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Technisches Gebiet:
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Die
Erfindung betrifft eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, die über wenigstens
ein Drehwinkelsensorelement verfügt,
das mit einem Achsschenkelbolzen, der in einer einen Achsschenkel
und einen Achskörper
durchörternden
Bohrung gelagert ist, in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement
eine mit dem Achsschenkelbolzen mittels wenigstens eines Verbindungselements
verdrehsicher verbundene Trägereinheit
und eine mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel oder am Achskörper befestigte
Sensoreinheit aufweist.
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Stand der Technik:
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Zur
Erfassung des Lenkungseinschlages sind Lenkwinkelmesssysteme bekannt,
die in gelenkten Achsen zum Einsatz kommen. Während bei Pkw derartige Messsysteme
somit ausschließlich
an der Vorderachse zum Einsatz kommen, werden bei Nutzfahrzeugen
Lenkwinkelmessgeber auch im Bereich der Hinterachse, nämlich für die sogenannten
Nachlauf- oder Vorlaufachsen eingesetzt. Die vorgenannten Achsen
sind Bestandteil von Doppelachsaggregaten, bei denen eine Achse
angetrieben ist, während
die zweite Achse als lenkbare Achse vor oder hinter der angetriebenen
Achse angeordnet ist und zu einer Verbesserung der Wendigkeit des
Nutzfahrzeugs beitragen soll.
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Grundsätzlich können Lenkwinkelmesssysteme
sowohl bei Kraftfahrzeugen mit Einzelradaufhängung als auch mit einer Starrachse
als Lenkachse eingesetzt werden. Hierbei können ggf. die Anzahl der zu
verwendenden Sensoren variieren, da bei Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung aufgrund
der voneinander unabhängig
ausgeführten
Bewegungen der Räder
oftmals an jedem gelenkten Rad Winkelmesssensoren angebracht werden.
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Starrachsen
als gelenkte Achse werden nur noch bei Lastkraftwagen und Omnibussen
verwendet. Eine Starrachse besteht meist aus einem vergüteten Schmiedestück mit T-förmigem Querschnitt. Zur Aufnahme
der Achsschenkel ist entweder eine Faust (Faustachse) oder eine
Gabel (Gabelachse) angeschmiedet. Da die von der Achse geführten Räder keine
voneinander unabhängigen
Bewegungen ausführen
können,
wird einerseits bei derartigen Achse eine ungeteilte Spurstange
eingebaut und andererseits üblicherweise
lediglich ein Winkelmesssensor je gelenkter Achse benötigt. Bei
Geländefahrzeugen
wird darüber
hinaus zum Antrieb der vorderen Räder ein Achsantrieb mit Differential
in die Achse eingebaut.
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Bekannte
Messsysteme zur Erfassung des Lenkwinkels an gelenkten Achsen von
Kraftfahrzeugen nutzen üblicherweise
Drehwinkelsensoren zur Winkelmessung, die über ein Gestänge mit
dem Achsschenkel der Achse oder direkt mit dem Lenkgetriebe verbunden
sind. Problematisch hierbei ist allerdings, dass ein offen liegendes
Gestänge äußeren Einflüssen, wie
Feuchtigkeit, Steinschlag oder Verschmutzung, unterliegt und darüber hinaus
mit verhältnismäßig großem Aufwand
justiert und kalibriert werden muss.
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Aus
der
DE 196 35 159
A1 , ist ein Drehwinkelsensor bekannt, bei dem ein Spannungsteiler
ein vom Drehwinkel abhängiges
Teilspannungssignal erzeugt. Auf einem ersten Bauteil ist mit geringem
Spiel ein zweites Bauteil drehbar gelagert. Zusätzlich sind auf dem ersten
Bauteil in definierten Winkelabständen Reedkontakte (S) angeordnet,
die von Magneten am zweiten Bauteil geschaltet werden und je nach Drehwinkel,
ein oder mehrere Widerstände
(R) in dem Spannungsteiler zuschalten.
