WO2021233622A1 - Sensorkomponente, lager mit einer solchen sensorkomponente und verbindung einer ersten fahrwerkkomponente mit einem solchen lager mit einer weiteren fahrwerkkomponente - Google Patents

Sensorkomponente, lager mit einer solchen sensorkomponente und verbindung einer ersten fahrwerkkomponente mit einem solchen lager mit einer weiteren fahrwerkkomponente Download PDF

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WO2021233622A1 PCT/EP2021/060203 EP2021060203W WO2021233622A1 WO 2021233622 A1 WO2021233622 A1 WO 2021233622A1 EP 2021060203 W EP2021060203 W EP 2021060203W WO 2021233622 A1 WO2021233622 A1 WO 2021233622A1
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screw
sensor
screw head
bearing
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Tim HOLTHAUS
Josef Holtheide
Julian Stratmann
Hermann Frye
Florian Bäumer
Laurence Schippmann
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the invention relates to a sensor component with a magnetic field sensor for interacting with at least one magnet and with a component structure, the magnetic field sensor being arranged on and / or in the component structure.
  • the invention also relates to a bearing for a first chassis component of a vehicle with an inner sleeve and an outer sleeve, an elastomer layer being arranged between the inner sleeve and the outer sleeve, and with at least one magnet that interacts with a sensor component mentioned at the beginning.
  • the invention relates to a connection of a first chassis component to a further chassis component, the first chassis component having an aforementioned bearing.
  • a bearing with an inner sleeve and an outer sleeve and an elastomer layer arranged between the inner sleeve and the outer sleeve is known.
  • Two sensors are embedded in the inner sleeve, the outer sides of the sensors completing an outer contour of the inner sleeve.
  • sensors are fastened by means of a material connection, for example by means of an adhesive, in a recess in the outer circumference of the inner sleeve formed to correspond to the sensors.
  • a sensor component is known from DE 10 2017 208 410 B3, which is received in a recess of a joint housing.
  • the sensor component is formed like a plug, at least according to the figures.
  • an alternative embodiment is to be provided.
  • the sensor component has a magnetic field sensor for interacting with at least one magnet.
  • the magnetic field sensor is designed as a Hall sensor.
  • the sensor component has a component structure. A shape and / or contour or outer contour of the sensor component is preferably predetermined or defined by means of the component structure.
  • the component structure is designed as a sensor housing for the sensor component.
  • the magnetic field sensor is arranged on and / or in the component structure. In particular, the magnetic field sensor is held, fastened or fixed on and / or in the component structure.
  • the component structure is designed as a screw for producing a screw connection.
  • the magnetic field sensor can be arranged in a simple manner in sufficient proximity to the at least one magnet.
  • the sensor component preferably has a dual function.
  • the magnetic field sensor is provided by means of the sensor component to interact with the at least one magnet.
  • the sensor component can be used like a conventional screw to create a screw connection. For example, if a screw is required to attach a bearing to a Fahrtechnikkom component, a sensor component according to the invention can now be used instead of a conventional screw. This means that an additional component for arranging the magnetic field sensor can be dispensed with.
  • the component structure preferably has a screw head and a screw bolt.
  • the screw head and the screw-in bolt are connected to one another to form a one-piece component structure.
  • the screw head and the screw-in bolt can merge into one another in one piece.
  • the screw head has a larger outer diameter than the screw-in bolt.
  • the screw head can have a stop or stop collar. Screwing in of the component structure can be limited by means of the stop or stop collar.
  • the magnetic field sensor is angeord net and / or embedded within the screw head or within the screw-in bolt. In particular, if the magnetic field sensor is embedded in the screw head or within the screw-in bolt, it is completely encapsulated in relation to the environment. In this way, undesired contamination or damage to the magnetic field sensor, for example due to dirt particles or moisture, can be avoided.
  • the screw-in bolt or at least a section of the screw-in bolt has an external thread.
  • the external thread enables the sensor component or the component structure to be screwed into a correspondingly designed internal thread.
  • the one screw bolt has a first cylinder section and a second cylinder section.
  • the first cylinder section may not have an external thread, while the second cylinder section has an external thread.
  • the first cylinder section is preferably net angeord between the screw head and the second cylinder section.
  • the second cylinder section is arranged at an end of the first cylinder section facing away from the screw head.
  • the magnetic field sensor is arranged in and / or on the first cylinder section.
  • the screw head has a data line which, on the one hand, is connected to the magnetic field sensor and, on the other hand, is led out of the screw head for connection to an evaluation unit.
  • the data line is routed to the outside radially to a central longitudinal axis of the sensor component or the component structure.
  • the screw-in bolt has the data line and this on the one hand is connected to the magnetic field sensor and, on the other hand, the data line is led out of the screw-in bolt for connection to the evaluation unit.
  • the data line is led out of the screw-in bolt from a side facing away from the screw head.
  • the screw head has a screw head cap or a screw head cap is assigned to the screw head and can be or is connected to the screw head.
  • the screw head cap can be attached to the screw head in a detachable and / or pluggable manner.
  • the screw head cap can have the data line, which on the one hand is connected to the magnetic field sensor and on the other hand is led out of the screw head and / or the screw head cap for connection to the evaluation unit.
  • the screw head cap can be designed as a separate component.
  • the component structure can first be screwed in together with the magnetic field sensor. After the screw connection has been made, the screw head cap can be arranged on the screw head to complete the sensor component. This can be done for example by means of a snap and / or latch connection.
