DE102010035754A1

DE102010035754A1 - Steering torque sensor i.e. steering angle sensor, for motor car, has housing module attached to casing to receive steering shaft, where steering and retainer shafts are mounted at housing module before attaching housing module at casing

Info

Publication number: DE102010035754A1
Application number: DE102010035754A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Hoog; Christian Schirp; Stefan Schröder
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2010-08-28
Filing date: 2010-08-28
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2030-08-29
Also published as: DE102010035754B4

Abstract

The sensor has a housing module (26) comprising mutually rotatable sensor components for detecting torsion of a torsion bar and coaxially interconnecting shafts of a steering column of a motor car with each other. One of the shafts is designed as a retainer shaft, which is connected with a steering wheel (12) of the motor car. The other shaft is designed as a steering shaft (22). The housing module is attached to a tubular casing (23) to receive the steering shaft, and the shafts are mounted at the housing module before attaching the housing module at the tubular casing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkmomentsensor für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäusemodul, welches zwei gegeneinander verdrehbare Sensorkomponenten aufweist, die die Torsion eines Torsionsstabs erfassen, welcher zwei Wellen der Lenksäule des Kraftfahrzeugs koaxial miteinander verbindet.The invention relates to a steering torque sensor for a motor vehicle, comprising a housing module which has two mutually rotatable sensor components which detect the torsion of a torsion bar which coaxially connects two shafts of the steering column of the motor vehicle.

Für den Aufbau von Steer-By-Wire-Fahrzeugen oder anders elektrifizierten Lenksystemen ist es notwendig, dass der Fahrer seinen Fahrtrichtungswunsch in die Querführungssysteme (Lenkung, Spurlageregelung) des Fahrzeugs einprägen kann. Wichtig ist hierfür neben der Messung der Winkelstellung des Lenkrades auch die Erfassung des vom Fahrer ausgeübten Lenkmomentes.For the construction of steer-by-wire vehicles or other electrified steering systems, it is necessary that the driver can memorize his desire to travel in the transverse guidance systems (steering, lane control) of the vehicle. Important in addition to the measurement of the angular position of the steering wheel and the detection of the force exerted by the driver steering torque.

Die DE 101 44 143 C1 zeigt diesbezüglich ein Torsionsmodul, bei dem ein Innenring und ein Außenring über Biegespeichen einstückig miteinander verbunden sind. Das Torsionsmodul ist, bis auf separat zu montierende zylinderförmige Anschlagelemente, als ein massives Teil ausgebildet, welches beispielsweise aus Aluminium geschmiedet oder gegossen ist. Damit ist aus der DE 101 44 143 C1 eine Sensoranordnung bekannt, die das Lenkmoment nah am Fahrer, und damit ohne den verfälschenden Einfluss von mechanischen Komponenten wie Lagern oder Kupplungen, erfasst. Diese Ausprägung des Sensors bedarf aber einer Anpassung des Lenkradskeletts an die Form des Torsionsmoduls, was aus Kostengründen zumeist nicht wünschenswert ist.The DE 101 44 143 C1 shows in this regard a torsion module in which an inner ring and an outer ring are integrally connected via bending spokes. The torsion module is, except for cylinder-mounted stop members to be mounted separately, formed as a solid part, which is for example forged or cast aluminum. This is from the DE 101 44 143 C1 a sensor arrangement is known, which detects the steering torque close to the driver, and thus without the distorting influence of mechanical components such as bearings or couplings. This expression of the sensor but requires an adaptation of the steering wheel skeleton to the shape of the torsion module, which is usually not desirable for cost reasons.

