。按照这种方式一方面能实现固定环与转子锁定装置的鲁棒的且结构上简单的连接并且同时能实现轴向的位置固定元件的非常紧凑的布置结构。
16.按照本发明的转角传感器的一种备选于此的有利的进一步扩展方案规定，所述固
定环的锁定元件构成为压入元件，所述转子锁定装置的锁定元件构成为压入开口，并且所述转子结构组件的轴向的位置固定元件构成为设置在转子锁定装置上和固定环上的突出部和/或凸肩。由此能实现转子结构组件和因此转角传感器的非常节省空间的实施方式。
17.按照本发明的转角传感器的另一种有利的进一步扩展方案规定，所述固定环构成为用于确定转角的转角确定元件、优选构成为初始齿轮。按照这种方式进一步提高固定环的功能性。此外由此进一步减少构件的数量和所需要的空间需求。
附图说明
18.以下借助粗略示意的附图更详细地阐述本发明。图中：
19.图1以分解图示出按照本发明的转角传感器的第一实施例，
20.图2以观察转子锁定装置的局部透视图示出第一实施例，
21.图3以观察固定环和转子锁定装置的局部透视图示出第一实施例，其中固定环在非固定位置中，
22.图4以俯视图示出第一实施例，其中转子在装配位置中，
23.图5示出图4中的剖视图b-b，
24.图6示出图5中的细节c，
25.图7示出图4中的剖视图a-a，
26.图8示出图7中的细节d，
27.图9以仰视图示出第一实施例，其中转子在装配位置中，
28.图10示出图9的细节i，
29.图11以局部剖切的透视图示出第一实施例，其中转子在装配位置中，
30.图12示出图11中的细节h，
31.图13以仰视图示出的第一实施例，其中转子在装配位置中并且没有壳体，
32.图14以侧视图示出第一实施例，其中转子在装配位置中并且没有壳体，
33.图15以俯视图示出第一实施例，其中转子在装配位置中并且没有壳体，
34.图16示出图15中的剖视图f-f，
35.图17示出图15中的剖视图g-g，
36.图18示出图15中的剖视图e-e，
37.图19a至c以粗略简化的且局部的示图示出按照本发明的转角传感器的第二实施例，
38.图20a至c以粗略简化的且局部的示图示出按照本发明的转角传感器的第三实施例，以及
39.图21a至c以粗略简化的且局部的示图示出按照本发明的转角传感器的第四实施例。
具体实施方式
40.在图1至18中示出按照本发明的转角传感器的第一实施例并且以下详细阐述。
41.转角传感器2在这里是感应式转向角传感器并且构成用于确定转角和转矩并且在图1中以分解图示出。转角传感器2包括：具有壳体下部6和壳体上部8的壳体4、能围绕转动
轴线10转动地设置在壳体4上的转子12以及电路板14，所述电路板包括至少一个与转子12对应的未示出的定子，其中，所述转子12具有包括转子锁定装置18的转子结构组件16，并且借助转子锁定装置18使所述转子12与壳体4在转子12的在图4至12中示出的装配位置中相互连接，并且该连接借助固定环20固定，所述固定环20为此在轴向方向上沿转动轴线10能转变到在图4至18中示出的固定位置中。
42.固定环20是转子结构组件16的集成的组成部分并且在本实施例具有总共四个固定元件22，利用所述固定元件使固定环20在其固定位置中固定转子12与壳体4的连接，所述固定环20和转子锁定装置18分别具有彼此对应的锁定元件24、26，并且所述转子结构组件16具有轴向的位置固定元件28、30，并且所述锁定元件24、26在固定环20的固定位置中这样配合作用，使得所述固定环20在轴向方向上沿转动轴线10相对于转子12固定，并且所述轴向的位置固定元件28、30在固定环20的固定位置中这样配合作用，使得所述转子12在轴向方向上沿转动轴线10基本上无缝隙地固定在壳体4上。在本实施例中，所述转子锁定装置18和固定环20分别具有总共四个锁定元件24、26并且分别具有总共四个轴向的位置固定元件28、30。固定环20的锁定元件24构成为锁定钩，转子锁定装置18的锁定元件26构成为锁定开口并且转子结构组件16的轴向的位置固定元件28、30构成为构成在转子锁定装置18上的凸肩30和构成为设置在固定环20上的突出部28。
43.此外，所述转角传感器2具有附加的转子32，所述附加的转子以对于本领域技术人员已知的方式构成并且设置在转角传感器2的其余部分上。需要所述两个转子12、32，以便除了转角之外也确定同样未示出的机动车的未示出的转向轴的转矩，转角传感器2设置在所述转向轴上。此外，所述固定环20同时构成为用于确定转角的转角确定元件、即构成为初始齿轮。按照这种方式能够实现计数功能，借助该计数功能例如也能确定转向轴的多次回转。
44.为了连接转子12与壳体4，所述壳体4具有与转子12的转子锁定装置18相对应的壳体锁定装置34，借助转子锁定装置18和壳体锁定装置34使所述转子12和壳体4在转子12的装配位置中相互锁定。所述转子锁定装置18为此具有总共四个锁定钩36，所述锁定钩与壳体锁定装置34的锁定凸肩38在转子12的装配位置中嵌接。该锁定借助固定环20固定，所述固定环20以固定元件22在固定位置中这样从背面嵌接所述转子锁定装置18，使得固定转子12与壳体4的锁定。