  • the magnetic field sensor can be connected to the data line at the same time.
  • a bearing for a first chassis component of a vehicle with an inner sleeve and an outer sleeve is particularly advantageous, an elastomer layer being arranged between the inner sleeve and the outer sleeve, and with at least one magnet that interacts with a sensor component according to the invention.
  • the component structure of the sensor component designed as a screw, extends through a through opening in the inner sleeve for connection to another chassis component.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle.
  • a chassis component can be a handlebar, a handlebar component, a wheel carrier, a tie rod, an axle carrier or the like.
  • the bearing can be arranged in the first chassis component, preferably in a bearing receptacle of the chassis component.
  • the outer sleeve is in the Mounted bearing mount of the first chassis component, in particular pressed in.
  • the sensor component and / or the bearing is used or arranged in a chassis of a vehicle.
  • bearings can be used to articulate chassis components with one another or with the vehicle structure or an axle carrier attached to it.
  • the inner sleeve and / or the outer sleeve can be embodied at least essentially as a hollow cylinder in this way.
  • the bearing is isaded det as a rubber bearing.
  • Such a rubber mount can, for. Can be used, for example, as an articulated or rotatable attachment of the first chassis component to a further chassis component, a vehicle body, a vehicle body or an axle beam.
  • the elastomer layer is formed from an elastomer material or a rubber material.
  • the elastomer layer can be ring-like or ring-shaped.
  • a space between the outer sleeve and the inner sleeve is preferably completely filled with the elastomer material of the elastomer layer.
  • the magnet, the magnetic field sensor and the sensor component can be part of a sensor device.
  • the sensor device is designed as an angle measuring device.
  • the angle measuring device can furthermore have an evaluation unit which evaluates the data from the magnetic field sensor.
  • an angle and / or a rotation of the inner sleeve in relation to the outer sleeve and / or to the first chassis component can be detected and / or determined by means of the angle measuring device. This can be used to determine level information of the chassis and / or the vehicle body in relation to a roadway.
  • the component structure has a screw head and a screw-in bolt, the magnetic field sensor being arranged within the screw-in bolt and within the through opening of the inner sleeve.
  • the magnetic field sensor can thus be arranged in a simple manner within the bearing. This makes it possible, on the one hand, to arrange the magnetic field sensor as close as possible to the at least one magnet.
  • the magnetic field sensor is due to the arrangement within the passage opening of the inner sleeve additionally protected from environmental influences such as contamination or moisture.
  • an outside of the screw-in bolt of the component structure is arranged within the through opening of the inner sleeve in a manner free from contact with an inside of the through opening.
  • a free gap or an air gap is formed between the outside of the screw-in bolt and the inside of the passage opening.
  • the at least one magnet can be arranged in or on the elastomer layer, the outer sleeve and / or the first chassis component.
  • a single magnet can be arranged on the outer sleeve of the bearing.
  • a single magnet or a plurality of magnets can be arranged within the elastomer layer.
  • a connection of a first chassis component with a further chassis component is particularly advantageous, the first chassis component having a bearing according to the invention.
  • the connection is designed as a screw connection.
  • the first chassis component is connected to the further chassis component by means of the component structure of the sensor component, which is designed as a screw. Due to the articulated and / or rotatable bearing, the first chassis component can be connected to the further chassis component in an articulated and / or rotatable manner.
  • the sensor component realizes a conventional screw function for producing a screw connection between the first chassis component and the further chassis component.
  • the magnetic field sensor is sufficiently close by means of the sensor component the at least one magnet and at the same time protected from environmental influences on or in the warehouse.
  • the bearing and / or the connection is preferably developed in accordance with the configurations explained in connection with the inventive sensor component described here. Furthermore, the sensor component described here can be developed in accordance with the configurations explained in connection with the bearing and / or with the connection.
  • Fig. 1 is a sectional side view of a sensor component according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional side view of the sensor component according to the invention according to FIG. 1 in a first bearing according to the invention and for establishing a connection according to the invention, and
  • FIG. 3 is a sectional side view of the sensor component according to the invention according to FIG. 1 in a further bearing according to the invention and for producing a connection according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sectional side view of a sensor component 1 according to the invention.
  • the sensor component 1 has a magnetic field sensor 2. Furthermore, the sensor component 1 has a component structure 3.
  • the magnetic field sensor 2 is arranged within the component structure 3.
  • the shape of the sensor component 1 is fixed by means of the component structure 3.
  • the component structure 3 forms a type of sensor housing of the sensor component 1.
  • the component structure 3 is designed as a screw for producing a screw connection.
  • the component structure 3 has a screw head 4 and a screw-in bolt 5.
  • the screw-in bolt 5 is formed in one piece with the screw head.
  • the magnetic field sensor 2 is arranged within the screw bolt 5.
  • the magnetic field sensor 2 is embedded here, for example, in the screw-in bolt 5, as a result of which the magnetic field sensor 2 is encapsulated against external environmental influences.
  • the screw-in bolt 5 has a first cylinder section 6 and a second cylinder section 7.
  • the first cylinder section 6 is arranged between the screw head 4 and the second cylinder section 7.
  • the screw head 4 and the second cylinder section 7 are arranged at two ends of the first cylinder section 6 facing away from one another.
  • the second cylinder section 7 has an external thread 8.
  • the first cylinder section 6 is formed in this embodiment without an external thread.
  • the magnetic field sensor 2 is net angeord within the first cylinder section 6 here.
  • the screw head 4 has a data line 9.
