DE19712523A1 - Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkraddrehwinkeldetektier­ vorrichtung zum Detektieren einer Drehung eines Lenkrades, die auf einer Drehung eines ringförmigen Drehteiles ba­ siert, das sich entsprechend der Drehung des Lenkrades dreht.

Eine herkömmliche Vorrichtung zum Detektieren einer Drehung eines Lenkrades ist in den Fig. 10 und 11 ge­ zeigt. Ein ringförmiges Kopplungsbauteil 3, das auch als Bauteil zum Detektieren eines Drehwinkels eines Lenkrades 2 dient, ist an einem zentralen Bereich einer Unterseite des Lenkrades 2 angebracht, welches an einem oberen Ende einer Lenkwelle 1 fest angebracht ist. Die Lenkwelle 1 erstreckt sich durch das Kopplungsbauteil 3.

Wie Fig. 11 zeigt, sind auf einem oberen Endabschnitt des Kopplungsbauteiles 3 drei Stifte 3a ausgeformt, die entlang dem Umfang des Endabschnittes angeordnet sind. Die Stifte 3a sind in Aussparungen 2a eingefügt, die in den den Stiften 3a entsprechenden Positionen an dem Lenkrad 2 ausgeformt sind. Durch die Stifte 3a, die somit in die Aussparungen 2a eingefügt werden, dreht sich das Kopplungsbauteil 3, während das Lenkrad 2 gedreht wird.

Ein Drehwinkeldetektor 4 ist an einem unteren Endab­ schnitt des Kopplungsbauteiles 3 angebracht und umgibt die Lenkwelle 1. Der Drehwinkeldetektor 4 hat ein ringförmiges Drehteil 6, das in einem ringförmigen Gehäuse 5 drehbar an­ geordnet ist. Das ringförmige Gehäuse 5 ist zum Beispiel an einer Lenksäule (nicht gezeigt) fest angebracht. Das ring­ förmige Drehteil 6 ist mit einem ineingriffbringbaren Stift 6a versehen, der radial nach innen vorsteht. Der ineingriffbringbare Stift 6a ist angeordnet, um mit einem ineingriffbringbaren, ausgeschnittenen Abschnitt 3b in Eingriff zu stehen, der sich in einen unteren Endabschnitt des Kopplungsbauteiles 3 in die Richtung seiner Längsachse erstreckt.

An einem Außenumfangsabschnitt des ringförmigen Dreh­ teiles 6 ist eine ringförmige Schlitzplatte 7 fest ange­ bracht. Die Schlitzplatte 7 hat eine Vielzahl von Schlit­ zen, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Am Gehäuse 5 ist ein Fotounterbrecher 8 angeordnet, der einen Außenumfangsabschnitt der Schlitzplatte 7 bedeckt.

Wenn das Lenkrad 2 gedreht wird, dreht sich entspre­ chend das Kopplungsbauteil 3, so daß sich auch das ringför­ mige Drehteil 6 des Drehwinkeldetektors 4 dreht. Während sich die Schlitzplatte 7 des ringförmigen Drehteiles 6 dreht, detektiert der Fotounterbrecher 8 Lichtempfangssi­ gnale, die von Licht erzeugt werden, das durch die Schlitze der Schlitzplatte 7 hindurch geht. Basierend auf dem Pegel und der Phase der Lichtsignale, erhält der Drehwinkeldetek­ tor 4 ein Signal, das dem Drehwinkel und der Drehrichtung des Lenkrades 2 entspricht; somit wird die Drehung des Lenkrades 2 detektiert.

Weil es schwierig ist, die Drehachse des Drehwinkelde­ tektors 4 vollständig auf die Drehachse der Lenkwelle 1 auszurichten, wenn der Drehwinkeldetektor 4 montiert wird, lassen sich in der Montagegenauigkeit normalerweise einige Fehler nicht vermeiden. Um daher sicherzustellen, daß sich das ringförmige Drehteil 6 des Drehwinkeldetektors 4 sogar dann gleichmäßig dreht, wenn die Drehachsen der zwei Kompo­ nenten nicht vollständig ausgerichtet sind, sind normaler­ weise, zum Beispiel in den Spalten zwischen den ineingriffbringbaren Stiften 3a des Kopplungsbauteiles 3 und den ineingriffbringbaren Aussparungen 2a des Lenkrades 2 und in dem Spalt zwischen dem ausgeschnittenen Abschnitt 3b des Kopplungsbauteiles 3 und dem ineingriffbringbaren Stift 6a des ringförmigen Drehteiles 6 in den Drehrichtungen Maßzugaben vorgesehen.