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Aus
der gattungsbildenden Druckschrift
DE 100 46 630 A1 , ist weiterhin einer lenkbaren
Achsschenkelbolzenlagerung Achse eines Fahrzeugs, insbesondere eines
Nutzfahrzeugs bekannt, das über
einen Starrachsenkörper
verfügt,
der über
einen drehfest am Starrachskörper
angebrachten Achsschenkelbolzen schwenkbar an einem Achsschenkel gelagert
ist. Dabei ist ein Zapfenabschnitt des Achsschenkelbolzens in eine
Lageröffnung
des Achsschenkels eingesetzt und dort über eine Lagerkassette am Achsschenkel
gelagert. Die Lagerkassette weist einen Außentopf aus, der in die Lageröffnung drehfest
eingesetzt ist, einen Innentopf, der auf den Zapfenabschnitt drehfest
aufgesetzt ist sowie ein den Innentopf am Außentopf abstützendes
Radlager. Bei einer derartigen Achsschenkelbolzenlagerung soll ein
Drehwinkelsensor angebracht werden, der Relativdrehungen zwischen
dem Achsschenkel und dem Starrachsenkörper sensiert.
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In
der Druckschrift
DE
100 49 989 A1 , ist ein Drehwinkelgeber beschrieben, der
den Lenkwinkel zwischen dem schwenkbar am Gabelkopf einer Fahrzeugachse
gelagerten Achsschenkel und dem Gabelkopf ermittelt. Der Drehwinkelgeber
besteht dabei aus einem äußeren Ge häusemantel
und einem inneren, in diesem verdrehbaren Kernteil, wobei ein Teil mit
dem Achsschenkel und der andere Teil mit dem Gabelkopf verbunden
ist. Um Verspannungen, die bei der Montage entstanden sind ausgleichen
zu können,
wird dabei die Drehbewegung des Achsschenkels zum Gabelkopf der
Fahrzeugachse über
eine Ausgleichskupplung auf den Drehwinkelgeber übertragen.
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Schließlich ist
aus der
DE 698 18
459 T2 ein Einbauaufbau eines Dreherfassers mit einem Stützelement
für ein
drehbares Stützen
einer Drehwelle und einem Dreherfasser zum Erfassen des Drehbetrages der
Drehwelle bekannt, wobei der Dreherfasser an dem Stützelement
derart fixiert ist, dass eine Eingangswelle des Dreherfassers mit
der Drehwelle gekuppelt ist um eine Relativdrehung zu verhindern.
Die Eingangswelle ist dabei im Wesentlichen koaxial. Die Drehübertragungseinrichtung
begrenzt die Relativdrehung zwischen der Eingangswelle und der Drehwelle.
Die Drehübertragungseinrichtung
verfügt
dabei über
eine Kupplungsvertiefung, sowie eine Kupplungswelle, die an einem
Ende des anderen Endes der Drehwelle und der Eingangswelle vorgesehen
ist und zusätzlich über einen
elastischen Kuppler für
ein elastisches Kuppeln der Kupplungsvertiefung mit der Kupplungswelle.
Der elastische Kuppler ist ein elastisches Element, das einen Eingriffsabschnitt
aufweist, der mit der Kupplungsvertiefung in Eingriff steht.
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Ein
Lenkwinkelmesssystem, das kein Gestänge zwischen dem Drehwinkelsensor
und dem Achsschenkel bzw. dem Lenkgetriebe aufweist ist aus der
EP 0 873 932 A2 bekannt.
Das in dieser Druckschrift beschriebene System verfügt über einen Drehwinkelsensor,
der einen Sensorschaft und einen Detektor aufweist. Der Sensorschaft
ist in einem Sackloch, das sich mittig im Achsschenkelbolzen befindet,
fest mit dem Achsschenkelbolzen verfügt, so dass sich der Sensorschaft,
entsprechend den Drehbewegungen des Achsschenkelbolzens, relativ
zum Detektor bewegt. Weiterhin wird beschrieben, dass ein Halteelement
in Form einer Lochplatte vorgesehen ist, das am Achskörper angeschraubt
wird und mit dem der Drehwinkelsensor in seiner Position fixiert
wird. Nachteilig an der vorgenannt technischen Lösung ist vor allem, dass der
Montageaufwand aufgrund der Vielzahl von Schraubverbindungen vergleichsweise
hoch ist.
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Ausgehend
von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die
Aufgabe zugrunde, einen Einbau eines Drehwinkelsensors in einer
lenkbaren Achse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, der eine verhältnismäßig einfache
Montage ermöglicht.
