DE19733719C1 - Fahrzeugniveaugeber und Verfahren zur Montage eines Fahrzeugniveaugebers - Google Patents

Fahrzeugniveaugeber und Verfahren zur Montage eines Fahrzeugniveaugebers

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Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugniveaugeber mit zwei beweglich zueinander angeordneten, miteinander über ein Kugelgelenk verbundenen Bauteilen, deren Lageänderung zueinander durch einen magnetoresistiven Sensor bestimmbar ist, der aus einem magnetfeldempfindlichen Fühler in dem ersten Bauteil und einem in dem zweiten Bauteil gegenüberliegend angeordneten Permanentmagneten besteht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage eines Fahrzeugniveaugebers aus zwei beweglich zueinander angeordneten Bauteilen, deren Lageänderung zueinander durch einen magnetoresistiven Sensor bestimmt wird, der in dem ersten Bauteil einen magnetempfindlichen Fühler und in dem zweiten Bauteil einen Permanentmagneten aufweist, bei dem die beweglich zueinander angeordneten Bauteile in ihre vorgesehene Sensor-Null-Lage gebracht und fixiert werden.
Solche Fahrzeugniveaugeber werden in Fahrzeugen beispielsweise genutzt, um die Relativstellung der Karosserie zur Achse in Längsrichtung des Fahrzeuges zu detektieren, insbesondere beim Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs bzw. bei Schlagwellen oder bei unterschiedlicher Beladung. Die Fahrzeugniveaugeber werden insbesondere als Teil einer dynamischen Leuchtweitenregulierung eingesetzt.
Aus der DE 43 09 226 A1 ist ein Fahrzeugniveaugeber bekannt, der zwei beweglich zueinander angeordnete, miteinander verbundene Bauteile aufweist, wobei das eine Bauteil mit dem Fahrzeugchassis und das andere Bauteil mit der Radaufhängung verbunden ist. Die Bauteile sind durch ein Kugelgelenk, das aus einer Kugelpfanne und einem in die Kugelpfanne eingesetzten Kugelkopf besteht, miteinander verbunden. Zur Bestimmung der Lageänderung zwischen den Bauteilen ist eine Meßeinrichtung, die einen magnetoresistiven Sensor aufweist, zwischen den beiden Bauteilen angeordnet. Der magnetoresistive Sensor besteht aus einem magnetfeldempfindlichen Fühler, der der Kugelpfanne des ersten Bauteiles, das als Gehäuse ausgebildet ist, vorgelagert ist und aus einem dem magnetfeldempfindlichen Fühler gegenüberliegend in den Kugelkopf des zweiten Bauteiles eingesetzten Permanentmagneten. Der bekannte Fahrzeugniveaugeber, der sich grundsätzlich bewährt hat, weist jedoch den Nachteil auf, daß aufgrund von Toleranzen des Permanentmagneten und von Toleranzen des magnetoresistiven Elementes der Fahrzeugniveaugeber mit einem unerwünschten Offsetfehler behaftet ist. Weiterhin ist es praktisch nicht möglich, in der Fertigung die Sensor-Null-Lage zu verändern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den bekannten Fahrzeugniveaugeber und ein Verfahren zur Montage des Fahrzeugniveaugebers so zu verbessern, daß ein Offsetfehler vermieden werden kann und daß in der Fertigung unterschiedliche Sensor-Null-Lagen eingestellt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
Durch die drehbare Lagerung des Permanentmagneten in dem zweiten Bauteil ist es möglich, bestehende Toleranzen des Permanentmagneten und des magnetoresistiven Elementes bzw. des magnetfeldempfindlichen Fühlers auszugleichen und einen entstehenden Offsetfehler zu verhindern. Durch die drehbare Lagerung des Permanentmagneten ist es zudem möglich, jede gewünschte Sensor-Null-Lage einzustellen. Durch das Einbetten des Permanentmagneten in ein Kunststoffteil ist eine einfache Montage und Justierung bzw. ein Abgleichen des Permanentmagneten bzw. des Kunststoffteiles möglich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ist der Permanentmagnet in ein Kunststoffteil eingebettet, das an seinem dem Permanentmagneten abgewandten Ende einen zylinderförmigen Ansatz aufweist, der an seinem freien Ende in Segmente aufgeteilt ist, die eine Zentralbohrung begrenzen. Das Kunststoffteil ist mit seinem zylinderförmigen Ansatz in eine Aufnahmebohrung des zweiten als Hebel ausgebildeten Bauteiles einsteckbar. Durch Eindrücken einer Kugel in die Zentralbohrung des Kunststoffteiles wird das Kunststoffteil in seiner Lage gegenüber dem zweiten Bauteil fixiert.