Solche Maßzugaben bzw. Spiel verursachen jedoch Probleme. Das heißt, daß sich das ringförmige Drehteil 6 des Drehwinkeldetektors 4 drehen könnte, wenn es dem Lenkrad 2 solange folgt, wie das Lenkrad 2 in eine Richtung gedreht wird; wenn das Lenkrad 2 dagegen in die andere Richtung gedreht wird, dreht sich das Lenkrad 2 untätig um einen Betrag, der den Maßzugaben im bezug auf das ringförmige Drehteil 6 entspricht, anschließend steht es mit dem ringförmigen Drehteil 6 wieder in Eingriff und dreht dieses. Durch diesen Ausfall in der sofortigen oder genauen Übertragung einer Drehung des Lenkrades 2 an das ringförmige Drehteil 6 des Drehwinkeldetektors 4 verhindert eine Verbesserung der Genauigkeit beim Detektieren des Drehwinkels.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung bereitzustellen, die die Drehung eines Lenkrades, ungeachtet der Drehrichtungen des Lenkrades, mit hoher Genauigkeit detektieren kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 3 bzw. 5.

Gemäß der Erfindung ist eine Lenkraddrehwinkeldetek­ tiervorrichtung zum Detektieren einer Drehung eines Lenkra­ des vorgesehen, die auf einer Drehung eines ringförmigen Drehteiles basiert, das entsprechend der Drehung des Lenkrades gedreht werden kann bzw. das sich mit dem Lenkrad mitdreht. Die Vorrichtung weist einen ineingriffbringbaren Vorsprung, der an dem Lenkrad an einer an das ringförmige Drehteil angrenzenden Position ausgeformt ist, wobei der ineingriffbringbare Vorsprung im einen gewölbten, im wesentlichen sphärisch gewölbten Abschnitt hat, und einen ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt auf, der in dem ringförmigen Drehteil an einer Position ausgeformt ist, die dem ineingriffbringbaren Vorsprung entspricht. Eine Vertiefung des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes ist derart ausgestaltet, den ineingriffbringbaren Vorsprung so aufzunehmen, daß der ineingriffbringbare Ausnehmungs­ abschnitt den ineingriffbringbaren Vorsprung berührt und hält, während der gewölbte Abschnitt zwischen zwei Flächen des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes angeordnet ist.

Wenn das Lenkrad gedreht wird, dreht sich somit der ineingriffbringbare Vorsprung zusammen mit dem Lenkrad und an das ringförmige Drehteil wird durch den ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt ein Drehmoment übertragen; somit dreht sich das ringförmige Drehteil. Weil der ineingriffbringbare Vorsprung durch die zwei Flächen des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes in Berührung gehalten wird, ist das ringförmige Drehteil, ungeachtet der Drehrichtung, zusammen mit dem Lenkrad dreh­ bar. Daher ist die Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung der Erfindung fähig, den Drehwinkel des Lenkrades in jeder Drehrichtungen genau zu detektieren.

Wenn ein Montagefehler auftritt, zum Beispiel, wenn das ringförmige Drehteil und das Lenkrad exzentrisch bzw. außerzentrisch angeordnet sind, das heißt, abweichend von den konzentrischen Montagepositionen, verschieben sich der ineingriffbringbare Vorsprung und der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt im bezug aufeinander, während sich das Lenkrad dreht. Wenn sich das ringförmige Drehteil und das Lenkrad auf diese Weise drehen, bewegt sich der gewölbte Abschnitt des ineingriffbringbaren Vorsprunges in dem ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt relativ dazu, während er mit diesem in Kontakt bleibt, und eine Relativbewegung des gewölbten Abschnittes des ineingriffbringbaren Vorsprunges und des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes gleicht die Radialabweichung des ringförmigen Drehteiles aus, wobei die durch die Exzentrizität verursachte Verdrehbeanspruchung absorbiert oder ausgeglichen wird. Die Lenkraddrehwinkelde­ tektiervorrichtung stellt somit eine gleichmäßige Drehung des ringförmigen Drehteiles sicher.