  • the data line 9 is connected on the one hand to the magnetic field sensor 2 and on the other hand is led out of the screw head 4 for connection to an evaluation unit not shown here.
  • the data line 9 is led out of the screw head 4 radially to a central longitudinal axis 10 of the sensor component 1 or the component structure 3.
  • the screw head 4 has a stop 11.
  • the stop 11 is designed as a stop collar.
  • the screw head 4 or the stop 11 has a larger outer diameter than the screw-in bolt 5.
  • the stop 11 is net angeord immediately adjacent to the screw-in bolt 5. In the area of the stop 11, the screw head 4 goes into the screw-in bolt 5.
  • the stop 11 has a stop surface 12.
  • the stop surface 12 faces the screw-in bolt 5. Furthermore, the stop surface 12 is rectangular aligned with the central longitudinal axis 10. By means of the stop 11 or the stop surface 12, a maximum screw-in depth of the sensor component 1 is limited in a cor responding to the external thread 8 not shown here internal thread.
  • the screw head 4 has a screw head cap 13 or a screw head cap 13 on the screw head 4 is angeord net.
  • the screw head cap 13 has the data line 9.
  • the screw head cap 13 is detachable or connected to the screw head 4 by means of a snap and / or latching connection.
  • the component structure 3 can be screwed into a correspondingly designed internal thread by means of the external thread 8.
  • the screw head 4 can not yet have the screw head cap 13. Only after the component structure 3 has been screwed in can the screw head cap 13 be attached to the component structure 3 or the screw head 4. This reduces the risk of undesired damage to the data line 9 while it is being screwed in.
  • FIG. 2 shows a sectional side view of the sensor component 1 according to the invention according to FIG. 1 in a first bearing 14 according to the invention and for producing a connection 15 according to the invention.
  • the connection 15 is designed as a screw connection.
  • the bearing 14 has an inner sleeve 16 and an outer sleeve 17.
  • the inner sleeve 16 and the outer sleeve 17 are formed like a hollow cylinder and in this Ausry approximately example made of a metal.
  • An elastomer layer 18 is arranged between the inner sleeve 16 and the outer sleeve 17.
  • the elastomer layer 18 is formed from an elastomer material.
  • the elastomer layer 18 is formed from a rubber material.
  • the first bearing 14 is implemented accordingly as a rubber bearing.
  • the elastomer layer 18 connects an inside of the outer sleeve 17 to an outside of the inner sleeve 16.
  • the inner sleeve 16 has a through opening 19 which is formed approximately as a hollow cylinder in this Ausry.
  • the bearing 14 is arranged or pressed in in a bearing receptacle 20 of a first chassis component 21.
  • the first chassis component 21 or the bearing 14 is connected to a further chassis component 22 by means of the component structure 3 of the sensor component 1, which is designed as a screw.
  • the outer thread 8 of the screw-in bolt 5 is screwed into a correspondingly formed inner thread 23 of the further chassis component 22.
  • the component structure 3 is screwed into the internal thread 23 until the stop 11 or the stop surface 12 strikes an end face of the inner sleeve 16.
  • an outer side or an outer circumference of the screw-in bolt 5 of the component structure 3 is arranged within the through-opening 19 without contact with the inner side of the through-opening 19.
  • the magnetic field sensor 2 is also net angeord within the through opening 19.
  • the bearing 14 has a magnet 24.
  • the magnet 24 is arranged in the outer sleeve 17.
  • the magnet 24 can be arranged on the first chassis component 21 or at least partially within the elastomer layer 16.
  • the magnet 24 interacts with the magnetic field sensor 2.
  • FIG. 3 shows a sectional side view of the sensor component 1 according to the invention according to FIG. 1 in a further bearing 25 according to the invention and for establishing the connection 15 according to the invention.
  • the structure and mode of operation of the further bearing 25 largely corresponds to the first bearing 14 according to FIG of repetitions, reference is also made to the previous description.
  • the bearing 25 according to FIG. 3 has a plurality of magnets 26.
  • the plurality of magnets 26 are arranged within the elastomer layer 18.
  • the multiple magnets 26 are completely embedded in the elastomer material of the elastomer layer 18.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Sensorkomponente (1) mit einem Magnetfeldsensor (2) zum Zusammenwirken mit mindestens einem Magnet (24, 26) und mit einer Komponentenstruktur (3), wobei der Magnetfeldsensor (2) an und/oder in der Komponentenstruktur (3) angeordnet ist. Um den Herstellungsaufwand und/oder Montageaufwand zu reduzieren und/oder den Magnetfeldsensor (2) auf einfache Weise möglichst nah an dem mindestens einen Magnet (24, 26) anordnen zu können, ist die Sensorkomponeten (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Komponentenstruktur (3) als eine Schraube zum Herstellen einer Schraubverbindung (15) ausgebildet ist.

Description

Sensorkomponente, Lager mit einer solchen Sensorkomponente und Verbindung einer ersten Fahrwerkkomponente mit einem solchen Lager mit einer weiteren Fahr werkkomponente
Die Erfindung betrifft eine Sensorkomponente mit einem Magnetfeldsensor zum Zu sammenwirken mit mindestens einem Magnet und mit einer Komponentenstruktur, wobei der Magnetfeldsensor an und/oder in der Komponentenstruktur angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Lager für eine erste Fahrwerkkomponente eines Fahrzeugs mit einer Innenhülse und einer Außenhülse, wobei zwischen der Innenhülse und der Außenhülse eine Elastomerschicht angeordnet ist, und mit min destens einem Magnet, der mit einer eingangs genannten Sensorkomponente zu sammenwirkt. Schließlich betrifft die Erfindung eine Verbindung einer ersten Fahr werkkomponente mit einer weiteren Fahrwerkkomponente, wobei die erste Fahr werkkomponente ein vorstehend genanntes Lager aufweist.