Dadurch, daß in die Zentralbohrung des Kunststoffteiles eine Kugel eindrückbar ist, wird der zylinderförmige Ansatz gespreizt und auf einfache Weise und sicher in dem zweiten Bauteil fixiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kugelgelenk von einer es umschließenden Dichtung abgedichtet. Das Kunststoffteil ist gegenüber der es umgebenden Aufnahmebohrung des zweiten Bauteiles durch einen Dichtring, beispielsweise eine Schnurringdichtung, abgedichtet. Dadurch werden Kugelgelenk und magnetoresistiver Sensor vor Schmutz und vor Beschädigungen durch Eindringen von Flüssigkeit geschützt.
Nachteilig bei dem aus der DE 43 09 226 A1 bekannten Verfahren zur Montage eines Fahrzeugniveaugebers ist, das nach der Montage des Fahrzeugniveaugebers, also nach dem Fixieren der beiden beweglich zueinander angeordneten Bauteile in ihrer vorgesehenen Sensor-Null-Lage ein mechanischer Abgleich zum Vermeiden von Offsetfehlern nicht möglich ist.
Auch ist es nicht möglich, unterschiedliche Sensor-Null-Lagen einzustellen.
Durch das Einbetten des Permanentmagneten in ein Kunststoffteil, das in eine entsprechende Aufnahmebohrung des zweiten Bauteiles eingesteckt wird und nach Einstellen des Null-Lagen-Signals in dem zweiten Bauteil fixiert wird, ist eine einfache Montage und ein einfacher mechanischer Abgleich möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird durch Eindrücken einer Kugel in das Kunststoffteil, dessen Außendurchmesser gespreizt und das Kunststoffteil im zweiten Bauteil fixiert.
Durch das Eindrücken einer Kugel in das Kunststoffteil ist eine besonders einfache und sichere Fixierung des Kunststoffteiles bzw. des Permanentmagneten in dem zweiten Bauteil möglich.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: Eine Seitenansicht eines Fahrzeugniveaugebers im Schnitt in vergrößerter Darstellung und.
Fig. 2: eine Draufsicht auf einen Fahrzeugniveaugeber in vergrößerter Darstellung.
Ein Fahrzeugniveaugeber (1) besteht im wesentlichen aus einem ersten Bauteil (2) und einem mit dem Bauteil (2) verbundenen zweiten Bauteil (3) sowie einem magnetoresistiven Sensor (4).
Das erste Bauteil (2) ist als ein Gehäuse (5) ausgebildet und weist an seinem dem zweiten Bauteil (3) zugewandten Ende eine Kugelpfanne (6) auf, in der das als Hebel (7) ausgebildete zweite Bauteil (3) mit einem Kugelkopf (8) beweglich gelagert ist.
Die Kugelpfanne (6) umschließt den Kugelkopf (8) soweit, daß Kugelkopf (8) und Kugelpfanne (6) einrastend miteinander verbunden sind.
Der magnetoresistive Sensor (4) besteht aus einem magnetfeldempfindlichen Fühler (9) und einem Permanentmagneten (10).
Der magnetfeldempfindliche Fühler (9) ist auf der dem zweiten Bauteil (3) abgewandten Seite in einem Gehäuseinnenraum (11) der Kugelpfanne (6) vorgelagert. Der magnetfeldempfindliche Fühler (9) ist dabei auf einer Platine (12), die die für den magnetoresistiven Sensor (4) erforderliche Schaltungsanordnung aufweist, angeordnet. Die Platine (12) ist über eine elektrische Leitung (13) mit einem elektrischen Steckverbinder (14) verbunden. Die Platine (12) ist mit dem elektrischen Steckverbinder (14) auf einem Einsatz (15) befestigt, der selbstrastend mit dem Gehäuse (5) verbunden ist.
Der Permanentmagnet (10) ist in ein Kunststoffteil (16) eingebettet, das an seinem dem Permanentmagneten (10) abgewandten Ende einen zylinderförmigen Ansatz (17) mit einer Zentralbohrung (18), die in Richtung einer Längsachse (19) verläuft, aufweist. An seinem freien Ende ist der zylinderförmige Ansatz (17) durch zwei kreuzförmig angeordnete Schnitte in vier Segmente (20) aufgeteilt. Das Kunststoffteil (16) ist in einer entsprechenden Aufnahmebohrung (21) des Kugelkopfes (8) drehbar gelagert. Dabei sind die Segmente (20) so ausgebildet, daß sie die Aufnahmebohrung (21) des Kugelkopfes (8) bzw. des Hebels (7) mit einem überstehenden Rand (22) hintergreifen. Mit einem Dichtring (23) ist das Kunststoffteil (16) in der Aufnahmebohrung (21) gegenüber dem Kugelkopf (8) abgedichtet. Der Permanentmagnet (10) ist so in dem Kunststoffteil (16) angeordnet bzw. das Kunststoffteil (16) ist so in dem Kugelkopf (8) angeordnet, daß Permanentmagnet (10) und magnetfeldempfindlicher Fühler (9) einander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine in die Zentralbohrung (18) eingedrückte Kugel (24) spreizt den zylinderförmigen Ansatz (17) soweit auseinander, daß das Kunststoffteil (16) in dem Kugelkopf (8) fixiert wird. Das Kugelgelenk (6, 8) wird von einer es umschließenden Dichtung (25) abgedichtet. Das erste Bauteil (2) bzw. das Gehäuse (5) kann über eine Befestigung (26) mit einem Fahrzeugchassis verbunden werden, während das freie Ende des zweiten Bauteiles (3) bzw. des Hebels (7) mit einer Fahrzeugachse bzw. Radaufhängung verbunden werden kann.