Es sind auch Drehmomentsensoren, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 40 049 B4 , bekannt, die die Umformung einer Kraft in einen elektrisch einfach zu messenden Weg oder Winkel über einen lang gestreckten Torsionsstab anstelle eines flachen Torsionsrades realisieren. Nachteilig bei bekannten Torsionsstab-Drehmomentsensoren im Bereich der Lenksäule ist allerdings, dass sie für die Darstellung eines gut messbaren Winkels einen relativ großen Verdrillwinkel zulassen müssen. Dieser große Verdrillwinkel bedeutet aber für den Lenkungsstrang das Einfügen einer relativ weichen Feder, was die Eigenfrequenz des oberen Lenkstranges negativ beeinflusst.There are also torque sensors, for example from the German patent application DE 102 40 049 B4 known to realize the transformation of a force into an electrically easy to measure way or angle over an elongated torsion bar instead of a flat torsion. A disadvantage of known torsion bar torque sensors in the region of the steering column, however, is that they must allow for the representation of a well-measured angle a relatively large twist angle. However, this large twist angle means for the steering line the insertion of a relatively soft spring, which adversely affects the natural frequency of the upper steering line.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 103 48 581 A1 beschreibt einen Lenkmomentsensor, bei dem eine Codescheibe mit einer Eingangswelle und eine weitere Codescheibe mit einer Ritzelwelle verbunden ist. Die Eingangs- und die Ritzelwelle sind Bestandteile der Kraftfahrzeug-Lenksäule und durch einen Torsionsstab miteinander verbunden, der innerhalb der als Hohlwelle ausgeführten Eingangswelle angeordnet ist. Die beiden Codescheiben gehören zu einem Gehäusemodul, welches vollständig vormontiert mit den beiden Wellen verbindbar ist. Aus der Verdrehung der Codescheiben gegeneinander kann die Torsion des Torsionsstab und damit das auf die Lenksäule wirkende Drehmoment ermittelt werden. Hierbei ist ungünstig, dass die Wellen, mit denen das Gehäusemodul verbunden wird, zur so genannten unteren Lenksäule gehören, die im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Hierdurch ist das Gehäusemodul ungünstigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt und muss entsprechend robust ausgebildet sein, was den Herstellungsaufwand vergrößert. Nachteilig ist auch, dass die im Gehäusemodul vorzusehende Sensorelektronik weitab von anderen elektronischen Komponenten angeordnet ist, wodurch die elektrische Anbindung der Sensorelektronik aufwendig ist. Nachteilig ist auch, dass sich die Sensorelektronik an diesem Anbauort in der Regel nicht mit Elektronikkomponenten anderer Fahrzeugfunktionen zusammenfassen lässt, so dass sich keine Kosteneinsparung durch einen integrativen Aufbau erreichen lässt.The German patent application DE 103 48 581 A1 describes a steering torque sensor in which a code disk is connected to an input shaft and another code disk is connected to a pinion shaft. The input and the pinion shaft are components of the motor vehicle steering column and connected by a torsion bar, which is arranged within the input shaft designed as a hollow shaft. The two code discs belong to a housing module, which is completely pre-assembled with the two shafts connectable. From the rotation of the code discs against each other, the torsion of the torsion bar and thus the torque acting on the steering column can be determined. This is unfavorable that the waves with which the housing module is connected, belonging to the so-called lower steering column, which is arranged in the engine compartment of the motor vehicle. As a result, the housing module is exposed to unfavorable environmental conditions and must be designed to be robust, which increases the production cost. Another disadvantage is that the sensor electronics to be provided in the housing module are arranged far away from other electronic components, whereby the electrical connection of the sensor electronics is complicated. Another disadvantage is that the sensor electronics can not be summarized at this location usually with electronic components of other vehicle functions, so that no cost savings can be achieved by an integrative structure.

Es stellte sich die Aufgabe einen gattungsgemäßen Lenkmomentsensor für ein Kraftfahrzeug so auszugestalten, dass er besonders einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist, und sich durch einen geringen Platzbedarf auszeichnet.It set itself the task of designing a generic steering torque sensor for a motor vehicle so that it is particularly easy and inexpensive to manufacture and assemble, and is characterized by a small footprint.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine erste Welle als Aufnahmewelle ausgebildet ist, die mit dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs verbindbar ist und eine zweite Welle als Lenkspindel ausbildet ist, dass das Gehäusemodul an das die Lenkspindel aufnehmende Mantelrohr anfügbar ist, und dass bereits vor dem Anfügen des Gehäusemoduls an das Mantelrohr beide Wellen an dem Gehäusemodul gelagert sind.This object is achieved in that a first shaft is formed as a take-up shaft, which is connectable to the steering wheel of the motor vehicle and a second shaft is formed as a steering shaft, that the housing module is attachable to the steering shaft receiving tubular casing, and that even before the Attach the housing module to the jacket tube both shafts are mounted on the housing module.