Aus der DE 102 55234 A1 ist ein Lager mit einer Innenhülse und einer Außenhülse sowie einer zwischen der Innenhülse und der Außenhülse angeordneten Elastomer schicht bekannt. Hierbei umgeben mehrere Magnete, die einen Polring bilden, ringar tig die Elastomerschicht. In die Innenhülse sind zwei Sensoren eingebettet, wobei die Außenseiten der Sensoren eine Außenkontur der Innenhülse vervollständigen. Übli cherweise werden derartige Sensoren mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, bei spielsweise mittels eines Klebemittels, in einer korrespondierend zu den Sensoren ausgebildeten Vertiefung im Außenumfang der Innenhülse befestigt.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2017 208 410 B3 der Einsatz einer Sensorkompo nente bekannt, die in einer Ausnehmung eines Gelenkgehäuses aufgenommen ist. Hierbei ist die Sensorkomponente zumindest gemäß den Figuren propfenartig aus gebildet.
Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Sensorkomponente, ein Lager und/oder eine Verbindung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwi ckeln, dass der Herstellungsaufwand und/oder Montageaufwand reduziert ist und/oder dass der Magnetfeldsensor auf einfache Weise möglichst nah an dem min- destens einen Magnet angeordnet werden kann. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Sensorkomponente nach Anspruch 1 , einem Lager nach Anspruch 6 und/oder mittels einer Verbindung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Die Sensorkomponente weist einen Magnetfeldsensor zum Zusammenwirken mit mindestens einem Magnet auf. Beispielsweise ist der Magnetfeldsensor als ein Hall- Sensor ausgebildet. Des Weiteren weist die Sensorkomponente eine Komponenten struktur auf. Vorzugsweise ist mittels der Komponentenstruktur eine Gestalt und/oder Kontur bzw. Außenkontur der Sensorkomponente vorgegeben oder festgelegt. Insbesondere ist die Komponentenstruktur als ein Sensorgehäuse der Sensorkom ponente ausgebildet. Der Magnetfeldsensor ist an und/oder in der Komponenten struktur angeordnet. Insbesondere ist der Magnetfeldsensor an und/oder in der Komponentenstruktur gehalten, befestigt oder fixiert. Des Weiteren ist die Kompo nentenstruktur als eine Schraube zum Herstellen einer Schraubverbindung ausgebil det.
Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund der Ausbildung der Komponentenstruktur als eine Schraube der Magnetfeldsensor auf einfache Weise in einer hinreichenden Nä he zu dem mindestens einem Magnet angeordnet werden kann. Vorzugsweise über nimmt die Sensorkomponente eine Doppelfunktion. So wird mittels der Sensorkom ponente zum einen der Magnetfeldsensor zum Zusammenwirken mit dem mindes tens einen Magnet bereitgestellt. Zum anderen kann die Sensorkomponente wie eine übliche Schraube zum Herstellen einer Schraubverbindung genutzt werden. Wird beispielsweise eine Schraube zum Befestigen eines Lagers an einer Fahrwerkkom ponente benötigt, kann nunmehr anstelle einer üblichen Schraube eine erfindungs gemäße Sensorkomponente eingesetzt werden. Hierdurch kann auf ein zusätzliches Bauteil zum Anordnen des Magnetfeldsensors verzichtet werden. Vorzugsweise weist die Komponentenstruktur einen Schraubenkopf und einen Ein schraubbolzen auf. Insbesondere sind der Schraubenkopf und der Einschraubbolzen zum Ausbilden einer einstückigen Komponentenstruktur miteinander verbunden. Mit anderen Worten können der Schraubenkopf und der Einschraubbolzen einstückig ineinander übergehen. Insbesondere hat der Schraubenkopf einen größeren Außen durchmesser als der Einschraubbolzen. Der Schraubenkopf kann einen Anschlag oder Anschlagkragen aufweisen. Mittels des Anschlags oder Anschlagkragens kann ein Einschrauben der Komponentenstruktur begrenzt werden. Innerhalb des Schrau benkopfs oder innerhalb des Einschraubbolzens ist der Magnetfeldsensor angeord net und/oder eingebettet. Insbesondere ist der Magnetfeldsensor bei einer Einbet tung in den Schraubenkopf oder innerhalb des Einschraubbolzens vollständig ge genüber der Umgebung gekapselt. Hierdurch kann eine unerwünschte Verunreini gung oder Beschädigung des Magnetfeldsensors beispielsweise durch Schmutzpart ikel oder Feuchtigkeit vermieden werden.
