DE102013100068A1 - Torque sensor device for steering system for determining guidance moment during steering movement of rider in vehicle, has outer ring provided with circumferential securing unit for securing guide element, which is connected to housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a torque sensor device for a steering system according to the preamble of claim 1.
Über derartige Drehmomentsensoreinrichtungen kann das vom Fahrer über das Lenkrad vorgegebene Lenkmoment in der Lenkwelle des Lenksystems in einem Fahrzeug ermittelt werden. Aus der
Es ist des Weiteren bekannt, dass das Sensorgehäuse, in welchem die Sensor- und Gebereinheit aufgenommen ist, topfförmig ausgeführt und über einen Sensordeckel verschlossen ist. Sowohl im Boden des topfförmigen Sensorgehäuses als auch im Sensordeckel ist jeweils eine Ausnehmung zum Durchführen der Lenkwelle eingebracht. Der elektrische Anschluss der Sensoreinheiten erfolgt über eine Verkabelung, die durch eine Ausnehmung in der Seitenwand des Sensorgehäuses geführt wird. It is further known that the sensor housing, in which the sensor and transmitter unit is received, cup-shaped and closed by a sensor cover. Both in the bottom of the pot-shaped sensor housing and in the sensor cover each have a recess for performing the steering shaft is introduced. The electrical connection of the sensor units via a wiring, which is guided through a recess in the side wall of the sensor housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem anzugeben, das sich bei einem einfachen Aufbau durch flexible Einsatzmöglichkeiten für verschiedenartige Lenksysteme auszeichnet. The invention has for its object to provide with simple constructive measures a torque sensor device for a steering system, which is characterized by a flexible design for flexible steering systems with a simple structure.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Die Drehmomentsensoreinrichtung kann in Lenksystemen in Fahrzeugen eingesetzt werden, um das bei einer Lenkbewegung vom Fahrer erzeugte Lenkmoment zu ermitteln. Die Drehmomentsensoreinrichtung weist beispielsweise als Gebersystem einen Magneten auf, der mit einem ersten Wellenabschnitt der Lenkwelle verbunden ist, sowie als Empfängersystem ein Sensorelement, das mit einem zweiten Wellenabschnitt der Lenkwelle verbunden ist. Bei einer Lenkbewegung führen die Wellenabschnitte eine Relativdrehbewegung zueinander aus, welche über das sich ändernde Magnetfeld sensiert werden kann, wobei aus der Relativdrehbewegung auf das wirksame Drehmoment in der Lenkwelle geschlossen werden kann. Auch der Lenkwinkel selbst kann über die Drehmomentsensoreinrichtung ermittelt werden. The torque sensor device can be used in steering systems in vehicles to determine the steering torque generated by the driver during a steering movement. The torque sensor device has, for example, as a donor system to a magnet which is connected to a first shaft portion of the steering shaft, and as a receiver system, a sensor element which is connected to a second shaft portion of the steering shaft. During a steering movement, the shaft sections perform a relative rotational movement from one another, which can be sensed via the changing magnetic field, it being possible to deduce the effective torque in the steering shaft from the relative rotational movement. The steering angle itself can also be determined via the torque sensor device.
Der Drehmomentsensoreinrichtung sind ein Sensorgehäuse und ein auf das Sensorgehäuse aufsetzbarer Sensordeckel zugeordnet. Im Sensorgehäuse ist das Geber- und Empfängersystem der Drehmomentsensoreinrichtung aufgenommen, wobei die Verkabelung für das Geber- und Empfängersystem in das Innere des Sensorgehäuses hineingeführt ist, um Geber- bzw. Empfängersystem mit Strom zu versorgen bzw. um Signale zu übertragen. Weitere Ausnehmungen sind in den Boden des Sensorgehäuses und in den Sensordeckel für die Lenkwelle eingebracht. The torque sensor device is associated with a sensor housing and a sensor cover which can be placed on the sensor housing. In the sensor housing, the encoder and receiver system of the torque sensor device is accommodated, wherein the wiring for the transmitter and receiver system is guided into the interior of the sensor housing to supply the transmitter or receiver system with power or to transmit signals. Further recesses are introduced into the bottom of the sensor housing and into the sensor cover for the steering shaft.