Erfindungsgemäß sind sämtliche Bestandteile des Lenkmomentsensors, inklusive des Torsionsstabs und der mit dem Torsionsstab verbundenen beiden Wellen, noch vor der Endmontage in einem Kraftfahrzeug vollständig in bzw. am Gehäusemodul vormontiert. Der Montageaufwand zum Einbau des vormontierten Lenkmomentsensors in das Kraftfahrzeug kann dadurch sehr gering gehalten werden. Außerdem ist der Lenkmomentsensor noch vor dem Einbau vollständig auf Funktionsfähigkeit prüfbar.According to the invention, all components of the steering torque sensor, including the torsion bar and the two shafts connected to the torsion bar, are completely pre-assembled in or on the housing module before the final assembly in a motor vehicle. The assembly effort for installation of the preassembled steering torque sensor in the motor vehicle can be kept very low. In addition, the steering torque sensor is completely tested for functionality before installation.

Bereits bei der Vormontage des Lenkwinkelsensors können mechanische und elektronische Sensorkomponenten fest miteinander verbunden und dabei mit hoher Genauigkeit relativ zueinander einjustiert werden. Hierdurch wird eine besonders präzise messende Sensorik geschaffen, die auch kleine Verdrillwinkel des Torsionsstabs mit hoher Genauigkeit auflösen kann. Dies ermöglicht wiederum, einen besonders kurzen und drehsteifen Torsionsstab vorzusehen, der zusätzlich zu einem kompakten Aufbau des Lenkmomentsensors beiträgt und zudem eine besonders spielarme Betätigungshaptik ermöglicht.Already during the pre-assembly of the steering angle sensor mechanical and electronic sensor components can be firmly connected to each other and thereby adjusted with high accuracy relative to each other. As a result, a particularly precise measuring sensor is created, which can resolve even small twist angle of the torsion bar with high accuracy. This in turn allows to provide a particularly short and torsionally rigid torsion bar, in addition to a compact design contributes to the steering torque sensor and also allows a particularly low-backlash feel.

Besonders vorteilhaft ist es, im bzw. am Gehäusemodul weitere elektronische und elektromechanische Funktionskomponenten vorzusehen, die nicht unmittelbar zum Lenkmomentsensor gehören, wie zum Beispiel einen Lenkwinkelsensor und/oder diverse Lenkstockschaltermodule. Durch eine hohe Integrationsdichte kann so eine besonders kleinbauender und kostengünstiger Aufbau erreicht werden und der Aufwand beim Einbau in das Kraftfahrzeug weiter minimiert werden.It is particularly advantageous to provide further electronic and electromechanical functional components in or on the housing module which do not belong directly to the steering torque sensor, such as, for example, a steering angle sensor and / or various steering column switch modules. By a high integration density so a particularly kleinbauender and cost-effective design can be achieved and the cost of installation in the motor vehicle can be further minimized.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Aufnahmewelle zur Anbindung eines Lenkrads die an einer Lenkwelle üblichen Verbindungsmittel, wie etwa eine Vielzahn- oder Sechskanthülse oder einen Vielzahn- oder Sechskantstift ausbildet oder aufweist. Hierdurch ist das Lenkrad an die Aufnahmewelle anfügbar, ohne dass konstruktive Änderungen am Lenkradskelett erforderlich werden.Moreover, it is advantageous if the receiving shaft for connecting a steering wheel forms or has the connecting means customary on a steering shaft, such as a multi-toothed or hexagonal sleeve or a multi-toothed or hexagonal pin. As a result, the steering wheel is attachable to the take-up shaft, without any structural changes to the steering wheel skeleton are required.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lenkmomentsensors gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor. Es zeigenFurther advantageous embodiments and further developments of the steering torque sensor according to the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of an embodiment of the invention. Show it