Insbesondere ist hierbei zu beachten, dass der Drehwinkelsensor
derart montierbar ist, dass er während
des Betriebs des Kraftfahrzeugs zuverlässig vor Feuchtigkeit, Steinschlägen und
Verschmutzungen geschützt
ist. Darüber
hinaus soll es möglich sein,
den Drehwinkelsensor auf einfache Weise nachzurüsten bzw. für unterschiedliche Fahrzeugtypen
zu verwenden, ohne dass eine Vielzahl von verschieden dimensionierten
Befestigungselementen bevorratet werden muss.
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Die
Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Patentanspruch
1 angegeben. Weitere, den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende
Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung,
insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer lenkbaren
Achse eines Kraftfahrzeugs gelöst,
die über
wenigstens ein Drehwinkelsensorelement verfügt, das mit einem Achsschenkelbolzen,
der in einer einen Achsschenkel und einen Achskörper durchörtenden Bohrung gelagert ist,
in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement eine
mit dem Achsschenkelbolzen mittels wenigstens ein Befestigungselements
verdrehsicher verbundene Trägereinheit
und ein mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel befestigtes Sensorelement
aufweist und die sich dadurch auszeichnet, dass der Achsschenkel über eine
Ausnehmung verfügt,
innerhalb der die Sensoreinheit mittels wenigstens eines als Klemmring,
der vollumfänglich
innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist, ausgeführten Befestigungsmittels befestigt
ist.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
eines Lenkwinkelmessgebers zeichnet sich durch einen geschützten und
abgedichteten Einbau des Drehwinkelsensorelements aus, das damit
weitgehend vor Feuchtigkeit, Steinschlägen und Verschmutzungen geschützt ist.
Darüber
hinaus wird sicher gestellt, dass das eine Trägereinheit und eine Sensoreinheit aufweisende
Drehsensorelement einfach zu befestigen ist in seiner Lage gegenüber dem
Achsschenkelbolzen leicht zu fixieren ist. Vorzugsweise ist das Drehsensorelement
koaxial – zentriert
zum Achsschenkelbolzen, also in Bezug auf einen Mittelpunkt der
Querschnittsfläche
des Achsschenkelbolzens, zentriert, ausgerichtet und befestigt.
In diesem Zusammenhang ist es sowohl denkbar, die Sensoreinheit
bezogen auf ihren Außendurchmesser
an den Wänden
der Ausnehmung des Achsschenkels oder des Achskörpers einzupassen, als auch
die Sensoreinheit bezogen auf einen Innendurchmesser in Bezug auf
die Trägereinheit
auszurichten. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die
Trägereinheit
koaxial zentriert an einem Ende des Achsschenkelbolzens zu befestigen
etwa mittels einer Schraubverbindung, und die Sensoreinheit derart
anzuordnen, dass diese zumindest teilweise zwischen der Trägereinheit
und der Wand der Ausnehmung angeordnet und dort befestigt ist. Das
wenigstens eine Befestigungsmittel ist zur Befestigung der Sensoreinheit innerhalb
der Ausnehmung des Achsschenkels oder des Achskörpers als Klemmring ausgeführt. Vorzugsweise
ist hierbei eine Nut in der Ausnehmung vorgesehen, in die der Klemmring
wenigstens teilweise derart einführbar
ist, das die Sensoreinheit sicher fixiert bzw. zumindest leicht
in Richtung auf den Achskörper
oder den Achsschenkel, je nachdem ob es sich bei der lenkbaren Achse
um eine Gabel- oder eine Faustachse handelt, drückt.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung verfügt
die Trägereinheit
und/oder der Achsschenkelbolzen über
wenigstens ein Arretierelement, mit dem eine Ausrichtung der Trägereinheit
gegenüber
dem Achsschenkelbolzen stufenweise veränderbar ist. In diesem Zusammenhang
ist es denkbar, an der Endfläche
des Achsschenkelbolzens einen Stift und an der Unterseite der Trägereinheit
eine Vielzahl von Bohrungen derart vorzusehen, dass der Stift in
jede dieser Bohrungen einführbar
ist und so die Trägereinheit
jeweils in unterschiedlichen Ausrichtungen relativ zum Achsschenkelbolzen
fixierbar ist. Vorzugsweise sind die Bohrungen kreisförmig mit einer
Teilung von 5° bis
10° angeordnet,
so dass die Trägereinheit
stufenweise um 5° bis
10° in der
von der Endfläche
des Achsschenkelbolzens aufgespannten Ebene gegenüber dem
eingespannten Achsschenkelbolzen verdreht und schließlich in
der jeweiligen Position fixiert werden kann. Selbstverständlich kann
der Stift auch an der Unterseite der Trägereinheit und die Bohrungen
in der Endfläche des
Achsschenkelbolzens vorgesehen werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
sieht vor, das wenigstens eine Arretierelement in Form einer Außen- bzw.
