CN112839832A - 接头、用于车轮悬架的连杆及装配接头的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接头(10)，接头具有以可移动的方式彼此相连接的两个接头部件(12，26；19)，即具有球形的接头主体(14，28)的第一接头部件(12，26)以及可旋转且可枢转地接纳接头主体(14，28)的第二接头部件(19)，其中接头(10)上布置有用于确定两个接头部件(12，26；9)彼此的相对位置的传感器装置，其中传感器装置包括至少一个传感器元件(21，31)，至少一个传感器元件能够被一体到以组装注塑成型方法制造的接头壳体(18)中，其中接头壳体(18)形成第二接头部件(19)，接头主体(14，28)直接安装在第二接头部件中。

Description

接头、用于车轮悬架的连杆及装配接头的方法
技术领域
本发明涉及一种接头，该接头具有：以可移动的方式彼此相连接的两个接头部件，即具有球形的接头主体的第一接头部件以及可旋转且可枢转地接纳该接头主体的第二接头部件，其中在该接头上布置有用于确定这两个接头部件彼此的相对位置的传感器装置。
本发明还涉及一种用于机动车辆的车轮悬架的连杆。最后，作为主题，本发明还涉及一种用于将接头装配在车轮悬架的连杆上的方法，其中该接头包括两个接头部件，即具有球形的接头主体的第一接头部件，该第一接头部件与可旋转且可枢转地接纳该接头主体的第二接头部件相连接，其中该接头上布置有包括至少一个传感器元件的传感器装置，该传感器装置用于确定这两个接头部件彼此的相对位置。
背景技术
底盘构件(尤其是开篇所述类型的接头)所具有的目的尤其是，将车辆的车架弹性地支承在车辆车轮上。车架的部件在此适配于车道状况和相应的行驶状态，从而为车辆乘员提供高安全性。在此，接头和连杆发挥重要作用，它们承担车轮悬架的任务并且使得能够转向。
已知的是，借助于检测车辆的前桥和后桥上的弹簧行程(Einfederweg)的外部的高度传感***来检测底盘构件的状态或角度位置。例如可以通过高度检测实现前照灯调节。此外，可以通过电子评估装置和/或传感器装置来记录接头的角度位置。通过评估由此提供的数据可以实现高度检测或者可以借助于主动的底盘调节使车辆的阻尼适配于道路条件。为了将电接收单元一体到底盘构件中(例如在接头中)，需要用于相关的电部件及其线缆布线的结构空间。特别地，磁场传感器测量例如接头的第一接头部件的球形的接头主体与第二接头部件的壳体之间的角度，其方式为：被安装在壳体的封闭盖中的磁场传感器对位于接头主体中的磁体的磁场进行评估。从DE 10 2010 028 232 A1已知上述类型的接头。在第一接头部件的接头主体上装配有球壳，该球壳用于将第一接头部件安装在第二接头部件的接头壳体中。因此，这样设计的接头具有较高的装配耗费。此外，传感器元件与磁体之间的间距由于紧固在封闭盖上而相对较大，由此影响角度位置测量的准确性。
发明内容
从前述现有技术出发，现在本发明的目的是：改进开篇所述类型的接头、连杆、以及用于将接头装配在连杆上的方法，从而简化装配。
从装置技术的角度出发，这个目的基于权利要求1的前序部分结合其特征部分的特征来实现。权利要求12的主题是一种用于车轮悬架的连杆，其中使用至少一个根据本发明的接头。从方法技术角度出发，该目的基于并列的权利要求13的前序部分结合其特征部分的特征来实现。
引用独立权利要求的从属权利要求各自说明本发明的有利改进方案。
根据本发明提出一种接头，所述接头具有两个以可移动的方式彼此相连接的接头部件，即具有球形的接头主体的第一接头部件以及可旋转且可枢转地接纳所述接头主体的第二接头部件，其中在所述接头上布置有用于确定所述两个接头部件彼此的相对位置的传感器装置。为了简化对这种接头的装配，根据本发明提出：所述传感器装置包括至少一个传感器元件，所述至少一个传感器元件能够被一体到以组装注塑成型方法制造的接头壳体中，其中所述接头壳体形成所述第二接头部件，所述球形的接头主体直接地被安装在所述第二接头部件中。在制造过程中，被设计为第二接头部件的接头壳体在此接纳该至少第一接头部件。由此省去了将第一接头部件压入到接头壳体中的装配步骤。同时，第二接头部件用于直接地安装第一接头部件的球形的接头主体，从而可以省去使用球壳。