Selbst wenn die Drehachse des Lenkrades und die Dreh­ achse des ringförmigen Drehteiles bei der Montage der beiden Komponenten schief schief zueinander angeordnet werden, absorbiert die erfindungsgemäße Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung darüber hinaus die Verdrehbeanspruchung und erlaubt eine gleichmäßige Drehbewegung auf im wesentlichen die gleiche Art, wie oben beschrieben ist.

Der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt umfaßt vorzugsweise einen Führungsausnehmungsabschnitt, der an einem offenen Endabschnitt des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes zum Aufnehmen des ineingriffbringbaren Vorsprunges ausgeformt ist, und die Öffnungsweite des Führungsausnehmungsabschnittes ist größer als ein Durchmesser des gewölbten Abschnittes des ineingriffbringbaren Vorsprunges. Dieser bevorzugte Aufbau ermöglicht das Anordnen des ineingriffbringbaren Vorsprunges in der ineingriffbringbaren Ausnehmung, dadurch daß eine Führungsfläche vorgesehen ist, an der der gewölbte Abschnitt in die ineingriffbringbare Ausnehmung gleiten kann; somit wird die Montage erleichtert.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, in dem ringförmigen Drehteil einen ineingriffbringbaren Vorsprung und in dem Lenkrad einen ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt vorzusehen. Weil die Beziehung zwischen dem ineingriffbringbaren Vorsprung und der ineingriffbringbaren Ausnehmung unverändert bleibt, schafft dieser Aufbau im wesentlichen die gleichen Vorteile wie sie oben erwähnt wurden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillier­ ten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende oder gleiche Teile und Komponenten.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht von der Seite einer ersten Ausführungsform der Lenkraddrehwinkeldetektiervor­ richtung der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht des Lenkrades aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Lenkrades aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines ineingriffbringbaren Stiftes und eines gewölbten Abschnittes gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht des Drehwinkeldetektors gemäß der Erfindung;

Fig. 6 die Wellenformen eines Detektiersignales;

Fig. 7 den ineingriffbringbaren Stift und eine ineingriffbringbare Ausnehmung, wobei der gewölbte Abschnitt des Stiftes in die Ausnehmung eingefügt bzw. eingepaßt ist;

Fig. 8 einen ineingriffbringbaren Stift und eine ineingriffbringbare Ausnehmung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei ihr Ineingriffstehen wie in Fig. 7 gezeigt ist;

Fig. 9 eine Teilschnittansicht von der Seite einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine herkömmliche Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung; und

Fig. 11 eine Draufsicht eines Kopplungsbauteiles der herkömmlichen Technik.

Bevorzugte Ausführungsformen der Lenkraddrehwinkelde­ tektiervorrichtung der Erfindung werden im folgenden im be­ zug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.

Eine erste Ausführungsform wird im bezug auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben. Als erstes wird auf die Fig. 2 und 3 bezug genommen, die das Äußere eines auf einer Fah­ rersitzseite eines Kraftfahrzeuges angeordneten Lenkrades 11 darstellen; das Lenkrad 11 weist einen Lenkradkranz 12, eine innerhalb des Lenkradkranzes 12 und unter der Ebene des Lenkradkranzes 12 angeordnete Lenkradnabe 13 und Lenkradspeichen 14 auf, die den Lenkradkranz 12 und die Lenkradnabe 13 verbinden. Ein ringlförmiges, vorstehendes Teil 15 ist an einem unteren Abschnitt der Lenkradnabe 13, konzentrisch mit dem Lenkrad 11, fest angebracht. Das ring­ förmige, vorstehende Teil 15 steht in die Richtung der Drehachse des Lenkrades 11 hervor. Das ringförmige, vorspringende Teil 15 ist mit einem Einfügeloch 15a versehen, das sich auch in die Richtung der Drehachse des Lenkrades 11 erstreckt. Wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist in dem Einfügeloch 15a eine Lenkwelle 16 eingefügt und fest angebracht. Das Lenkrad 11 und die Lenkwelle 16 sind somit zusammen drehbar.