Innenverzahnung an der Trägereinheit und/oder
dem Achsschenkelbolzen vorzusehen. Für die konkrete Ausgestaltung
sind hierbei eine Vielzahl von Varianten denkbar, die für den Fachmann
aus dem Grundgedanken, der darin besteht, die Ausrichtung der Trägereinheit
unter Ausnutzung der Verzahnung stufenweise gegenüber dem
Achsschenkelbolzen verändern
zu können,
ableitbar sind.
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Selbstverständlich ist
der Einbau des Drehsensorelements nicht auf eine Seite des Achsschenkelbolzens
beschränkt.
Vielmehr kann das Drehsensorelement sowohl am oberen o der unteren
Ende als auch an beiden Enden des Achsschenkelbolzens angeordnet
werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Anordnung eines Drehwinkelsensorelements
bei Gabel- und auch
bei Faustachsen einsetzbar.
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Eine
spezielle Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die lenkbare Achse als Faustachse
ausgeführt
ist, an deren Enden jeweils die Durchgangsbohrungen zur Aufnahme
des Achsschenkelbolzens vorgesehen sind. Bei der Montage werden
die Achsschenkel jeweils derart positioniert, dass die in den gabelförmig ausgebildeten
Anschlussstücken
der Achsschenkel befindlichen Durchgangsbohrungen und die in der
Faustachse vorgesehene Durchgangsbohrung fluchten, so dass der Achsschenkelbolzen
in diese Bohrungen einführbar
ist. Vorzugsweise wird der Achsschenkelbolzen hierbei derart ausgeführt, dass
er bei der Montage in die Durchgangsbohrungen der Faustachse jeweils mit Übermaß, also
als Presssitz, eingeschnupft wird während er in den Gabelstücken des
Achsschenkels drehbar gelagert ist.
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In
einer weiteren speziellen Ausführungsform
ist das Drehwinkelsensorelement als berührungslos arbeitender Winkelgeber
ausgeführt,
wobei die Trägereinheit
und die Sensoreinheit voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise
ist in diesem Fall die Trägereinheit
und/oder die Sensoreinheit derart ausgeführt, dass bei der Messung der sogenannte
Hall-Effekt nutzbar
ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, sowohl die Trägereinheit
als auch die Sensoreinheit als Magnetträger auszuführen, während die jeweils andere Einheit
die Funktion eines Detektors, mit dem eine Magnetfeldänderung erfasst
wird, übernimmt.
Sobald der Achsschenkelbolzen bei einer Lenkbewegung eine Drehbewegung ausführt, dreht
sich auch der Magnetträger,
so dass es zu einer Relativbewegung zwischen dem Magnetträger und
dem Detektor kommt. Die Größe dieser Relativbewegung
wird anhand der Veränderung
der Parameter eines magnetischen Feldes detektiert und in einer
Auswerteeinheit ausgewertet.
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Zur Übermittlung
der ermittelten Daten verfügt
das Drehwinkelsensorelement vorzugsweise über eine Datenschnittstelle, über die
die ermittelten oder gegebenenfalls schon zumindest teilweise aufbereiteten
Daten an einen Fahrzeugführungsrechner, an
einen Datenspeicher und/oder an ein Diagnosesystem übertragbar
sind. Die Übertragung
der Daten in Form von elektrischen Signalen erfolgt über eine entsprechende
Datenleitung. Genauso ist es allerdings auch denkbar, die Daten
berührungslos,
bspw. über
eine als Infrarot- oder Funk schnittstelle ausgebildete Datenschnittstelle,
zu übertragen.