Insbesondere weist der Einschraubbolzen oder mindestens ein Abschnitt des Ein schraubbolzens ein Außengewinde auf. Mittels des Außengewindes ist ein Ein schrauben der Sensorkomponente bzw. der Komponentenstruktur in ein korrespon dierend ausgebildetes Innengewinde ermöglicht. Vorzugsweise weist der Ein schraubbolzen einen ersten Zylinderabschnitt und einen zweiten Zylinderabschnitt auf. Der erste Zylinderabschnitt kann kein Außengewinde aufweisen, während der zweite Zylinderabschnitt ein Außengewinde hat. Vorzugsweise ist der erste Zylinder abschnitt zwischen dem Schraubenkopf und dem zweiten Zylinderabschnitt angeord net. Mit anderen Worten ist der zweite Zylinderabschnitt an einem von dem Schrau benkopf abgewandten Ende des ersten Zylinderabschnitts angeordnet. Insbesondere ist der Magnetfeldsensor in und/oder an dem ersten Zylinderabschnitt angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Schraubenkopf eine Datenleitung auf, die einerseits mit dem Magnetfeldsensor verbunden ist und andererseits aus dem Schraubenkopf zum Verbinden mit einer Auswerteeinheit nach außen herausge führt ist. Insbesondere ist die Datenleitung radial zu einer Mittellängsachse der Sen sorkomponente bzw. der Komponentenstruktur nach außen geführt. Alternativ ist denkbar, dass der Einschraubbolzen die Datenleitung aufweist und diese einerseits mit dem Magnetfeldsensor verbunden ist und die Datenleitung andererseits aus dem Einschraubbolzen zum Verbinden mit der Auswerteeinheit nach außen herausgeführt ist. Insbesondere ist die Datenleitung aus einer von dem Schraubenkopf abgewand ten Seite aus dem Einschraubbolzen herausgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Schraubenkopf eine Sch rauben kopfkappe auf oder eine Schraubenkopfkappe ist dem Schraubenkopf zugeordnet und mit dem Schraubenkopf verbindbar bzw. verbunden. Die Schraubenkopfkappe kann lösbar und/oder steckbar an dem Schraubenkopf befestigt sein. Die Schraubenkopfkappe kann die Datenleitung aufweisen, die einerseits mit dem Magnetfeldsensor verbun den ist und andererseits aus dem Schraubenkopf und/oder der Schraubenkopfkappe zum Verbinden mit der Auswerteeinheit nach außen herausgeführt ist. Die Schrau benkopfkappe kann als ein eigenständiges Bauteil ausgebildet sein. Somit kann zu nächst die Komponentenstruktur zusammen mit dem Magnetfeldsensor einge schraubt werden. Nach dem Herstellen der Schraubverbindung kann die Schrauben kopfkappe zum Vervollständigen der Sensorkomponente an dem Schraubenkopf an geordnet werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Schnapp- und/oder Rast verbindung erfolgen. Des Weiteren kann hierbei zugleich der Magnetfeldsensor mit der Datenleitung verbunden werden.
Von besonderem Vorteil ist ein Lager für eine erste Fahrwerkkomponente eines Fahrzeugs mit einer Innenhülse und einer Außenhülse, wobei zwischen der Innen hülse und der Außenhülse eine Elastomerschicht angeordnet ist, und mit mindestens einem Magnet, der mit einer erfindungsgemäßen Sensorkomponente zusammen wirkt. Hierbei erstreckt sich die als Schraube ausgebildete Komponentenstruktur der Sensorkomponente durch eine Durchgangsöffnung der Innenhülse zum Verbinden mit einerweiteren Fahrwerkkomponente.
Insbesondere ist das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Bei einer Fahr werkkomponente kann es sich um einen Lenker, ein Lenkerbauteil, einen Radträger, eine Spurstange, einen Achsträger oder dergleichen handeln. Das Lager kann in der ersten Fahrwerkkomponente, vorzugsweise in einer Lageraufnahme der Fahrwerk komponente angeordnet werden oder sein. Vorzugsweise ist die Außenhülse in der Lageraufnahme der ersten Fahrwerkkomponente befestigt, insbesondere einge presst. Insbesondere wird die Sensorkomponente und/oder das Lager in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs verwendet oder angeordnet. Lager können im Fahrwerk dazu dienen, Fahrwerkkomponenten gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeug aufbau oder einem daran befestigten Achsträger zu verbinden.
Die Innenhülse und/oder die Außenhülse kann zumindest im Wesentlichen hohlzylin derartig ausgebildet sein. Insbesondere ist das Lager als ein Gummilager ausgebil det. Ein solches Gummilager kann z. B. als eine gelenkige oder drehbare Befesti gung der ersten Fahrwerkkomponente an einerweiteren Fahrwerkkomponente, ei nem Fahrzeugaufbau, einer Fahrzeugkarosserie odereinem Achsträger verwendet werden. Insbesondere ist die Elastomerschicht aus einem Elastomermaterial oder einem Gummimaterial gebildet. Die Elastomerschicht kann ringartig oder ringförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise wird ein Raum zwischen der Außenhülse und der Innenhülse vollständig mit dem Elastomermaterial der Elastomerschicht ausgefüllt.