Der Sensordeckel ist mindestens zweiteilig aufgebaut und weist zwei separate Deckelteile auf, die als Außenring und Innenring ausgebildet sind. Der Außenring ist auf das Sensorgehäuse aufsetzbar, der Innenring in den Außenring einsetzbar. Die Aufteilung in Außen- und Innenring erlaubt eine Anpassung an die Einbauverhältnisse durch Änderung der Relativwinkellage zwischen diesen beiden Bauteilen. Es kann ggf. eine Vormontage des Sensordeckels erfolgen, bei der der Außen- und Innenring, ggf. mit einem Wellendichtring in der passenden Relativlage gefügt werden. Es ist aber auch möglich, die Teile einzeln auf das Gehäuse zu fügen. The sensor cover is constructed at least in two parts and has two separate cover parts, which are formed as an outer ring and inner ring. The outer ring can be placed on the sensor housing, the inner ring can be inserted into the outer ring. The division into outer and inner ring allows adaptation to the installation conditions by changing the relative angular position between these two components. It may possibly be a pre-assembly of the sensor cover, in which the outer and inner ring, possibly joined with a shaft seal in the appropriate relative position. But it is also possible to add the parts individually to the housing.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Außenring zumindest annähernd rotationssymmetrisch aufgebaut ist und eine umlaufende Sicherungseinrichtung zur Sicherung eines Kabelführungsbauteils aufweist, welches zur Führung der Verkabelung von Sensor- bzw. Gebersystem dient und als eigenständiges Bauteil mit dem Sensorgehäuse verbindbar ist. Die rotationssymmetrische oder zumindest annähernd rotationssymmetrische Ausführung des Außenrings erlaubt die Positionierung des Außenrings in beliebigen Winkellagen am Sensorgehäuse. Aufgrund der umlaufenden Sicherungseinrichtung, welche zur Sicherung des Kabelführungsbauteils dient, kann dieses trotz seiner festgelegten Position am Sensorgehäuse in jeder Drehwinkellage des Außenrings mit diesem verbunden und über den Außenring das Sensorgehäuse gesichert werden. Furthermore, it is provided that the outer ring is constructed at least approximately rotationally symmetrical and has a circumferential securing device for securing a cable guide component, which serves to guide the wiring of the sensor or encoder system and is connectable as an independent component with the sensor housing. The rotationally symmetrical or at least approximately rotationally symmetrical design of the outer ring allows the positioning of the outer ring in any desired angular positions on the sensor housing. Due to the circumferential securing device, which serves to secure the cable management component, this can despite its fixed position on the sensor housing connected in any rotational angle position of the outer ring with this and secured via the outer ring, the sensor housing.
Insgesamt werden über diese Ausführung der Drehmomentsensoreinrichtung konstruktive Vorteile und Montagevorteile erzielt. Die Aufteilung des Sensordeckels in einen Außen- und einen Innenring einerseits sowie die umlaufende Sicherungseinrichtung am Außenring zur Sicherung des Kabelführungsbauteils andererseits ermöglicht eine sichere Befestigung des Kabelführungsbauteils in beliebigen Winkellagen des Außenrings, wobei die Relativwinkellage des Innenrings in Bezug auf den Außenring an die jeweiligen Einbauverhältnisse angepasst werden kann. Overall, constructive advantages and assembly advantages are achieved via this design of the torque sensor device. The division of the sensor cover in an outer and an inner ring on the one hand and the circumferential securing device on the outer ring to secure the cable management component on the other hand allows secure attachment of the cable management component in any angular positions of the outer ring, said Relative angular position of the inner ring with respect to the outer ring can be adapted to the respective installation conditions.