Die Übertragung
der Daten erfolgt in Abhängigkeit
der gewählten
Ausführung
der Datenschnittstelle über
Lichtleiter-, Leiter zur Übertragung
elektromagnetischer Wellen oder über
eine Funkdatenstrecke.
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In
einer weiteren speziellen Ausführungsform
der Erfindung ist das Verbindungselement zur Befestigung der Trägereinheit
am Achsschenkelbolzen als Schraubverbindung ausgeführt. Vorzugsweise
wird die Trägereinheit
koaxial zur Längsrichtung und
zentriert auf der Endfläche
des Achsschenkelbolzens mit dem Achsschenkelbolzen verschraubt und
zusätzlich
mit Hilfe von Passstiften verstiftet. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass die Trägereinheit
verdrehsicher mit dem Achsschenkelbolzen verschraubt ist. Darüber hinaus
ist es besonders geeignet, die Sensoreinheit derart beabstandet
zur Trägereinheit
zu montieren dass die Sensoreinheit die Trägereinheit vollumfänglich umgibt
und rotationssymmetrisch zur Längsmittenachse
des Achsschenkelbolzens angeordnet ist.
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Um
das Eindringen von Feuchtigkeit in die Lager des Achsschenkelbolzens
zu verhindern, ist es ferner denkbar, ein Dichtelement vorzusehen,
das zwischen der Sensoreinheit und dem Achsschenkel bzw. Achskörper eingebracht
wird. Bei einer speziellen Ausführungsform
wird das Dichtelement von der Sensoreinheit gegen den Achsschenkel
bzw. den Achskörper
gedrückt,
sobald der Klemmring in der vorgesehenen Position in der Nut eingerastet
ist. Auf diese Weise wird eine einfach zu montierende und trotzdem
zuverlässige
sowie die Lager am Achsschenkelbolzen abdichtende Anordnung aus
Dichtelement, Sensoreinheit und Klemmring geschaffen.
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Eine
besonders geeignete Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinheit über einen der Befestigung der
Sensoreinheit dienenden Steg verfügt, der absatzartig ausgebildet
ist und der sich in eingebautem Zustand des Drehwinkelsensor vorzugsweise
innerhalb der Ausnehmung des Achskörpers bzw. des Achsschenkels
befindet. In einer besonders geeigneten Ausführungsform umgibt der Steg
die Sensoreinheit vollumfänglich.
Der vorgenannte Steg ist derart ausgeführt, dass auf der dem Klemmring
zugewandten Seite eine zumindest annähernd ebene bzw. plane Fläche vorgesehen
ist, auf der der Klemmring nach der Montage unter Bildung einer
ausreichend großen
Kontaktfläche
mit der ebenen Fläche
satt aufliegt. Für
die gegenüberliegende, dem
Dichtelement zugewandte Seite des Stegs ist es geeignet, eine Oberflächenstruktur
vorzusehen, die an die Form des zwischen Sensoreinheit und Achskörper bzw.
Achsschenkel eingesetzten Dichtelements angepasst ist. In diesem
Zusammenhang ist es denkbar, auf der Seite des Absatzes der Sensoreinheit,
die dem Dichtelement zugewandt ist, eine Fase vorzusehen, so dass
sich das Dichtelement in einem zwischen der umlaufenden Fase und
dem Achskörper
bzw. Achsschenkel gebildeten Hohlraum in leicht gedrücktem Zustand
befindet und so eine zuverlässige
Abdichtung der Lager des Achsschenkelbolzens sicher stellt.
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Die
vorstehende Beschreibung macht deutlich, dass die erfindungsgemäße Anordnung
zur Integration eines Drehwinkelsensors in eine lenkbare Achse grundsätzlich in
jedem Fahrzeug, das über
zumindest eine lenkbare Achse verfügt, einsetzbar ist.