根据设计方案，所述至少一个传感器元件可以被注塑到所述接头壳体中。在此，将该至少一个传感器元件直接地一体到接头壳体的制造过程中，从而可以省去进一步的装配步骤。
替代性地，为了布置所述至少一个传感器元件，在所述接头壳体上模制至少一个接纳部。该至少一个接纳部的形成同样可以被一体到接头壳体的制造过程中。紧接着组装注塑成型过程可以将该至少一个传感器元件布置在接纳部中。相比于根据现有技术的布置方式，优点在于：省去了将球壳推到第一接头元件的接头主体上并且随后压入到接头元件中的装配步骤。此外，由于接纳部直接位于接头壳体中，相比于现有技术，可以在该至少一个传感器元件与接头主体之间实现更小的间距。
特别地，所述至少一个传感器元件可以被实施为磁阻式传感器。
在此，指配给所述传感器元件的定位磁体可以被置入所述接头主体的表面上的凹口中。
有利的是，传感器元件可以被适配成用于对凹口、布置在其中的定位磁体进行密封。以这种方式，可以在组装注塑成型时防止材料到达凹口的区域中以及到达定位磁体与传感器元件之间。为此，在传感器元件的朝向接纳部的那侧上可以设有遮盖元件。优选地，遮盖元件具有与凹口的形状相对应的轮廓。因此，遮盖元件可以在边缘处覆盖凹口。同时，传感器元件可以藉由遮盖元件被定位成与定位磁体略微间隔开。在注塑包覆之前使带有遮盖元件的传感器元件压靠接头主体的表面。传感器元件被定向成与凹口垂直，从而使得遮盖元件完全密封凹口。
此外，将接头壳体设计为接头主体的直接支承件提供了使用基于替代性的测量方法的传感器组件的可能性。因此，传感器组件的传感器元件可以被实施为增量编码器。以组装注塑成型方法制造的并且被放置在第一接头部件的接头主体上的接头壳体的本发明设计方案使得能够使用被实施为增量编码器的传感器元件来代替使用磁阻式传感器。由此使得能够使用另外的测量方法：由于接头主体直接地被安装在第二接头部件中，因此可以使接头主体与被一体到接头壳体中的传感器元件之间的间距最小化。尤其当该至少一个传感器元件被注塑到接头壳体中时，是这种情况。
优选地，被实施为增量编码器的所述传感器元件被适配成用于进行光电扫描或磁性扫描。在此，被适配成用于进行光电扫描的增量编码器可以根据成像测量原理或干涉测量原理工作。在此，在使用增量编码器作为传感器的情况下，可以使与工作面的接合最小化。
为此，在所述接头主体的表面上可以设有沿周向方向延伸的测量体
Figure BDA0003018701030000031
测量体是与增量编码器的设计方案或增量编码器所应用的测量原理相对应地实施的。测量体可以被设计为大体上带形或条形的。测量体可以至少局部地沿周向方向在工作面上延伸。在此有利的是，测量体可以以某种方式被引入到接头主体中，从而使得测量体在接头主体的表面上几乎没有或者没有不规则性。与在磁阻式传感器的情况下相比，可以以更小的间距对该至少一个传感器元件进行定位。在此，藉由传感器元件还可以省去对定位磁体的必要的密封。
因此，测量体可以被实施为磁极转子(Polrad)或条形码。因此，磁条带可以被置入到被加工在接头主体的表面上的凹槽中。还可设想的是，将磁条带或磁极转子粘贴在接头主体的表面上。同样可以将被实施为条形码的测量体置入凹槽中或者将其粘贴在接头主体的表面上。在此，凹槽的深度可以被选择为使得测量体与工作面的邻接表面几乎齐平或者齐平地终止。此外，可以通过进行压花、雕刻或者激光处理将被实施为大体上带形或条形的条形码至少局部环绕地加工到接头主体的表面中。凹槽的深度相比于用于接纳定位磁体的凹口明显更小，从而使得接头主体的弱化更小。
优选地，所述接头可以被设计为球窝接头或套筒接头。
开篇提及的目的连杆还通过带有至少一个用于机动车辆的车轮悬架的接头的来实现，其中布置在所述连杆上的所述至少一个接头是根据权利要求1至11之一实施的。连杆优选地被实施为冲压弯曲件，该冲压弯曲件具有至少一个用于根据本发明的接头的接纳区段。该至少一个接纳区段由连杆的至少局部地彼此平行地延伸的壁段构成，这些壁段具有大体上共轴地布置的孔眼。这些孔眼用于接纳接头。