1 das vormontierte Gehäusemodul eines erfindungsgemäßen Lenkmomentsensors und Komponenten eines Kraftfahrzeugs, 1 the preassembled housing module of a steering torque sensor according to the invention and components of a motor vehicle,

2 das mit den Komponenten des Kraftfahrzeugs verbundene Gehäusemodul, 2 the housing module connected to the components of the motor vehicle,

3 eine Schnittsicht des Gehäusemoduls des Lenkmomentsensors und von Komponenten eines Kraftfahrzeuges. 3 a sectional view of the housing module of the steering torque sensor and components of a motor vehicle.

Die 1 zeigt ein Gehäusemodul 26 vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug. In das Gehäusemodul 26 des Lenkmomentsensors zusätzlich integriert sind zwei Lenkstockschaltermodule 6 mit zugehörigen Lenkstockschalterhebeln 27. Erkennbar ist außerdem eine Wickelfederkassette 10 zur Anbindung von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise eines Airbags, die im Lenkrad 12 angeordnet sind. Am Gehäusemodul 26 drehbar gelagert ist eine Lenkspindel 22.The 1 shows a housing module 26 before installation in a motor vehicle. In the housing module 26 the steering torque sensor are additionally integrated two steering column switch modules 6 with associated steering column switch levers 27 , Visible is also a coil spring cassette 10 for connecting electrical components, such as an airbag, in the steering wheel 12 are arranged. On the housing module 26 rotatably mounted is a steering shaft 22 ,

Die Montage des vormontierten Gehäusemoduls 26 im Kraftfahrzeug erfolgt durch Einschieben der Lenkspindel 22 in ein Mantelrohr 23, welches über ein Außenrohr 24 mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die in das Mantelrohr 23 eingeschobene Lenkspindel 22 fixiert ein Sicherungsbügel 3, der tangential in Durchbrüche 25 eines ringförmigen Lagerträgers 1 am Mantelrohr 23 eingesetzt wird.The assembly of the preassembled housing module 26 in the motor vehicle by inserting the steering shaft 22 in a jacket tube 23 , which has an outer tube 24 is connected to the body of the motor vehicle. The in the casing pipe 23 inserted steering spindle 22 fixes a safety bar 3 that is tangential in breakthroughs 25 an annular bearing support 1 on the jacket tube 23 is used.

Das Gehäusemodul 26 kommt dabei an einem Modulträger 4 zur Anlage, welcher am Mantelrohr 23 derart befestigt ist, dass sich seine Hauptfläche senkrecht zur Achse des Mantelrohr 23 erstreckt. Das Gehäusemodul 26 kann durch hier nicht dargestellte lösbare Verbindungselemente, vorzugsweise durch Schrauben, mit dem Modulträger 4 verbunden werden, so dass das Gehäusemodul 26 sicher befestigt und dennoch bedarfsweise leicht demontierbar ist.The housing module 26 comes here on a module carrier 4 to the plant, which on the jacket pipe 23 is fastened such that its main surface is perpendicular to the axis of the jacket tube 23 extends. The housing module 26 can by releasable connection elements, not shown here, preferably by screws, with the module carrier 4 be connected so that the housing module 26 securely fastened and yet, if necessary, easily disassembled.

Nach Anbindung der Lenkspindel 22 an die motorraumseitigen Komponenten der Lenksäule (hier nicht dargestellt) und dem Anfügen und Verschrauben des Lenkrads 12 mit einer Aufnahmewelle 11, die in der 3 als Einzelteil dargestellt ist, ist der in der 2 dargestellte Montagezustand hergestellt und der Einbau des Gehäusemoduls 26 mit dem Lenkmomentsensor in das Kraftfahrzeug abgeschlossen.After connection of the steering spindle 22 to the engine compartment side components of the steering column (not shown here) and the attachment and screwing of the steering wheel 12 with a recording wave 11 in the 3 is shown as a single part, which is in the 2 shown assembled state and the installation of the housing module 26 completed with the steering torque sensor in the motor vehicle.