Der Magnet, der Magnetfeldsensor und die Sensorkomponente können Bestandteil einer Sensoreinrichtung sein. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung als eine Win kelmesseinrichtung ausgebildet. Die Winkelmesseinrichtung kann des Weiteren eine Auswerteeinheit aufweisen, die die Daten des Magnetfeldsensors auswertet. Insbe sondere ist mittels der Winkelmesseinrichtung ein Winkel und/odereine Verdrehung der Innenhülse in Bezug zur Außenhülse und/oder zur ersten Fahrwerkkomponente erfassbar und/oder bestimmbar. Hiermit kann eine Höhenstandsinformation des Fahrwerks und/oder des Fahrzeugaufbaus in Bezug zu einer Fahrbahn bestimmt werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Komponentenstruktur einen Schraubenkopf und einen Einschraubbolzen auf, wobei der Magnetfeldsensor innerhalb des Ein schraubbolzens und innerhalb der Durchgangsöffnung der Innenhülse angeordnet ist. Somit ist der Magnetfeldsensor auf einfache Weise innerhalb des Lagers anordenbar. Hierdurch ist es zum einen ermöglicht, den Magnetfeldsensor möglichst nahe an dem mindestens einen Magnet anzuordnen. Zum anderen ist der Magnet feldsensor aufgrund der Anordnung innerhalb der Durchgangsöffnung der Innenhülse zusätzlich vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Verunreinigungen oder Feuch tigkeit, geschützt.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Außenseite des Einschraubbolzens der Komponentenstruktur innerhalb der Durchgangsöffnung der Innenhülse kontakt frei zu einer Innenseite der Durchgangsöffnung angeordnet. Insbesondere ist zwi schen der Außenseite des Einschraubbolzens und der Innenseite der Durchgangs öffnung ein freier Spalt oder ein Luftspalt gebildet. Hierdurch kann eine unerwünsch te Übertragung von Belastungen und/oder Verformungen über die Innenhülse auf den Einschraubbolzen und/oder den Magnetfeldsensor vermieden oder zumindest reduziert werden. Insbesondere ist ein Abschnitt des Einschraubbolzens mit einem Außengewinde in ein korrespondierend zu dem Außengewinde ausgebildetes Innen gewinde der weiteren Fahrwerkkomponente eingeschraubt oder einschraubbar.
Der mindestens eine Magnet kann in oder an der Elastomerschicht, der Außenhülse und/oder der ersten Fahrwerkkomponente angeordnet sein. Beispielsweise kann ein einzelner Magnet an der Außenhülse des Lagers angeordnet sein. Alternativ kann ein einzelner Magnet oder können mehrere Magnete innerhalb der Elastomerschicht angeordnet sein.
Des Weiteren ist von besonderem Vorteil eine Verbindung einer ersten Fahrwerk komponente mit einerweiteren Fahrwerkkomponente, wobei die erste Fahrwerkkom ponente ein erfindungsgemäßes Lager aufweist. Insbesondere ist die Verbindung als eine Schraubverbindung ausgebildet. Hierbei ist die erste Fahrwerkkomponente mit tels der als Schraube ausgebildeten Komponentenstruktur der Sensorkomponente mit der weiteren Fahrwerkkomponente verbunden. Aufgrund des gelenkigen und/oder drehbaren Lagers kann die erste Fahrwerkkomponente gelenkig und/oder drehbar mit der weiteren Fahrwerkkomponente verbunden sein. Hierbei ergibt sich aufgrund der als Schraube ausgebildeten Komponentenstruktur für die Sensorkom ponente eine vorteilhafte Doppelfunktion. Zum einen realisiert die Sensorkomponen te eine übliche Schraubenfunktion zum Herstellen einer Schraubverbindung zwi schen der ersten Fahrwerkkomponente und der weiteren Fahrwerkkomponente. Zum anderen ist mittels der Sensorkomponente der Magnetfeldsensor hinreichend nah an den mindestens einem Magnet und zugleich geschützt vor Umwelteinflüssen an bzw. in dem Lager angeordnet.
Vorzugsweise ist das Lager und/oder ist die Verbindung gemäß den im Zusammen hang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Sensorkomponente erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann die hier beschriebene Sensorkompo nente gemäß den im Zusammenhang mit dem Lager und/oder mit der Verbindung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sensorkom ponente,
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sensorkom ponente gemäß Fig. 1 in einem erfindungsgemäßen ersten Lager und zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Verbindung, und
Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sensorkom ponente gemäß Fig. 1 in einem erfindungsgemäßen weiteren Lager und zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Verbindung.
Figur 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sensorkom ponente 1. Die Sensorkomponente 1 weist einen Magnetfeldsensor 2 auf. Des Weite ren hat die Sensorkomponente 1 eine Komponentenstruktur 3. Der Magnetfeldsensor 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb der Komponentenstruktur 3 angeord net. Mittels der Komponentenstruktur 3 ist die Gestalt der Sensorkomponente 1 fest gelegt. Die Komponentenstruktur 3 bildet eine Art Sensorgehäuse der Sensorkom ponente 1. Die Komponentenstruktur 3 ist als eine Schraube zum Herstellen einer Schraubverbindung ausgebildet. Die Komponentenstruktur 3 weist einen Schraubenkopf 4 und einen Einschraubbol zen 5 auf. Der Einschraubbolzen 5 ist einstückig mit dem Schraubenkopf ausgebil det. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Magnetfeldsensor 2 innerhalb des Ein schraubbolzens 5 angeordnet. Der Magnetfeldsensor 2 ist hier beispielhaft in dem Einschraubbolzen 5 eingebettet, wodurch der Magnetfeldsensor 2 gegenüber äuße ren Umwelteinflüssen gekapselt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Einschraubbolzen 5 einen ersten Zylinder abschnitt 6 und einen zweiten Zylinderabschnitt 7 auf. Der erste Zylinderabschnitt 6 ist zwischen dem Schraubenkopf 4 und dem zweiten Zylinderabschnitt 7 angeordnet. Mit anderen Worten sind der Schraubenkopf 4 und der zweite Zylinderabschnitt 7 an zwei voneinander abgewandten Enden des ersten Zylinderabschnitts 6 angeordnet. Der zweite Zylinderabschnitt 7 weist ein Außengewinde 8 auf. Der erste Zylinderab schnitt 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ohne ein Außengewinde ausgebildet. Der Magnetfeldsensor 2 ist hier innerhalb des ersten Zylinderabschnitts 6 angeord net.