此外，本发明涉及一种用于将接头装配在车轮悬架的连杆上的方法，其中所述接头包括两个接头部件，即具有球形的接头主体的第一接头部件，所述第一接头部件与可旋转且可枢转地接纳所述接头主体的第二接头部件相连接，其中所述接头上布置有包括至少一个传感器元件的传感器装置，所述传感器装置用于确定所述两个接头部件彼此的相对位置，其中在第一步骤中，将所述第一接头部件的接头主体相对于所述连杆定位在所述连杆的至少一个接纳区段中；并且在第二步骤中，至少对所述第一接头部件的接头主体进行注塑包覆，其中通过注塑包覆来制造形成所述第二接头部件的第二接头壳体，将所述至少一个传感器元件一体到所述接头壳体中，并且将所述球形的接头主体直接地安装在所述接头壳体中。
优选地，可以在注塑包覆之前将所述至少一个传感器元件相对于所述第一接头部件的接头主体进行定位。因此，可以将该至少一个传感器元件一体到在注塑包覆过程中形成的接头壳体中。以这种方式，省去了将该至少一个传感器元件安装在接头壳体上的装配步骤。
在此，所述至少一个接纳区段可以由所述连杆的至少局部地彼此平行地延伸的壁段构成，所述壁段具有大体上共轴地布置的孔眼，在注塑包覆之前至少将所述第一接头部件定位在所述孔眼中。在此，在随后对至少该第一接头部件的接头主体进行注塑包覆时所制造的接头壳体也可以至少局部地包围这两个壁段。
附图说明
本发明的在下文中阐述的有利实施方式在附图中展示。在附图中：
图1示出连杆的局部立体图；
图2示出根据图1的局部立体图，其中套筒接头的第一接头部件被定位在连杆中；
图3示出根据图2的局部立体图，其中通过对第一接头部件进行注塑包覆而形成接头壳体；
图4示出根据图3的局部立体图，其中传感器元件被一体到接头壳体中；
图5示出根据第二实施方式的、在注塑包覆之前的第一接头部件的立体图，该第一接头部件具有以局部视图展示的传感器元件；
图6示出根据另一实施方式的第一接头部件的立体图；
图7示出根据图6的第一接头部件的立体图，其中测量体布置在该接头部件上；
图8示出根据图7的第一接头部件的立体图，该第一接头部件具有传感器元件。
具体实施方式
在图1中示出用于车轮悬架的连杆1的局部立体图。连杆1优选地被实施为由金属(尤其由钢)制成的冲压弯曲件。被实施为冲压弯曲件的连杆1包括两个彼此平行地延伸的具有U形截面的壁区段2。在连杆1的至少一个端部处，壁区段2被设计为接纳区段3。接纳区段3邻接U形的壁区段2并且具有大体上圆环形的形状。接纳区段3相应地具有与接纳区段3的对称轴线5共轴地布置的孔眼4。在相应的接纳区段3的内侧上相应地设计有沿轴向方向延伸的区段6。这两个区段6被环形的间隙7彼此间隔开。在周向方向上看，环形的间隙7在某个部位处被圆形的凹部8中断。
接纳区段3用于接纳接头10，下面借助图2至图4来描述该接头在连杆1的接纳区段3中的布置方式。在接头10上布置有用于确定这两个接头部件12、19彼此的相对位置的传感器装置。通过在所展示的实施例中根据磁阻效应工作的传感器组件来检测这两个接头部件12、19的角度变化，可以借助于该角度变化来实施外部的高度传感***，该高度传感***检测车辆的前桥和后桥上的弹簧行程，以检测底盘构件的状态或角度位置。
在图2中示出根据图1的局部立体图，其中被实施为套筒接头11的接头10的第一接头部件12被定位在连杆1中。第一接头部件12具有两个轴颈13以及球形的接头主体14。轴颈13与接头主体14设有连贯的孔15。在接头主体14的表面上设计有凹口16，该凹口接纳被紧固在其中的定位磁体17。
在图3的图示中示出根据图2的局部立体图，其中通过对第一接头部件12的接头主体14进行注塑包覆而形成接头壳体18。为此，连杆1以及第一接头部件12相对于彼此定位。至少一个多件式的工具接合在接头主体14周围，另外的单件式或多件式的工具可以被定位在接纳区段3的侧边。这使得能够对接头主体14以及还局部地对接纳区段3进行注塑包覆，以制造接头壳体18，该接头壳体构成接头10的第二接头部件19。第二接头部件19由塑料制成。工具的适合的赋形使得能够在接头壳体18上同时在定位磁体17的上方模制接纳部20。接纳部20在此局部地布置在与定位磁体17的位置相对应的凹部8中。