3 zeigt Details des Lenkmomentsensors in einer Schnittansicht. Das Gehäusemodul 26 ist mit dem Modulträger 4 verschraubt, der seinerseits an dem Mantelrohr 23 befestigt ist. Das Mantelrohr 23 endet im Bereich des Modulträgers 4. Dazwischen befindet sich ein Lagerträger 1 mit einem Lenkspindellager 2, das außer der radialen Führung der Lenkspindel 22 auch deren axiale Fixierung im Mantelrohr 23 darstellt, d. h. die Lenkspindel 22 leitet alle axial und radial auf sie wirkenden Kräfte über das Lenkspindellager 2 und den Lagerträger 1 in das Mantelrohr 23 ein. 3 shows details of the steering torque sensor in a sectional view. The housing module 26 is with the module carrier 4 screwed, in turn, on the casing pipe 23 is attached. The jacket tube 23 ends in the area of the module carrier 4 , In between there is a bearing carrier 1 with a steering spindle bearing 2 , in addition to the radial guidance of the steering shaft 22 also their axial fixation in the jacket tube 23 represents, ie the steering shaft 22 directs all axial and radial forces acting on it via the steering shaft bearings 2 and the bearing carrier 1 in the jacket tube 23 one.

Der Modulträger 4 besitzt zwei tangential durch den Lagerträger 1 und das Mantelrohr 23 verlaufende Durchbrüche 25, die es ermöglichen, einen Sicherungsbügel 3 einzustecken bzw. zu entfernen. Diese Durchbrüche 25 sind so angeordnet, dass sich das Lenkspindellager 2 mit dem eingeschobenen Sicherungsbügel 3 im Lagerträger 1 fixieren lässt. Entfernt man die Verschraubung des Gehäusemoduls 26 am Modulträger 4 und den Sicherungsbügel 3, so kann die gesamte Baugruppe bestehend aus der Lenkspindel 22 mit Lenkmomentsensor und dem Gehäusemodul 26 nach oben hin aus dem Mantelrohr 23 herausgenommen werden. Bei eingestecktem Sicherungsbügel 3 ist die Lenkspindel 22 gegen ungewolltes Herausziehen bei einer Längsverstellung des Lenkrades 12 gesichert. Von der Lenkspindel 22 werden die Kräfte in Gegenrichtung, z. B. bei einem Unfall, über einen Sicherungsring 19, welcher die Lenkspindel 22 bei Druckbelastungen des Lenkrads 12 axial fixiert, und das Lenkspindellager 2 in das Mantelrohr 23 eingeleitet.The module carrier 4 has two tangential through the bearing carrier 1 and the jacket tube 23 running breakthroughs 25 that make it possible for a safety bar 3 to insert or remove. These breakthroughs 25 are arranged so that the steering spindle bearings 2 with the inserted safety clip 3 in the bearing carrier 1 fix it. If you remove the screw connection of the housing module 26 on the module carrier 4 and the safety bar 3 , so the entire assembly consisting of the steering shaft 22 with steering torque sensor and the housing module 26 upwards out of the jacket pipe 23 be taken out. With inserted securing bracket 3 is the steering spindle 22 against unintentional withdrawal during a longitudinal adjustment of the steering wheel 12 secured. From the steering spindle 22 the forces in the opposite direction, z. As in an accident, via a retaining ring 19 , which is the steering spindle 22 at pressure loads of the steering wheel 12 fixed axially, and the steering spindle bearing 2 in the jacket tube 23 initiated.