Das vorstehende Teil 15 trägt einen ineingriffbringbaren Stift 17, das heißt, einen ineingriffbringbaren Vorsprung, der an dessen Außenum­ fangsfläche fest angebracht ist. Der ineingriffbringbare Stift 17 steht in einer Radialrichtung des Lenkrades 11 hervor. An dem distalen Ende des ineingriffbringbaren Stiftes 17 ist ein sphärisch gewölbter Abschnitt 18 ausgeformt, der obere und untere ebene, kreisförmige Flächen, die zueinander parallel sind, und eine gewölbte Seitenfläche 18a hat, die sich zwischen den ebenen, kreisförmigen Flächen erstreckt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Der Durchmesser r₁ des gewölbten Abschnittes 18 ist an allen Punkten größer als der Durchmesser r₂ des ineingriffbringbaren Stiftes 17.

Wie in den Fig. 1 und 5 gezeigt ist, ist unter dem Lenkrad 11 ein Drehwinkeldetektor 19 zum Detektieren des Drehwinkels des Lenkrades 11 angeordnet. Die Lenkwelle 16 erstreckt sich durch den Drehwinkeldetektor 19. Mit Schrauben 21 ist ein Gehäuse 20 des Drehwinkelsdetektors 19 an einer Lenksäule 22 befestigt, durch die sich die Lenkwelle 16 erstreckt. Im Inneren des Gehäuses 20 ist ein ringförmiges Drehteil 23 drehbar angeordnet, das der Innenumfangsfläche des Gehäuses 20 zugewandt ist. Eine Schlitzplatte 24 ist an dem ringförmigen Drehteil 23 fest angebracht, so daß sie sich zusammen drehen. Die Schlitzplatte 24 hat viele Schlitze, die entlang dem Umfang der Platte 24 angeordnet und durch einen vorbestimmten Abstand räumlich getrennt sind, wobei sie ein radiales oder kreisförmiges Muster bilden.

Ein Fotounterbrecher 25 zum Detektieren des Drehwinkels der Schlitzplatte 24 weist einen lichtaussendenden Ab­ schnitt 26 und einen lichtempfangenden Abschnitt 27 auf, die einander gegenüberliegen. Der Fotounterbrecher 25 ist an dem Gehäuse 20 an einer solchen Position fest ange­ bracht, an der der lichtaussendende Abschnitt 26 und der lichtaufnehmende Abschnitt 27 einen Außenumfangsabschnitt der Schlitzplatte 24 zwischen sich umgeben, ohne diesen zu berühren. In dem lichtaussendenden Abschnitt 26 und dem lichtempfangenden Abschnitt 27 sind zwei Paare von licht­ aussendenden und lichtempfangenden Bauteilen angeordnet. Die zwei Paare von optischen Bauteilen sind in der Dreh­ richtung des Lenkrades 11 durch einen Abstand voneinander räumlich getrennt, der gleich der Hälfte der Breite der Schlitze der Schlitzplatte 24 ist, um die Drehrichtung des Lenkrades 11 zu detektieren, wie es unten beschrieben wird.

Die Innenumfangswandung des ringförmigen Drehteiles 23 hat eine ineingriffbringbare Ausnehmung 28, dessen Vertiefung im wesentlichen in eine Richtung entlang der Drehachse gerichtet ist. Die ineingriffbringbare Ausnehmung 28 ist teilweise durch zwei ebene Seitenflächen 28a definiert, die einander gegenüber liegen. Die Breite der Ausnehmung r₃ zwischen den zwei ebenen Seitenflächen 28a (siehe Fig. 5) ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser r₁ des gewölbten Abschnittes 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17. Ein oberer Abschnitt der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 (ein Abschnitt in der Nähe des Lenkrades 11) erweitert sich in Richtung seines oberen Endes; somit wird eine Führungsausnehmung 29 gebildet.