接纳部20使得能够将被实施为磁阻式传感器的传感器元件21定位成与定位磁体17相距较小的间距。以组装注塑成型方法制造的、形成第二接头部件19的接头壳体18直接支承第一接头部件12的接头主体14。由此简化接头10的装配以及该接头在连杆1中的安装。通过对至少被定位在连杆1中的接头主体14进行注塑包覆来制造接头壳体18省去了将接头壳体18装配在接纳区段3中以及将第一接头部件12压入接头壳体18中。为了避免由于接头主体14的表面在用于定位磁体17的凹口16的区域中存在不完整部分，而在注塑包覆时在正在形成的接头壳体18的贴靠接头主体14的内表面上产生不完整部分，壳形的元件可以局部地包围接头主体14并且完全遮盖凹口16和布置在其中的定位磁体17。
在图4中示出根据图3的局部立体图，其中传感器元件21被一体到接头壳体18中。该至少一个传感器元件21被引入并且被紧固到接纳部20中。信号导线22将传感器元件21与用于评估传感器信号的外部的控制装置相连接。
图5示出根据第二实施方式的、在注塑包覆之前的第一接头部件12的立体图，该第一接头部件具有以局部视图展示的传感器元件23。该至少一个传感器元件23同样被实施为磁阻式传感器。不同于传感器元件21布置在第二接头部件19上的为此而设计的接纳部20中，在第二实施方式中，在进行用于制造接头壳体18或第二接头部件19的组装注塑之前，将传感器元件23相对于接头主体14定位并且与第一接头部件12一起相对于连杆1定位。在此，传感器元件23产生附加的功能：在对接头主体14进行注塑包覆期间对接头主体14的表面在用于定位磁体17的凹口16的区域中的不完整部分进行完全密封或者封闭，从而使得在组装注塑时没有材料到达该区域中。为此，传感器元件23在其朝向定位磁体17的那侧具有遮盖元件24。遮盖元件24在其朝向接头主体14的底侧25上具有适配于凹口16的轮廓。遮盖元件24大体上与凹口16齐平地终止。由此可以确保用于实现接头壳体18的支承功能所需的可移动性。因此，附加的效应在于可以省去对该至少一个传感器元件23进行布置的装配步骤。当在注塑包覆之前对连杆1、第一接头部件12以及传感器元件23进行定位时，对凹口16进行密封，其方式为：使传感器元件23在凹口16处压靠接头主体14。
在图6的图示中示出根据第三实施方式的第一接头部件26的立体图。第一接头部件26同样包括两个轴颈27以及球形的接头主体28。第一接头部件26由金属制成。在此实施方式中，至少一个传感器元件31通过注塑包覆而被一体到接头壳体18中，该传感器元件被设计为增量编码器。为此，被设计为增量编码器的该至少一个传感器元件31可以被适配成用于进行磁性扫描或光电扫描。为此所需的测量体30可以被实施为磁极转子或磁条带或条形码。在所展示的实施例中，测量体30布置在接头主体28的表面上的环绕的凹槽29中。凹槽29与纵向轴线5共轴地在接头主体28的外直径最大的区域中延伸。凹槽29的深度相比于定位磁体17的凹口16明显更小，从而使得接头主体28的弱化更小。
在图7中示出根据图6的第一接头部件的立体图，其中测量体30布置在该第一接头部件上。如从图示中可看到的，凹槽29可以被测量体30填满，使得几乎不产生不完整部分。
图8示出根据图7的第一接头部件26的立体图，该第一接头部件具有至少一个传感器元件31，即相对于接头主体28或测量体30定位的传感器元件31。可以将传感器元件31布置成与接头主体28的表面相距最小的间距，然后至少对第一接头部件26的接头主体28连同传感器元件31进行注塑包覆，如在更上文中已经描述的。
可以通过在接头主体28的表面上进行压花、雕刻或激光处理来产生作为条形码的测量体的实施方式。同样可以将条形码引入到凹槽中。在最简单的情况下，可以粘贴条形码。即使在测量体的这种设计方案中，与接头主体28的表面轮廓的接合也仅是最小的。
附图标记清单
1 连杆
2 壁区段
3 接纳区段
4 孔眼
5 对称轴线
6 区段
7 间隙
8 凹部
10 接头
11 套筒接头
12 第一接头部件
13 轴颈
14 接头主体
15 孔
16 凹口
17 定位磁体
18 接头壳体
19 第二接头部件
20 接纳部
21 传感器元件
22 信号导线
23 传感器元件
24 遮盖元件
25 底侧
26 第一接头部件
27 轴颈
28 接头主体
29 凹槽