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Ein
ganz besonders geeignetes Anwendungsgebiet für die Erfindung stellt allerdings
der Nutzfahrzeugsektor dar, da gerade auf diesem Gebiet zur Zeit
noch fast ausschließlich
Starrachsen als Lenkachsen verwendet werden, für die zur Erfassung eines korrekten
Lenkwinkels der Einsatz lediglich eines Drehwinkelsensors pro Achse
ausreichend ist. Trotzdem ist es auch in diesem Fall denkbar, auf
jeder Seite einer lenkbaren Achse Drehwinkelsensoren vorzusehen,
um beispielsweise eine Fehlerberechnung für den ermittelten Lenkwinkel
durchzuführen. Eine
spezielle Verwendung der erfindungsgemäßen lenkbaren Achse sieht schließlich den
Einsatz in Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibussen
vor, die ein zulässiges
Gesamtgewicht von 7500 kg und mehr aufweisen. Derartige Kraftfahrzeuge
verfügen
oftmals neben den ein oder zwei lenkbaren Vorderachsen über Doppelhinterachsaggregate
mit einer lenkbaren Vor- oder Nachlaufachse. Um eine optimale Fahrstabilität bei gleichzeitig hoher
Wendigkeit der Fahrzeug zu erreichen, ist die Kenntnis des momentanen
Lenkwinkels von besonderer Bedeutung. Entsprechende Daten können etwa
an einen Fahrzeugführungsrechner übermittelt, dort
ausgewertet und schließlich
zu einer automatischen, aktiven Steuerung bestimmter Fahrparameter,
wie etwa Fahrstabilität
oder zur Korrektur des Lenkeinschlags genutzt werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand
von Ausführungsbeispielen
und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 Lenkbare
Achse mit integriertem Drehwinkelsensorelement
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2 Detailansicht
des Drehwinkelsensorelements und seiner Anordnung im Achsschenkel
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3 Draufsicht
auf die Radaufhängung
einer lenkbaren Achse
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In
der 1 ist eine lenkbare Achse eines Nutzfahrzeugs
mit einem Drehwinkelsensorelement 4 dargestellt. Um eine
verbesserte Anschaulichkeit zu Gewähr leisten, ist lediglich die
Radaufhängung auf
der in Fahrtrichtung gesehen linken Seite dargestellt. Auf der rechten
Seite der Achse befindet sich eine spiegelbildlich aufgebaute Radaufhängung. Bei der
Achse handelt es sich um eine Starrachse mit einem Achskörper 1,
der an seinen beiden gegenüberliegenden
Enden jeweils eine Achsfaust 3 aufweist. Daher wird eine
derart ausgeführte
Achse auch als Faustachse bezeichnet.
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An
der Achsfaust 3 ist der Achsschenkel 2 befestigt,
der einen oberen 2a und einen unteren Teil 2b aufweist
und der schwenkbar um die Längsmittelachse
des Achsschenkelbolzens (in dieser Aussicht nicht dargestellt) gelagert
ist. An dem Achsschenkelbolzen ist ein Drehwinkelsensorelement 4 befestigt, dessen
Aufbau anhand der 2 näher erläutert werden wird. Dargestellt
in der 1 ist ein Anschlusselement 7, über das
das Sensorelement 4 einerseits mit Energie versorgbar ist
und das andererseits als Schnittstelle zum Anschluss einer Datenleitung
dient. Über
diese Schnittstelle können
Daten, die Informationen über
den Lenkwinkel enthalten, an eine externe Auswerteeinheit bzw. eine
in der Regel als Fahrzeugführungsrechner
ausgebildete Datenverarbeitungsanlage übermittelt werden. Ferner ist
in der 1 noch eine Schutzkappe 15 zu sehen,
die das Drehwinkelsensorelement 4 vor direkter Feuchtigkeitseinwirkung
und Verschmutzung schützen
soll.
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Die 2 zeigt
eine Schnittdarstellung des Drehwinkelsensorelements 4 in
eingebautem Zustand. Das Drehwinkelsensorelement 4 verfügt über eine
als Magnetträger
ausgeführte
Trägereinheit 6 sowie
eine Sensoreinheit 5 und ist derart ausgebildet, dass eine
Verdrehung der Trägereinheit 6 gegenüber der
Senoreinheit 5 detektierbar ist. Die Trägereinheit 6 ist hierzu
mit Hilfe einer Befestigungsschraube sowie Passstiften verdrehsicher
mit dem Achsschenkelbolzen 8, der im Achsschenkel 2 gelagert
ist, verbunden. Die Sensoreinheit 5 ist zur Trägereinheit 6 beabstandet
angeordnet und mittels eines Klemmrings 11 innerhalb einer
im Achsschenkel 2 vorgesehenen Ausnehmung 14 befestigt.