Das vorstehende Teil 15 des Lenkrades 11 ist in einer Vertiefung 30 angeordnet, die durch die Innenumfangsfläche des ringförmigen Drehteiles 23 definiert ist, während der gewölbte Abschnitt 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17 mit der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 in Eingriff steht. In dieser Anordnung ist der gewölbte Abschnitt 18 zwischen den zwei ebenen Flächen 28a, 28a eingefügt und berührt die zwei Flächen. Somit ist zwischen dem gewölbte Abschnitt 18 und den ebenen Flächen 28a in den Drehrichtun­ gen des ringförmigen Drehteiles 23 im wesentlichen kein Spalt vorhanden.

Als nächstes wird im bezug auf die Fig. 6 und 7 der Betrieb und die Funktion dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn das vorstehende Teil 15 beginnt, sich zusammen mit dem Lenkrad 11 zu drehen, beginnt auch der ineingriffbringbare Stift 17 sich zu drehen, wobei er auf den ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt 28 ein Drehmoment ausübt, der den gewölbten Abschnitt 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17 an beiden, den Drehrichtungen entsprechenden Seiten hält. Somit dreht sich das ringförmige Drehteil 23 des Drehwinkeldetektors 19 um einen Winkel, der dem Drehwinkel des Lenkrades 11 entspricht. Während sich die Schlitzplatte 24 zusammen mit dem ringförmigen Drehteil 23 dreht, detektiert der Fotounterbrecher 25 die Zahl vorüberziehender Schlitze, die dem Drehwinkel entspricht.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, gibt der lichtaufnehmende Abschnitt 27 des Fotounterbrechers 25 Lichtempfangssignale auf dem H- oder L-Niveau aus, die den vorüberziehenden Schlitzen entsprechen. Weil der Drehwinkel, der gleich einem Schlitz ist, vorbestimmt ist, ist es möglich, den Drehwinkel des Lenkrades 11, basierend auf der Zahl der Schlitze, die vorübergezogen sind, zu detektieren. Weil außerdem die zwei Paare von lichtaussendenden und lichtaufnehmenden Bauteilen voneinander durch einen Abstand räumlich getrennt sind, der gleich der halben Breite der Schlitze ist, ist die zeitliche Reihenfolge der ansteigenden Phasen (in Fig. 6 als A-Phase und B-Phase bezeichnet) der Lichtempfangssignale von den zwei Paaren der optischen Bauteile entsprechend der Drehrichtung der Schlitzplatte 24 vertauscht, wodurch das das Detektieren der Drehrichtung ermöglicht.

Das ringförmige Drehteil 23 des Drehwinkeldetektors 19 dreht sich zusammen mit dem Lenkrad 11 ohne eine bedeutende Verzögerung in jede Drehrichtung, weil der gewölbte Ab­ schnitt 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17 des ringförmigen Drehteils 23 durch die ebenen Flächen 28a der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 auf beiden Seiten, die den Drehrichtungen entsprechen, gehalten wird, während zwischen dem gewölbten Abschnitt 18 und den ebenen Flächen 28a im wesentlichen kein Spalt verbleibt. Daher wird es möglich, den Drehwinkel des Lenkrades 11, ungeachtet der Drehrichtung des Lenkrades 11, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.

Wenn das ringförmige Drehteil 23 des Drehwinkeldetek­ tors 19 und das Lenkrad 11 exzentrisch angeordnet sind, das heißt, sie weichen zum Beispiel aufgrund eines Montagefeh­ lers von den konzentrischen Montagepositionen ab, verschie­ ben sich anschließend der gewölbte Abschnitt 18 und die eingreifende Ausnehmung 28 im bezug aufeinander, während das Lenkrad 11, wie oben erwähnt ist, gedreht wird. Da der gewölbte Abschnitt 18 nur an den zwei Seiten, die den Dreh­ richtungen entsprechen, durch den Punktkontakt mit den zwei ebenen Flächen 28a der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 gehalten wird, kann sich der gewölbte Abschnitt 18 innerhalb der Ausnehmung 28 bewegen, während er mit den ebenen Flächen 28a in Kontakt bleibt. Eine radiale Abweichung des ringförmigen Drehteiles 23 wird durch eine Bewegung des gewölbten Abschnittes 18 und der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 im bezug aufeinander ausgeglichen; somit wird eine gleichmäßige Drehung gesichert und die durch die exzentrische Montage verur­ sachte Verdrehbeanspruchung absorbiert (oder freigegeben). Diese Ausführungsform eliminiert somit die Gefahr, daß zwi­ schen dem ringförmigen Drehteil 23 und dem Lenkrad 11 eine sogenannte "verdrehte" Positionsbeziehung besteht und stellt sicher, daß sich das ringförmige Drehteil 23 immer gleichmäßig dreht (siehe Fig. 7).