Der Schraubenkopf 4 weist eine Datenleitung 9 auf. Die Datenleitung 9 ist einerseits mit dem Magnetfeldsensor 2 verbunden und andererseits aus dem Sch rauben köpf 4 zum Verbinden mit einer hier nicht näher dargestellten Auswerteeinheit nach außen herausgeführt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Datenleitung 9 radial zu einer Mittellängsachse 10 der Sensorkomponente 1 bzw. der Komponentenstruktur 3 nach außen aus dem Schraubenkopf 4 herausgeführt.
Der Schraubenkopf 4 weist einen Anschlag 11 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 11 als ein Anschlagkragen ausgebildet. Der Schraubenkopf 4 bzw. der Anschlag 11 weist einen größeren Außendurchmesser als der Einschraubbolzen 5 auf. Der Anschlag 11 ist unmittelbar benachbart zum Einschraubbolzen 5 angeord net. Im Bereich des Anschlags 11 geht der Sch rauben köpf 4 in den Einschraubbol zen 5 über.
Der Anschlag 11 weist eine Anschlagfläche 12 auf. Die Anschlagfläche 12 ist dem Einschraubbolzen 5 zugewandt. Des Weiteren ist die Anschlagfläche 12 rechtwinklig zur Mittellängsachse 10 ausgerichtet. Mittels des Anschlags 11 bzw. der Anschlag fläche 12 wird eine maximale Einschraubtiefe der Sensorkomponente 1 in ein kor respondierend zu dem Außengewinde 8 ausgebildetes hier nicht näher dargestelltes Innengewinde beschränkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Schraubenkopf 4 eine Schraubenkopfkap pe 13 auf bzw. ist eine Schraubenkopfkappe 13 an dem Schraubenkopf 4 angeord net. Die Schraubenkopfkappe 13 weist die Datenleitung 9 auf. Des Weiteren ist die Schraubenkopfkappe 13 lösbar bzw. mittels einer Schnapp- und/oder Rastverbin dung mit dem Schraubenkopf 4 verbunden. Somit kann zunächst die Komponenten struktur 3 mittels des Außengewindes 8 in ein korrespondierend ausgebildetes In nengewinde eingeschraubt werden. Hierbei kann der Schraubenkopf 4 die Schrau benkopfkappe 13 noch nicht aufweisen. Erst nach dem abgeschlossenen Einschrau ben der Komponentenstruktur 3 kann die Schraubenkopfkappe 13 an der Kompo nentenstruktur 3 bzw. dem Schraubenkopf 4 befestigt werden. Hierdurch ist die Ge fahr einer unerwünschten Beschädigung der Datenleitung 9 während des Einschrau- bens reduziert.
Figur 2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sensorkom ponente 1 gemäß Figur 1 in einem erfindungsgemäßen ersten Lager 14 und zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Verbindung 15. Hierbei ist die Verbindung 15 als eine Schraubverbindung ausgebildet.
Das Lager 14 weist eine Innenhülse 16 und eine Außenhülse 17 auf. Die Innenhülse 16 und die Außenhülse 17 sind hohlzylinderartig ausgebildet und bei diesem Ausfüh rungsbeispiel aus einem Metall hergestellt. Zwischen der Innenhülse 16 und der Au ßenhülse 17 ist eine Elastomerschicht 18 angeordnet. Die Elastomerschicht 18 ist aus einem Elastomermaterial gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Elastomerschicht 18 aus einem Gummimaterial gebildet. Das erste Lager 14 ist ent sprechend als ein Gummilager realisiert. Hierbei verbindet die Elastomerschicht 18 eine Innenseite der Außenhülse 17 mit einer Außenseite der Innenhülse 16. Die Innenhülse 16 weist eine Durchgangsöffnung 19 auf, die bei diesem Ausfüh rungsbeispiel hohlzylindrisch ausgebildet ist. Hierbei erstreckt sich die als Schraube ausgebildete Komponentenstruktur 3 der Sensorkomponente 1 durch die Durch gangsöffnung 19 der Innenhülse 16.
Das Lager 14 ist in einer Lageraufnahme 20 einer ersten Fahrwerkkomponente 21 angeordnet bzw. eingepresst. Mittels der als Schraube ausgebildeten Komponenten struktur 3 der Sensorkomponente 1 ist die erste Fahrwerkkomponente 21 bzw. das Lager 14 mit einer weiteren Fahrwerkkomponente 22 verbunden. Hierzu ist das Au ßengewinde 8 des Einschraubbolzens 5 in ein korrespondierend ausgebildetes In nengewinde 23 der weiteren Fahrwerkkomponente 22 eingeschraubt.
Hierbei ist die Komponentenstruktur 3 soweit in das Innengewinde 23 eingeschraubt, bis der Anschlag 11 bzw. die Anschlagfläche 12 an einer Stirnseite der Innenhülse 16 anschlägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Außenseite bzw. ein Außen umfang des Einschraubbolzens 5 der Komponentenstruktur 3 innerhalb der Durch gangsöffnung 19 kontaktfrei zur Innenseite der Durchgangsöffnung 19 angeordnet. Der Magnetfeldsensor 2 ist ebenfalls innerhalb der Durchgangsöffnung 19 angeord net.