Um die Sensoreinheit 5 innerhalb der Ausnehmung 14 befestigen
zu können,
weist die Sensoreinheit 5 einen Steg 12 auf, der
zumindest auf der dem Klemmring 11 zugewandten Seite über eine
plane Fläche
verfügt.
Ferner ist innerhalb der Ausnehmung 14 des Achsschenkels 2 eine
Nut 16 vorgesehen, in die der Klemmring 11 derart
einführbar
ist, dass er schließlich
in die Nut 16 einrastet. Auf diese Weise kann bei der Montage
des Drehwinkelsensorelements 4 mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine
zuverlässige
Befestigung der Sensoreinheit 5 am Achsschenkel 2 realisiert
werden. Darüber
hinaus ist es möglich,
durch einfaches Verdrehen der Sensoreinheit 5 das Drehwinkelsensorelement 4 zu
justieren bzw. zu kalibrieren. Bei der vorbeschriebenen Anordnung
zentriert sich somit die Sensoreinheit 5 mit ihrem Gehäuse an der
Trägereinheit 6,
die, wie bereits erläutert,
die Funktion eines Sensorgebers übernimmt
und mit dem Achsschenkelbolzen 8 verschraubt ist. Genauso
ist es in diesem Fall allerdings auch denkbar, die Sensoreinheit 5 mit der
umlaufenden Außenfläche des
Stegs 12 an der Mantelfläche der im Achsschenkel 2 vorgesehenen Ausnehmung 14 zu
zentrieren.
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Zwischen
der Sensoreinheit 5 und dem Achsschenkel ist weiterhin
ein Dichtelement 13 vorgesehen. Sobald der Klemmring 11 in
der Nut 16 eingerastet ist, wird die dem Dichtelement 13 zugewandte
Fläche
des Stegs 12 gegen das Dichtelement 13 gedrückt, so
dass eine sichere Abdichtung verwirklicht wird. Auf diese Weise
wird sicher gestellt, dass der Achsschenkelbolzen 8 sowie
die entsprechenden Lager zuverlässig
vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt sind.
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In
der 3 ist eine Draufsicht auf eine Radaufhängung, die
ein erfindungsgemäß angeordnetes Drehwinkelsensorelement 4 aufweist,
dargestellt. Der Achsschenkel 2 ist wiederum um den Achsschenkelbolzen,
der in den als Fausachse ausgeführten
Achskörper 1 eingeschrumpft
ist, schwenkbar gelagert. Als Bauteile des Drehwinkelsensorelements 4 sind
in der Draufsicht lediglich die Schutzkappe 15 sowie das
Anschlußelement 7 sichtbar. Darüber hinaus
ist innerhalb der Ausnehmung 14 der Klemmring 11 zu
sehen, mit dem das Drehwinkelsensorelemet innerhalb der Ausnehmung 14,
wie in der Beschreibung der 2 erläutert, befestigt
ist. Deutlich zu erkennen ist vor allem, dass sich der Klemmring 11 zumindest
teilweise innerhalb einer im Achsschenkel 2 vorgesehenen
Nut befindet.
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Mit
der beschriebenen Anordnung für
ein Drehwinkelsensorelement 4 ist es mit verhältnismäßig einfachen
Mitteln und unter geringem Aufwand möglich, einen Sensor zur Erfassung
des Lenkwinkels, zu montieren. Die beschriebene Anordnung, die neben
der einfachen Montage vor allem sicher stellt, dass das Drehwinkelsensorelement
weitgehend vor Umwelteinflüssen,
wie Steinschlägen
und Verschmutzung, geschützt
ist, ist besonders zur Verwendung für lenkbare Achsen in Nutzfahrzeugen
geeignet.
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- 1
- Achskörper
- 2
- Achsschenkel
- 2a
- oberer
Teil des Achsschenkels
- 2b
- unterer
Teil des Achsschenkels
- 3
- Achsfaust
- 4
- Drehsensorelement
- 5
- Sensoreinheit
- 6
- Trägereinheit
- 7
- Anschluss
für Datenleitung/Energieversorgung
- 8
- Achsschenkelbolzen
- 9
- Schraube
- 10
- Passstift
- 11
- Klemmring
- 12
- Steg
der Sensoreinheit
- 13
- Dichtelement
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Schutzkappe
- 16
- Nut