Ebenso sichert und hält der Aufbau der ersten Ausfüh­ rungsform eine gleichmäßige Drehung des ringförmigen Dreh­ teiles 23 in einem Fall aufrecht, bei dem die Drehachsen des ringförmigen Drehteil 23 und der Lenkwelle 16 winkelig zueinander angeordnet sind.

Selbst wenn Montagefehler, wie oben erwähnt wurde, vor­ handen sind, dreht sich der in der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 gehaltene, gewölbte Abschnitt 18 zusammen mit den Lenkrad 11, ohne einen Bewegungsfehler oder eine Verzögerung in einer der Drehrichtungen des Lenkrades 11 zu produzieren. Die erste Ausführungsform macht es daher möglich, den Drehwinkel des Lenkrades 11 mit hoher Genauigkeit zu detektieren.

Weil weiterhin die Führungsausnehmung 29, die in einem Abschnitt der in der Nähe des Lenkrades 11 befindlichen, ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 ausgeformt ist, in Richtung des Lenkrades 11 weiter wird, kann das Lenkrad 11 an der Drehwelle 16 leicht montiert werden, nachdem der Drehwinkeldetektor 19 montiert ist. Das heißt, sogar wenn der gewölbte Abschnitt 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17 von der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 abweicht, kann das Lenkrad 11 leicht montiert werden, indem der gewölbte Abschnitt 18 entlang der Fläche der Führungsausnehmung 29 gleitet.

Fig. 8 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die Merkmale, die die zweite Ausführungsform von der ersten unterscheiden, werden nachfolgend beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein ineingriffbringbarer Stift 17 an einer Innenumfangsfläche des ringförmigen Drehteiles 23 vom Drehwinkeldetektor 19 fest angebracht und steht radial davon hervor. In dem vorstehenden Teil 15 des Lenkrades 11, insbesondere in einem Bereich, der dem ineingriffbringbaren Stift 17 entspricht, ist eine ineingriffbringbare Ausnehmung 28 ausgeformt. Das Verhältnis der Abmessungen zwischen dem gewölbten Abschnitt 18 des ineingriffbringbaren Stiftes 17 und der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 entspricht im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform.

Weil das Verhältnis zwischen dem gewölbten Abschnitt 18 und der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 gemäß der zweiten Ausführungsform das gleiche wie in der ersten Ausführungsform bleibt, kann die zweite Ausführungsform, ungeachtet der Drehrichtung, den Drehwinkel des Lenkrades 11 detektieren. Die zweite Ausführungsform sichert außerdem eine gleichmäßige Drehung des ringförmigen Drehteiles 23 vom Drehwinkeldetektor 19, dadurch daß die Verdrehungsbeanspruchung in einem Fall absorbiert oder freigegeben wird, in dem das ringförmige Drehteil 23 und das Lenkrad 11 exzentrisch bzw. außerzentrisch angeordnet sind, das heißt, von der konzentrischen Montageposition abweichen, und auch in einem Fall, bei dem die Drehachsen des Lenkrades 11 und des ringförmigen Drehteiles 23 schief zueinander stehen.

Fig. 9 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die Merkmale, die die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden nachfolgend beschrieben. Gemäß der dritten Ausführungsform ist in einem unteren Abschnitt eines ringförmigen Lenkrollenverbindungsteiles 31 ein Drehwinkeldetektor 19 vorgesehen, der in dem ringförmigen Lenkrollenverbindungsteil 31 integriert ist. In einem oberen Abschnitt des Lenkrollenverbindungsteiles 31 ist zum elektrischen Verbinden zwischen dem Lenkrad 11 und der Lenksäule 22 ein ebenes Kabel 32 enthalten. Das ebene Kabel 32 ist gemäß der Drehung des Lenkrades 11 erweiter- bzw. dehnbar.