30 测量体
31 传感器元件
32 纵向轴线

Claims (15)

1.一种接头(10)，所述接头具有以可移动的方式彼此相连接的两个接头部件(12，26；19)，即具有球形的接头主体(14，28)的第一接头部件(12，26)以及可旋转且可枢转地接纳所述接头主体(14，28)的第二接头部件(19)，其中所述接头(10)上布置有用于确定所述两个接头部件(12，26；19)彼此的相对位置的传感器装置，所述传感器装置包括至少一个传感器元件(21，31)，所述至少一个传感器元件能够被一体到以组装注塑成型方法制造的接头壳体(18)中，其中所述接头壳体(18)形成所述第二接头部件(19)，所述接头主体(14，28)直接安装在所述第二接头部件中。
2.根据权利要求1所述的接头(10)，其特征在于，所述至少一个传感器元件(21，31)被注塑到所述接头壳体(18)中。
3.根据权利要求1所述的接头(10)，其特征在于，为了布置所述至少一个传感器元件(21)，在所述接头壳体(18)上模制至少一个接纳部(20)。
4.根据权利要求1至3之一所述的接头(10)，其特征在于，所述至少一个传感器元件(21)被实施为磁阻式传感器。
5.根据权利要求4所述的接头(10)，其特征在于，指配给所述传感器元件(21)的定位磁体(17)被置入所述接头主体(14)的表面上的凹口(16)中。
6.根据权利要求5所述的接头(10)，其特征在于，所述传感器元件(21)被适配成用于对所述凹口(16)、布置在其中的所述定位磁体(17)进行密封。
7.根据权利要求1至6之一所述的接头(10)，其特征在于，所述传感器元件(31)被实施为增量编码器。
8.根据权利要求7所述的接头(10)，其特征在于，被实施为增量编码器的所述传感器元件(31)被适配成用于进行光电扫描或磁性扫描。
9.根据权利要求7或8所述的接头(10)，其特征在于，在所述接头主体(28)的表面上设有沿周向方向延伸的测量体(30)。
10.根据权利要求9所述的接头(10)，其特征在于，所述测量体(30)被实施为磁条带或条形码。
11.根据权利要求1至10之一所述的接头(10)，其特征在于，所述接头(10)被设计为球窝接头或套筒接头。
12.一种连杆(1)，所述连杆具有至少一个用于机动车辆的车轮悬架的接头(10)，其中布置在所述连杆(1)上的所述至少一个接头(10)是根据权利要求1至11之一实施的。
13.一种用于将接头(10)装配在车轮悬架的连杆(19上的方法，其中所述接头(10)包括两个接头部件(12，26；19)，即具有球形的接头主体(14，28)的第一接头部件(12，26)，所述第一接头部件与可旋转且可枢转地接纳所述接头主体(14，28)的第二接头部件(19)相连接，其中所述接头(10)上布置有包括至少一个传感器元件(21，31)的传感器装置，所述传感器装置用于确定所述两个接头部件(12，26；19)彼此的相对位置，其特征在于，在第一步骤中，将所述第一接头部件(12，26)的接头主体(14，28)相对于所述连杆(1)定位在所述连杆(1)的至少一个接纳区段(3)中；并且在第二步骤中，至少对所述第一接头部件(12，26)的接头主体(14，28)进行注塑包覆，其中通过注塑包覆来制造形成所述第二接头部件(19)的接头壳体(18)，所述至少一个传感器元件(21，31)一体到所述接头壳体中，并且所述球形的接头主体(14，28)直接安装在所述接头壳体中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在注塑包覆之前将所述至少一个传感器元件(21，31)相对于所述第一接头部件(12，26)的接头主体(14，28)进行定位。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述至少一个接纳区段(3)由所述连杆(1)的局部地彼此平行地延伸的壁段(2)构成，所述壁段具有大体上共轴地布置的孔眼(4)，在注塑包覆之前至少将所述第一接头部件(14，28)定位在所述孔眼中。
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