Die Sicherungseinrichtung an dem Außenring ist vorteilhafterweise als eine umlaufende Sicherungsnut ausgeführt, in die ein Abschnitt des Kabelführungsbauteils in montierter Position einragt. Die umlaufende Sicherungsnut ist beispielsweise an der Unterseite eines radial überstehenden Randabschnittes am Außenring angeordnet, am Kabelführungsbauteil kann an einer Klemmlasche ein Klemmvorsprung ausgebildet sein, der in die Sicherungsnut am Außenring einragt. Da die Sicherungsnut am Außenring umläuft, ist eine formschlüssige Verbindung in jeder Winkellage des Außenrings am Sensorgehäuse möglich. The securing device on the outer ring is advantageously designed as a circumferential securing groove, in which a portion of the cable guide member protrudes in the mounted position. The circumferential securing groove is arranged, for example, on the underside of a radially protruding edge portion on the outer ring, the cable guide component may be formed on a clamping plate, a clamping projection which projects into the securing groove on the outer ring. Since the securing groove rotates on the outer ring, a positive connection in any angular position of the outer ring on the sensor housing is possible.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist die Drehmomentsensoreinrichtung mit einem Niederhalteteil versehen, das als separates Bauteil ausgeführt und am Sensorgehäuse befestigbar ist. Über das Niederhalteteil kann der Außenring bzw. der vormontierte Sensordeckel (Innen- und Außenring gefügt) am Sensorgehäuse gesichert werden. Der Außenring ist auf die offene Stirnseite des Sensorgehäuses aufsetzbar und wird von dem Niederhalteteil formschlüssig oder in sonstiger Weise, insbesondere mechanisch gehalten, beispielsweise über Befestigungsschrauben, mit denen auch das Niederhalteteil selbst am Sensorgehäuse befestigt werden kann. Möglich ist es auch, dass in den Außenring über den Umfang verteilt mehrere Formschlusselemente eingebracht sind, denen mindestens ein Formschlusselement am Niederhalteteil zugeordnet ist. Die Formschlusselemente am Außenring sind beispielsweise als über den Umfang verteilte Eingriffsöffnungen ausgeführt, das Formschlusselement am Niederhalteteil zum Beispiel als eine Eingriffsnase, die im montierten Zustand in eine der Eingriffsöffnungen am Außenring einragt. Indem eine Vielzahl von Eingriffsöffnungen über den Umfang verteilt am Außenring angeordnet sind, kann der Außenring in einer Vielzahl von Winkellagen am Sensorgehäuse mithilfe des Niederhalteteils befestigt und gesichert werden. According to a further expedient embodiment, the torque sensor device is provided with a hold-down part, which is designed as a separate component and can be fastened to the sensor housing. The outer ring or the preassembled sensor cover (inner and outer ring joined) can be secured to the sensor housing via the hold-down element. The outer ring can be placed on the open end side of the sensor housing and is held by the hold-down part positively or in any other way, in particular mechanically, for example via fastening screws with which also the hold-down can be attached itself to the sensor housing. It is also possible that in the outer ring distributed over the circumference several positive locking elements are introduced, which is associated with at least one positive locking element on hold-down. The interlocking elements on the outer ring are designed, for example, as engagement openings distributed over the circumference, the interlocking element on the hold-down part, for example, as an engagement lug, which projects into one of the engagement openings on the outer ring in the mounted state. By having a plurality of engagement openings distributed over the circumference on the outer ring, the outer ring can be secured and secured in a plurality of angular positions on the sensor housing using the hold-down.