45.此外，所述固定环20的固定机构22和转子锁定装置18的未详细示出的轮廓构成为彼此对应的转矩传递机构，所述转矩传递机构这样构成，使得借助转矩传递机构能传递围绕转动轴线10的转矩。转子锁定装置18与转子12一体地构成，所述转子锁定装置18构成为塑料件并且这样包围转子12，使得在转子12的装配位置中一方面保护定子以防与转子12的直接接触，并且另一方面能实现对转子12的位置的目视监控。为此，尤其是参见图9和13，从中能看出与转子锁定装置18注塑包封的、由金属制成的转子12。所述转子12具有转子叶片13并且在其朝向所述电路板14上的定子的侧上不完全被由塑料制成的转子锁定装置18包围。然而，由塑料制成的转子锁定装置18在转子12的该侧上、即在转子12的每个所述转子叶片13的侧上朝电路板14的方向突出转子12、即突出所述转子的转子叶片13，从而有效地阻止转子12与定子的直接接触。同时，借助摄像机或诸如此类能以简单的方式检查转子12的按规定的位置，这在利用由塑料制成的转子锁定装置18来完全包围转子12、尤其是所述转
子的转子叶片13的情况下是无法实现的。转子12的转子叶片13设置在转子12的管状件17上并且例如构成为由板材制成的弯曲冲压件。
46.由塑料制成的转子锁定装置18例如构成为喷注到转子12上的塑料注塑件。在此，所述转子锁定装置18在本实施例中这样构成，使得所述转子锁定装置18在注塑过程中能在不使用滑块的情况下制造。为此，尤其是参见图2，由此得出能实现所述转子锁定装置18的前述加工。为此例如可以使用三部分式的注塑模具，其中一部分在注塑过程期间构成在转子锁定装置18中的能在图2中看出的锁定开口26和设置在锁定钩36后面的开口。该部分于是可以首先伸出，从而可以使锁定钩36在取出转子12连同在其上喷注的转子锁定装置18时弹出到由此形成的自由空间中。
47.在本实施例中以类似的方式也能够借助目视监控、例如借助摄像机或诸如此类检查在转子12的装配位置中转子12与壳体4的连接。为此，转子锁定装置18、固定环10和壳体4彼此协调地构成。为此尤其是参见图9和10，由此得出，在本实施例中能实现对转子12与壳体4的按规定的连接、即转子锁定装置18的锁定钩36与壳体锁定装置34的锁定凸肩38的按规定的锁定的上述目视监控。
48.为了确保在固定环20转变到其固定位置中时固定环20相对于转子锁定装置18和因此相对于转子12的按规定的定向，所述转子锁定装置18和固定环20具有彼此对应的调整机构40、42，以用于固定环20在其转变到其固定位置中时相对于转子锁定装置18的自动定向。为此，所述固定环20总共具有四个叉形的调整机构40并且所述转子锁定装置总共具有四个接片形的调整机构42。为此尤其是参见图3和16。
49.接着更详细地阐述按照本实施例并且借助图1至18的按照本发明的转角传感器的组装。
50.首先，如在图1中能看出的那样，转角传感器2存在于转子12的非装配位置中。于是，转角传感器2的各个部分以如在图1中示出的次序相互连接。在此，转子2连同在其上喷注的转子锁定装置18与壳体4连接。为此，转子锁定装置18的锁定钩36与壳体4的壳体锁定装置34的锁定凸肩38置于嵌接中、即相互锁定。此后所述固定环20与转子锁定装置18连接。在此，固定环20转变到其固定位置中，其中，固定环20的锁定钩24与转子锁定装置18的锁定开口26到达嵌接中并且与转子锁定装置18锁定。在固定环20的固定位置中，固定环20的固定元件22从背面嵌接转子锁定装置18的锁定钩36，从而锁定钩36固定在其位置中并且因此也固定转子12与壳体4的上述锁定。同时，固定环20和转子锁定装置18的轴向的位置固定元件28、30确保：转子12在轴向方向上沿转动轴线10基本上无缝隙地固定在壳体4上。
51.按照本发明的按照本实施例的转角传感器的显著优点尤其是在于，转角传感器2能以简单且低成本的方式制造，因为取消构成为单独的弹簧环的固定环的接合并且也取消构成为保持环的固定环的焊接。此外，固定环20的所述至少一个固定元件22结合转子结构组件16的轴向的位置固定元件28、30确保：一方面转子12与壳体4的可靠的连接、以及另一方面转子12基本上无缝隙地轴向固定在壳体4上。
52.在图19a至c、20a至c和21a至c中分别示出按照本发明的转角传感器的另外的实施例。这些另外的实施例以下仅分别在与上面提到的实施例不同的范围内进行阐述。在其他情况下参阅在前的实施例的实施方式。相同的或相同作用的构件配设有相同的附图标记。
53.图19a至19c示出按照本发明的转角传感器的第二实施例。在图19a中示出透视图，