Zur Montage des Fahrzeugniveaugebers (1) wird das Kunststoffteil (16) zusammen mit dem Dichtring (23) in die Aufnahmebohrung (21) des Kugelkopfes (8) gesteckt, so daß es einrastet. Der Kugelkopf (8) des Hebels (7) wird in die Kugelpfanne (6) eingesetzt, so daß Kugelpfanne (6) und Kugelkopf (8) rastend miteinander verbunden werden. Vorher wird die das Kugelgelenk (6, 8) umschließende Dichtung (25) über die Kugelpfanne (6) geschoben, so daß nach Einrasten des Kugelkopfes (8) das Kugelgelenk (6, 8) abgedichtet ist.
Der Hebel (7) wird zum Gehäuse (5) in der vorgesehenen Sensor-Null-Lage fixiert, beispielsweise in einem Winkel von 44°. Anschließend wird der Permanentmagnet (10) durch Drehung des Kunststoffteiles (16) so lange gedreht, bis an einem Sensorausgang die vorgesehene Sensorspannung anliegt.
Durch Eindrücken bzw. Einpressen der Kugel (24) in die Zentralbohrung des Kunststoffteiles (16) wird der Permanentmagnet (10) bzw. das Kunststoffteil (16) in der justierten bzw. abgeglichenen Lage fixiert.

Claims (9)

1. Fahrzeugniveaugeber mit zwei beweglich zueinander angeordneten, miteinander über ein Kugelgelenk verbundenen Bauteilen, deren Lageänderung zueinander durch einen magnetoresistiven Sensor bestimmbar ist, der aus einem magnetfeldempfindlichen Fühler in dem ersten Bauteil und einem in dem zweiten Bauteil gegenüberliegend angeordneten Permanentmagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (10) in ein Kunststoffteil (16) eingebettet ist, wobei das Kunststoffteil (10) in das zweite Bauteil (3) einsteckbar, drehbar gelagert und in einer ausgewählten Stellung fixierbar ist.
2. Fahrzeugniveaugeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (16) an seinem dem Permanentmagneten (10) abgewandten Ende einen zylinderförmigen Ansatz (17) aufweist, der an seinem freien Ende in Segmente (20) aufgeteilt ist, die eine Zentralbohrung (18) begrenzen, in die eine Kugel (24) so eindrückbar ist, daß der zylinderförmige Ansatz (17) in einer ihn umgebenden Aufnahmebohrung (21) des zweiten Bauteiles (3) fixierbar ist.
3. Fahrzeugniveaugeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (20) so ausgebildet sind, daß sie die Aufnahmebohrung (21) des zweiten Bauteiles (3) mit einem überstehenden Rand (22) hintergreifen.
4. Fahrzeugniveaugeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (3) als rechtwinklig zur Sensorachse (27) angeordneter Hebel (7) ausgebildet ist, an dessem ersten Ende ein Kugelkopf(8) angeordnet ist, der zusammen mit einer am ersten als Gehäuse (5) ausgebildeten Bauteil (2) angeordneten Kugelpfanne (6) das Kugelgelenk (6, 8) bildet.
5. Fahrzeugniveaugeber nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk (6, 8) von einer es umschließenden Dichtung (25) abgedichtet ist.
6. Fahrzeugniveaugeber nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (17) gegenüber der es umgebenden Aufnahmebohrung (21) durch einen Dichtring (23) abgedichtet ist.
7. Verfahren zur Montage eines Fahrzeugniveaugebers aus zwei beweglich zueinander angeordneten Bauteilen, deren Lageänderung zueinander durch einen magnetoresistiven Sensor bestimmt wird, der in dem ersten Bauteil einen magnetempfindlichen Fühler und in dem zweiten Bauteil einen Permanentmagneten aufweist, bei dem die beweglich zueinander angeordneten Bauteile in ihre vorgesehene Sensor-Null-Lage gebracht und fixiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (10) zum mechanischen Abgleich in dem zweiten Bauteil (3) gedreht wird, bis ein vorgesehenes Null-Lagen-Signal an einem Ausgang des Sensors (4) anliegt und anschließend der Permamentmagnet (10) im zweiten Bauteil (3) fixiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffteil (16), in das der Permanentmagnet (10) eingebettet ist, in dem zweiten Bauteil (3) zum Einstellen des Null-Lagen-Signals gedreht und fixiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Eindrücken einer Kugel (24) in das Kunststoffteil (16) der Außendurchmesser des zylinderförmigen Ansatzes (17) gespreizt und das Kunststoffteil (16) im zweiten Bauteil (3) fixiert wird.
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