Ein ringförmiges Drehteil 33, das der Innenumfangsfläche des Lenkrollenverbindungsteiles 31 ge­ genüber liegt, ist in dem Lenkrollenverbindungsteil 31 drehbar angeordnet. Wie in der ersten Ausführungsform ist in einem Bereich im ringförmigen Drehteil 33 eine ineingriffbringbare Ausnehmung 28 mit ihrer in die Richtung der Drehachse ausgerichteten Vertiefung ausgeformt. Das Lenkrad 11 ist über dem Drehwinkeldetektor 19 angeordnet, während der gewölbte Abschnitt 18 vom ineingriffbringbaren Stift 17 des Lenkrades 11 an den den Drehrichtungen entsprechenden Seiten durch die ebenen Flächen 28a, 28a der ineingriffbringbaren Ausnehmung 28 gehalten wird.

Die dritte Ausführungsform erreicht im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform.

Die Erfindung ist nicht auf die oben bekannt gegebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann, wie nachfolgend beschrieben ist, geändert oder erweitert werden.

Die zwei Paare von lichtaussendenden und lichtempfan­ genden Bauteilen können integriert sein oder getrennt an Positionen angeordnet sein, die durch einen vorbestimmten Abstand in der Umfangsrichtung räumlich getrennt sind.

Es ist auch möglich, einen ineingriffbringbaren Stift vorzusehen, der in die Richtung der Drehachse hervor steht, und in einer Radialrichtung eine ineingriffbringbare Ausnehmung auszuformen.

Zusammenfassend ist zu erwähnen, daß in einer Lenkrad­ drehwinkeldetektiervorrichtung von einem vorstehenden Teil entweder eines Lenkrades oder eines ringförmigen Drehteiles ein Stift radial hervorsteht und der Stift einen gewölbten Abschnitt enthält. Entsprechenderweise ist an einer Position entweder des Lenkrades oder des ringförmigen Drehteils eines Drehwinkeldetektors eine ineingriffbringbare Ausnehmung ausgeformt, die der Position des ineingriffbringbaren Stiftes entspricht. Die ineingriffbringbare Ausnehmung ist derart ausgestaltet, daß sie den gewölbten Abschnitt des ineingriffbringbaren Stiftes an zwei Seiten aufnimmt und hält, während sich der gewölbte Abschnitt innerhalb der ineingriffbringbare Ausnehmung bewegen kann. Wenn das Lenkrad gedreht wird, überträgt der ineingriffbringbare Stift oder die Ausnehmung an den ineingriffbringbaren Abschnitt oder den Stift jeweils ein Drehmoment; somit kann der Drehwinkeldetektor in jede der Drehrichtungen des Lenkrades den Drehwinkel mit hoher Genauigkeit detektieren. Das bewegliche Ineingriffstehen des gewölbten Abschnittes und der ineingriffbringbaren Ausnehmung kompensiert eine außerzentrische Montage des Lenkrades und des ringförmigen Drehteiles und auch eine Abweichung ihrer Drehachsen voneinander, während sich der gewölbte Abschnitt in der ineingriffbringbaren Ausnehmung im bezug dazu bewegt, um Verdrehbeanspruchung zu absorbieren oder freizusetzen; somit wird eine gleichmäßige Drehung des ringförmigen Drehteiles gesichert.

Claims (8)

1. Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung zum Detektieren einer Drehung eines Lenkrades, die auf der Drehung eines ringförmigen Drehteiles basiert, das sich entsprechend der Drehung des Lenkrades dreht, mit:
einem ineingriffbringbaren Vorsprung, der an dem Lenkrad an einer an das ringförmige Drehteil angrenzenden Position ausgeformt ist, wobei der ineingriffbringbare Vorsprung einen im wesentlichen sphärisch geformten Abschnitt aufweist; und
einem ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt, der an einer Position in dem ringförmigen Drehteil ausgeformt ist, die der Position des ineingriffbringbaren Vorsprunges des Lenkrades entspricht, wobei eine Vertiefung des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes so ausgestaltet ist, daß, wenn der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt mit dem ineingriffbringbaren Vorsprung in Eingriff steht, der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt den ineingriffbringbaren Vorsprung berührt und hält, und der sphärische Abschnitt nach Art eines Sandwich zwi­ schen zwei Flächen des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes angeordnet ist.

2. Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt einen Führungsausnehmungsabschnitt hat, der an einem offenen Endabschnitt des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes zum Aufnehmen des ineingriffbringbaren Vorsprungs ausgeformt ist, und daß der Führungsausnehmungs­ abschnitt eine Öffnungsweite bzw. Breite hat, die größer als der größte Durchmesser des sphärisch gewölbten Abschnittes des ineingriffbringbaren Vorsprunges ist.

3. Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung zum Detektieren einer Drehung eines Lenkrades, die auf der Drehung eines ringförmigen Drehteiles basiert, das gemäß der Drehung des Lenkrades gedreht werden kann, mit:
einem ineingriffbringbaren Vorsprung, der an dem ringförmigen Drehteil an einer an das Lenkrad angrenzenden Position ausgeformt ist, wobei der ineingriffbringbare Vorsprung einen im wesentlichen sphärisch geformten Abschnitt aufweist, und
einem ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnitt, der an einer Position an dem Lenkrad ausgeformt ist, die der Position des ineingriffbringbaren Vorsprunges des ringförmigen Drehteiles entspricht, wobei eine Vertiefung des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes so ausgestaltet ist, daß, wenn der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt mit dem ineingriffbringbaren Vorsprung in Eingriff steht, der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt den ineingriffbringbaren Vorsprung berührt und hält, und der sphärische Abschnitt zwischen zwei Flächen des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes angeordnet ist.

4. Lenkraddrehwinkeldetektiervorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ineingriffbringbare Ausnehmungsabschnitt einen Führungsausnehmungsabschnitt hat, der an einem offenen Endabschnitt des ineingriffbringbaren Ausnehmungsabschnittes zum Aufnehmen des ineingriffbringbaren Vorsprungs ausgeformt ist, und daß der Führungsausnehmungs­ abschnitt eine Öffnungsweite bzw. Breite hat, die größer als der größte Durchmesser des sphärisch gewölbten Abschnittes des ineingriffbringbaren Vorsprunges ist.

5. Verbindungsmechanismus zwischen einem Lenkrad und einem Lenkraddrehwinkelsensor, mit:
einem Vorsprung, der sich entweder von einer Montagenabe des Lenkrades oder einem Drehteil des Sensors weg erstreckt; und
einer Ausnehmung, die entsprechenderweise entweder in der Montagenabe oder dem Drehteil ausgeformt ist, und in der der Vorsprung aufgenommen wird, wobei der Vorsprung aufweist:
einen Schaft; und
einen ineingriffbringbaren, sphärisch mit abgeschnittenen Bereichen geformten Abschnitt, bei dem ein erstes Teilstück entfernt wird, um eine erste ebene Fläche bereitzustellen, die mit dem zylindrischen Schaft verbunden ist, und bei dem ein zweites Teilstück entfernt wird, das direkt gegenüber dem ersten Teilstück liegt, um eine zweite ebene Fläche parallel zu der ersten ebenen Fläche mit gekrümmten bzw. gewölbten Seiten dazwischen zu schaffen.

6. Verbindungsmechanismus gemäß Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Breite der Ausnehmung und eine maximale Weite der gekrümmten Seiten des ineingriffbringbaren Abschnittes im wesentlichen gleich sind und der ineingriffbringbare Abschnitt in der Ausnehmung drehbar aufgenommen wird.

7. Verbindungsmechanismus gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung einen Hauptabschnitt zur Aufnahme des ineingriffbringbaren Abschnittes des Vorsprunges und einen Führungsabschnitt zum Führen des ineingriffbringbaren Abschnittes in den Hauptabschnitt aufweist.

8. Verbindungsmechanismus gemäß Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung axial zu einer Lenksäule ausgerichtet ist, an der die Montagenabe montiert ist.