Die kraftumformende Komponente des Systems ist der koaxial in die Lenksäule integrierte Torsionsstab 18, dessen unteres Ende hier durch einen Querstift 21 und eine Buchse 20 fest mit der als Hohlwelle ausgeführten Lenkspindel 22 verbunden ist. Bei sehr kurzen Torsionsstäben 18, die aufgrund des beschränkten Bauraums zu bevorzugen sind, aber empfindlicher auf radial angreifende Kräfte reagieren, müssen diese in diesem Bereich entweder kardanisch oder über einen ballig geformten Sechskant an die Lenkspindel 22 angebunden werden. Die radialen Kräfte entstehen über die Hebelverhältnisse aus einer axialen Belastung des Lenkrades 12. The force-transforming component of the system is the torsion bar integrated coaxially in the steering column 18 whose lower end is here by a cross pin 21 and a socket 20 firmly with the hollow shaft designed as a steering shaft 22 connected is. For very short torsion bars 18 , which are to be preferred due to the limited space, but more sensitive to radial forces acting, they must in this area either gimbal or a spherically shaped hexagon to the steering shaft 22 be connected. The radial forces arise over the lever ratios from an axial load of the steering wheel 12 ,

Das obere Ende des Torsionsstabes 18 ist über eine am Torsionsstab 18 angebrachte oder angeformte Aufnahmewelle 11 innerhalb der hohlen Lenkspindel 22 in einem Nadellager 16 gelagert. Weiterhin ist lenkradseitig an die Aufnahmewelle 11 eine hier als Einzelheit erkennbare Struktur angeformt bzw. angebracht, die eine der bekannten mechanischen Schnittstellen zum Lenkrad 12, also eine Hülse oder einen Stift in Vielzahn- oder Sechskantform, sowie ein Innengewinde zur Verschraubung mit dem Lenkrad 12 zur Verfügung stellt.The upper end of the torsion bar 18 is about one on the torsion bar 18 attached or molded recording shaft 11 inside the hollow steering spindle 22 in a needle bearing 16 stored. Furthermore, the steering wheel side to the take-up shaft 11 a structure recognizable here as a detail formed or attached, the one of the known mechanical interfaces to the steering wheel 12 So a sleeve or a pin in multi-toothed or hexagonal shape, as well as an internal thread for screwing to the steering wheel 12 provides.

An die Aufnahmewelle 11 ist weiterhin ein Ausleger 14 angebracht, der an seinem äußeren Ende einen Weg- oder Winkelsensor 8 trägt. Dem Sensor 8 gegenüber steht ein Gebersystem z. B. mit einem Gebermagnet 9, das seinerseits an einem weiteren Ausleger 15 befestigt ist, der mit der Lenkspindel 22 bzw. einer Anschlag- und Lagerhülse 5 mechanisch verbunden ist. Die Verbindungen der beiden Ausleger 14, 15 zum Torsionsstab 18 bzw. der Lenkspindel 22 sind vorzugsweise als nicht lösbare Verbindungen ausgeführt, da hierdurch die Positionierungen von Sensoren 8 und Gebermagneten 9 zueinander dauerhaft sehr präzise eingehalten werden können. An den beiden Auslegern 14, 15 sind hier nicht im Detail dargestellte Notlaufstrukturen angebracht, die die Berührungen der beiden Ausleger 14, 15 im Falle einer radial wirkenden Überlast geregelt ableiten.To the recording wave 11 is still a boom 14 attached, which at its outer end a displacement or angle sensor 8th wearing. The sensor 8th opposite is a donor system z. B. with a donor magnet 9 , in turn, on another boom 15 attached to the steering spindle 22 or a stop and bearing sleeve 5 mechanically connected. The connections of the two booms 14 . 15 to the torsion bar 18 or the steering spindle 22 are preferably designed as non-releasable connections, as a result of the positioning of sensors 8th and encoder magnets 9 each other can be maintained very precisely in a very precise manner. At the two arms 14 . 15 Not shown in detail here runflat structures are attached to the touch of the two arms 14 . 15 derive regulated in the case of a radially acting overload.