Die Ausnehmung, welche in den Innenring eingebracht ist, ist vorteilhafterweise exzentrisch im Innenring angeordnet, so dass je nach Relativwinkellage zwischen Innen- und Außenring die Ausnehmung im Innenring eine unterschiedliche Position gegenüber der Längsachse des Sensorgehäuses einnimmt. Gegebenenfalls ist auch die Ausnehmung, welche im Boden des Sensorgehäuses für die Lenkwelle eingebracht ist, exzentrisch zur Längsachse des Sensorgehäuses angeordnet. Das Sensorgehäuse ist vorteilhafterweise topfförmig ausgebildet, wobei Außen- und Innenring auf die freie Stirnseite des topfförmigen Gehäuses aufsetzbar sind. The recess which is introduced into the inner ring is advantageously arranged eccentrically in the inner ring, so that depending on the relative angular position between the inner and outer ring, the recess in the inner ring occupies a different position relative to the longitudinal axis of the sensor housing. Optionally, the recess, which is introduced in the bottom of the sensor housing for the steering shaft, arranged eccentrically to the longitudinal axis of the sensor housing. The sensor housing is advantageously cup-shaped, wherein outer and inner ring can be placed on the free end of the cup-shaped housing.
Der Innenring kann auf verschiedene Weise mit dem Außenring verbunden werden, beispielsweise über Schweißen, Kleben, Pressen oder auf mechanische Weise, wobei gegebenenfalls eine Abdichtung wie zum Beispiel ein O-Ring zwischen Innen- und Außenring vorgesehen sein kann. The inner ring can be connected in various ways with the outer ring, for example by welding, gluing, pressing or mechanically, with optionally a seal such as an O-ring between the inner and outer ring can be provided.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
In
Zur Ermittlung des vom Fahrer bei Betätigung des Lenkrades
In
In den Boden des Sensorgehäuses
Der Sensordeckel
Des Weiteren ist ein Niederhalteteil
Zusätzlich ist ein Wellendichtring
Wie
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Lenksystem steering system
- 2 2
- Lenkrad steering wheel
- 3 3
- Lenkwelle steering shaft
- 4 4
- Lenkgetriebe steering gear
- 5 5
- Lenkgestänge steering linkage
- 6 6
- Vorderrad front
- 7 7
- Drehmomentsensoreinrichtung Torque sensor device
- 8 8th
- Sensorgehäuse sensor housing
- 9 9
- Sensordeckel sensor cover
- 10 10
- Ausnehmung recess
- 11 11
- Ausnehmung recess
- 12 12
- Kabelführungsbauteil Cable management device
- 13 13
- Außenring outer ring
- 14 14
- Innenring inner ring
- 15 15
- exzentrische Ausnehmung eccentric recess
- 16 16
- Niederhalteteil Holding down member
- 17 17
- Befestigungsschraube fixing screw
- 18 18
- Befestigungsauge fastening eye
- 19 19
- Eingriffsöffnung engagement opening
- 20 20
- Eingriffsnase engaging nose
- 21 21
- Lasche flap
- 22 22
- Wellendichtring Shaft seal
- 23 23
- Randabschnitt edge section
- 24 24
- Sicherungsnut securing groove
- 25 25
- Klemmlasche clamping plate
- 26 26
- Klemmvorsprung clamping projection
- 27 27
- Impulsgeber pulse
- 28 28
- Sensor sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007022282 A1 [0002] DE 102007022282 A1 [0002]
Claims (11)
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DE201310100068 DE102013100068A1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Torque sensor device for steering system for determining guidance moment during steering movement of rider in vehicle, has outer ring provided with circumferential securing unit for securing guide element, which is connected to housing |
Applications Claiming Priority (1)
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DE201310100068 DE102013100068A1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Torque sensor device for steering system for determining guidance moment during steering movement of rider in vehicle, has outer ring provided with circumferential securing unit for securing guide element, which is connected to housing |
Publications (1)
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DE102013100068A1 true DE102013100068A1 (en) | 2014-07-10 |
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DE201310100068 Withdrawn DE102013100068A1 (en) | 2013-01-07 | 2013-01-07 | Torque sensor device for steering system for determining guidance moment during steering movement of rider in vehicle, has outer ring provided with circumferential securing unit for securing guide element, which is connected to housing |
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- 2013-01-07 DE DE201310100068 patent/DE102013100068A1/en not_active Withdrawn
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