Das Lager 14 weist einen Magnet 24 auf. Der Magnet 24 ist bei diesem Ausfüh rungsbeispiel in der Außenhülse 17 angeordnet. Alternativ kann der Magnet 24 an der ersten Fahrwerkkomponente 21 oder zumindest teilweise innerhalb der Elasto merschicht 16 angeordnet sein. Der Magnet 24 wirkt mit dem Magnetfeldsensor 2 zusammen.
Figur 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sensorkom ponente 1 gemäß Figur 1 in einem erfindungsgemäßen weiteren Lager 25 und zum Herstellen der erfindungsgemäßen Verbindung 15. Aufbau und Funktionsweise des weiteren Lagers 25 entspricht weitgehend dem ersten Lager 14 gemäß Figur 2. In soweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Be schreibung verwiesen. Anstelle des einzelnen Magnet 24 weist das Lager 25 gemäß Figur 3 jedoch mehrere Magnete 26 auf. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Magnete 26 mit einem Bezugszeichen versehen. Die mehreren Magnete 26 sind innerhalb der Elastomerschicht 18 angeordnet. Hierbei sind die mehreren Magnete 26 vollständig in dem Elastomermaterial der Elastomerschicht 18 eingebettet.
Bezuqszeichen Sensorkomponente Magnetfeldsensor Komponentenstruktur Schraubenkopf Einschraubbolzen erster Zylinderabschnitt zweiter Zylinderabschnitt Außengewinde Datenleitung Mittellängsachse Anschlag Anschlagfläche Schraubenkopfkappe erstes Lager Verbindung Innenhülse Außenhülse Elastomerschicht Durchgangsöffnung Lageraufnahme erste Fahrwerkkomponente weitere Fahrwerkkomponente Innengewinde Magnet weiteres Lager Magnet

Claims

Patentansprüche
1. Sensorkomponente mit einem Magnetfeldsensor (2) zum Zusammenwirken mit mindestens einem Magnet (24, 26) und mit einer Komponentenstruktur (3), wobei der Magnetfeldsensor (2) an und/oder in der Komponentenstruktur (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten Struktur (3) als eine Schraube zum Herstellen einer Schraubverbindung (15) ausgebildet ist.
2. Sensorkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompo nentenstruktur (3) einen Schraubenkopf (4) und einen Einschraubbolzen (5) aufweist, wobei der Magnetfeldsensor (2) innerhalb des Schraubenkopfs (4) oder des Ein schraubbolzens (5) angeordnet und/oder eingebettet ist.
3. Sensorkomponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein schraubbolzen (5) oder mindestens ein Abschnitt des Einschraubbolzens (5) ein Au ßengewinde (8) aufweist.
4. Sensorkomponente nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (4) eine Datenleitung (9) aufweist, die einerseits mit dem Magnetfeld sensor (2) verbunden ist und andererseits aus dem Schraubenkopf (4) zum Verbin den mit einer Auswerteeinheit nach außen herausgeführt ist.
5. Sensorkomponente nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (4) eine, insbesondere lösbare und/oder steckbare, Schrau benkopfkappe (13) aufweist, und die Schraubenkopfkappe (13) eine Datenleitung (9) aufweist, die einerseits mit dem Magnetfeldsensor (2) verbunden ist und andererseits aus dem Schraubenkopf (4) und/oder der Schraubenkopfkappe (13) zum Verbinden mit einer Auswerteeinheit nach außen herausgeführt ist.
6. Lager für eine erste Fahrwerkkomponente (21) eines Fahrzeugs mit einer Innen hülse (16) und einer Außenhülse (17), wobei zwischen der Innenhülse (16) und der Außenhülse (17) eine Elastomerschicht (18) angeordnet ist, und mit mindestens ei nem Magnet (24, 26), der mit einer Sensorkomponente (1 ) nach einem der vorherge hende Ansprüche zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die als Schraube ausgebildete Komponentenstruktur (3) der Sensorkomponente (1 ) durch eine Durchgangsöffnung (19) der Innenhülse (16) zum Verbinden mit einer weiteren Fahrwerkkomponente (22) erstreckt.
7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponentenstruktur (3) einen Schraubenkopf (4) und einen Einschraubbolzen (5) aufweist, wobei der Magnetfeldsensor (2) innerhalb des Einschraubbolzens (5) und innerhalb der Durch gangsöffnung (19) der Innenhülse (16) angeordnet ist.
8. Lager nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenseite eines Einschraubbolzens (5) der Komponentenstruktur (3) innerhalb der Durch gangsöffnung (19) der Innenhülse (16) kontaktfrei zu einer Innenseite der Durch gangsöffnung (19) angeordnet ist, insbesondere ist ein Abschnitt des Einschraubbol zens (5) mit einem Außengewinde (8) in ein korrespondierend zu dem Außengewin de (8) ausgebildetes Innengewinde (23) der weiteren Fahrwerkkomponente (22) ein geschraubt.
9. Lager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der min destens eine Magnet (24, 26) in oder an der Elastomerschicht (18), der Außenhülse (17) und/oder der ersten Fahrwerkkomponente (21 ) angeordnet ist.
10. Verbindung einer ersten Fahrwerkkomponente (21 ) mit einer weiteren Fahrwerk komponente (22), wobei die erste Fahrwerkkomponente (21) ein Lager (14, 25) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 aufweist, und die erste Fahrwerkkomponente (21 ) mit tels der als Schraube ausgebildeten Komponentenstruktur (3) der Sensorkomponen te (1 ) mit der weiteren Fahrwerkkomponente (22) verbunden ist.
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