在图19b中示出沿图19c中的剖切线a-a的侧视图，而在图19c中示出俯视图。按照该实施例的转角传感器2通过如下方式区分于按照第一实施例的转角传感器2：转子12的转子叶片不是被转子锁定装置18、而是被转子结构组件16的固定环20例如按照上面阐述的方式部分地包围。转子锁定装置18此外与转子12的管状件17紧固连接。由塑料制成的转子锁定装置18类似于上述内容例如喷注到转子12的管状件17上。固定环20的锁定钩24指向转动轴线10的方向，这简化例如作为塑料注塑件的固定环20的制造。区别于第一实施例，代替按照第一实施例的轴向的位置固定元件30，所述转子锁定装置18的锁定钩36同时构成为转子锁定装置18的轴向的位置固定元件。这些轴向的位置固定元件36按照上面已经阐述的方式与转子锁定装置18的与此对应的轴向的位置固定元件30配合作用。因此不同于在第一实施例中，在这里两个轴向的位置固定元件36、30设置在转子锁定装置18上。
54.在图20a至20c中示出按照本发明的转角传感器的第三实施例。在图20a中示出透视图，在图20b中示出沿图20c中的剖切线b-b的侧视图并且在图20c中示出俯视图。第三实施例基本上对应于第二实施例，从而很大程度上可以参阅关于第二实施例的上述实施方式。区别于第二实施例，按照第三实施例的转角传感器2的固定环20的锁定钩24背离转动轴线10。
55.图21a至21c示出按照本发明的转角传感器的第四实施例。在图21a中示出透视图，在图21b中示出沿图21c中的剖切线c-c的侧视图并且在图21c中示出俯视图。按照第四实施例的转角传感器2尤其是通过如下方式区分于上述各实施例，即，固定环20的锁定元件24构成为压入元件，并且转子锁定装置18的锁定元件26构成为压入开口。区别于在前的各实施例，代替按照第一实施例的轴向的位置固定元件28，所述固定环20的在图21a和21c中可见的面同时构成为轴向的位置固定元件28。该轴向的位置固定元件28按照上面已经阐述的方式与转子锁定装置18的对应于所述轴向的位置固定元件的轴向的位置固定元件30配合作用。此外，所述转子锁定装置18具有以未示出的润滑剂填充的润滑剂存储器44，所述润滑剂存储器这样设置，使得促进转子12相对于壳体4的运动。
56.本发明不限定于当前的各实施例。例如可设想的是，所阐述的各实施例部分地相互组合。此外，按照本发明的转角传感器能有利地用于多种彼此不同的应用情况。此外可设想，固定环和转子锁定装置具有彼此对应的转矩传递机构，所述转矩传递机构与固定环或转子锁定装置的另外的元件分开的构成、例如与锁定元件、如锁定钩或诸如此类分开地构成。
57.附图标记列表
[0058]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
转角传感器
[0059]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0060]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体下部
[0061]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体上部
[0062]
10
ꢀꢀꢀꢀ
转动轴线
[0063]
12
ꢀꢀꢀꢀ
转子
[0064]
13
ꢀꢀꢀꢀ
转子12的转子叶片
[0065]
14
ꢀꢀꢀꢀ
电路板
[0066]
16
ꢀꢀꢀꢀ
转子结构组件
[0067]
17
ꢀꢀꢀꢀ
转子12的管状件
[0068]
18
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置
[0069]
20
ꢀꢀꢀꢀ
固定环
[0070]
22
ꢀꢀꢀꢀ
固定元件
[0071]
24
ꢀꢀꢀꢀ
固定环20的锁定元件
[0072]
26
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置18的锁定元件
[0073]
28
ꢀꢀꢀꢀ
固定环20的轴向的位置固定元件
[0074]
30
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置18的轴向的位置固定元件
[0075]
32
ꢀꢀꢀꢀ
附加的转子
[0076]
34
ꢀꢀꢀꢀ
壳体锁定装置
[0077]
36
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置18的锁定钩
[0078]
38
ꢀꢀꢀꢀ
壳体锁定装置34的锁定凸肩
[0079]
40
ꢀꢀꢀꢀ
固定环20的叉形的调整机构
[0080]
42
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置18的接片形的调整机构
[0081]
44
ꢀꢀꢀꢀ
转子锁定装置18的润滑剂存储器