Die hier dargestellten Positionierungen von Gebermagnet 9 und Sensor 8 sind gegeneinander austauschbar; d. h. der Gebermagnet 9 kann auf dem dem Torsionsstab 18 zugeordneten Ausleger und der Sensor 8 auf dem der Lenkspindel 22 zugeordnetem Ausleger angebracht werden. Die Ausleger 14, 15 erfüllen die Funktion, den Torsionswinkel in eine auf dem Umfang der Ausleger 14, 15 größere und damit besser messbare Bewegung zu übersetzen. Um dem System eine Redundanz zu geben und rein tangential wirkende Störeinflüsse zu kompensieren können, wie hier dargestellt, die Ausleger 14, 15 mit den zugehörigen Sensorkomponenten gespiegelt auf der gegenüberliegenden Seite der Lenkspindel 22 dupliziert sein.The positioning of encoder magnet shown here 9 and sensor 8th are interchangeable with each other; ie the encoder magnet 9 can on the torsion bar 18 associated boom and the sensor 8th on the steering spindle 22 associated boom attached. The outriggers 14 . 15 perform the function, the torsion angle in one on the circumference of the boom 14 . 15 to translate larger and thus more measurable movement. In order to give the system a redundancy and to compensate for purely tangential disturbing influences, as shown here, the boom 14 . 15 with the associated sensor components mirrored on the opposite side of the steering shaft 22 be duplicated.

Um den Torsionswinkel des Torsionsstabes 18 bei einer Überlast zu begrenzen, ist an der Aufnahmewelle 11, unterhalb der Schnittstelle zum Lenkrad 12, eine Verzahnung angeformt, die in eine etwas größere Verzahnung in der Anschlag- und Lagerhülse 5 eingreift, die am oberen Ende der Lenkspindel 22 angebracht ist. Das untere Ende der hohlen Lenkspindel 22 ist so geformt (z. B. innen- oder außenverzahnt), dass die für die Längsverstellung der Lenkradposition übliche axial verschiebbare Kupplung realisiert werden kann.To the torsion angle of the torsion bar 18 to limit an overload is at the take-up shaft 11 , below the interface to the steering wheel 12 , a toothing formed in a slightly larger teeth in the stop and bearing sleeve 5 engages the upper end of the steering shaft 22 is appropriate. The lower end of the hollow steering spindle 22 is shaped (eg, internally or externally toothed) that the usual axially displaceable coupling for the longitudinal adjustment of the steering wheel position can be realized.

In Richtung des Lenkrads 12 werden beide Ausleger 14, 15 von der Wickelfederkassette 10 abgedeckt, die das Lenkrad 12 und den Sensor 8 elektrisch mit dem feststehenden Teil der Fahrzeugkarosserie verbindet. An das Gehäuse der Wickelfederkassette 10 ist auch ein Gehäuse für die beiden Ausleger 14, 15, Gebermagnet 9 und Sensor 8 sowie die Sensorelektronik 7 angeformt. Die rotorseitige Kontaktierung der Wickelfederkassette 10 ist vorteilhaft so ausgebildet, dass die Sensorelektronik 7 direkt elektrisch mit der Kontaktierungseinheit 13 verbunden werden kann.Towards the steering wheel 12 Both are booms 14 . 15 from the coil spring cassette 10 covered the steering wheel 12 and the sensor 8th electrically connected to the fixed part of the vehicle body. To the housing of the coil spring cassette 10 is also a housing for the two arms 14 . 15 , Encoder magnet 9 and sensor 8th as well as the sensor electronics 7 formed. The rotor-side contacting of the coil spring cassette 10 is advantageously designed so that the sensor electronics 7 directly electrically with the contacting unit 13 can be connected.

Unterhalb der Ausleger 14, 15 beinhaltet das Gehäusemodul 26 verschiedene weitere, auf grundsätzlich bekannte Weise ausgestaltete Komponenten, wie zum Beispiel mehrere Lenkstockschaltermodule 6 und einen Lenkwinkelsensor 17.Below the boom 14 . 15 includes the housing module 26 various other, designed in a basically known manner components, such as several steering column switch modules 6 and a steering angle sensor 17 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lagerträgerbearing bracket
22: LenkspindellagerSteering spindle bearing
33: Sicherungsbügelsafety catch
44: Modulträgermodule carrier
55: Anschlag- und LagerhülseStop and bearing sleeve
66: LenkstockschaltermoduleSteering column switch modules
77: Sensorelektroniksensor electronics
88th: (Weg- oder Winkel)Sensor(Path or angle) sensor
99: Gebermagnet (Gebersystem)Encoder magnet (encoder system)
1010: WickelfederkassetteCoil spring cassette
1111: Aufnahmewelleup shaft
1212: Lenkradsteering wheel
1313: Kontaktierungseinheitcontacting unit
1414: Auslegerboom
1515: (weiterer) Ausleger(further) boom
1616: Nadellagerneedle roller bearings
1717: LenkwinkelsensorSteering angle sensor
1818: Torsionsstabtorsion bar
1919: Sicherungsringcirclip
2020: BuchseRifle
2121: Querstiftcross pin
2222: Lenkspindelsteering shaft
2323: Mantelrohrcasing pipe
2424: Außenrohrouter tube
2525: Durchbrüchebreakthroughs
2626: Gehäusemodulhousing module
2727: LenkstockschalterhebelSteering column switch lever

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10144143 C1 [0003, 0003]
DE 10240049 B4 [0004]
DE 10348581 A1 [0005]

Claims

A steering torque sensor for a motor vehicle, comprising a housing module which has two mutually rotatable sensor components which detect the torsion of a torsion bar, which coaxially connects two shafts of the steering column of the motor vehicle, characterized in that a first shaft as a take-up shaft ( 11 ) is formed with the steering wheel ( 12 ) of the motor vehicle is connectable and a second shaft as a steering spindle ( 22 ) is that the housing module ( 26 ) to which the steering spindle ( 22 ) receiving jacket tube is attachable, and that even before attaching the housing module ( 26 ) to the casing both shafts ( 11 . 22 ) on the housing module ( 26 ) are stored.

Steering torque sensor according to claim 1, characterized in that the take-up shaft ( 11 ) within the hollow shaft formed as a steering shaft ( 22 ) is stored.

Steering torque sensor according to claim 2, characterized in that the take-up shaft ( 11 ) by means of a needle bearing ( 16 ) rotatable in the steering spindle ( 22 ) is stored.

Steering torque sensor according to claim 3, characterized in that in the steering spindle ( 22 ) a stop and bearing sleeve ( 5 ) is used rotatably, which the needle bearing ( 16 ) and the rotational movement of the take-up shaft ( 11 ) against the steering spindle ( 22 ) limited.

Steering torque sensor according to claim 1, characterized in that the take-up shaft ( 11 ) a multi-toothed or hexagonal sleeve or a multi-toothed or hexagonal pin for connecting a steering wheel ( 12 ) is or has.

Steering torque sensor according to claim 1, characterized in that the take-up shaft ( 11 ) with a boom ( 14 ) connected to a displacement or angle sensor ( 8th ) wearing.

Steering torque sensor according to claim 6, characterized in that the displacement or angle sensor ( 8th ) opposite a donor system ( 9 ) is arranged.

Steering torque sensor according to claim 7, characterized in that the encoder system ( 9 ) at one with the steering spindle ( 22 ) further boom ( 15 ) is arranged.

Steering torque sensor according to claim 8, characterized in that the connections of the two arms ( 14 . 15 ) to the recording wave ( 11 ) and the steering spindle ( 22 ) are designed as non-releasable compounds.

Steering torque sensor according to claim 8, characterized in that the arms ( 14 . 15 ) Have emergency running structures, the mutual contact of the two arms ( 14 . 15 ) in the case of a radially acting overload derive regulated.

Steering torque sensor according to claim 8, characterized in that the positions of the encoder system ( 9 ) and sensor ( 8th ) are interchangeable.

Steering torque sensor according to claim 1, characterized in that the housing module ( 26 ) on one of the jacket pipe ( 23 ) arranged module carrier ( 4 ) is attachable.

Steering torque sensor according to claim 12, characterized in that the housing module ( 26 ) by means of a detachable connection on the module carrier ( 4 ) is attachable.

Steering torque sensor according to claim 13, characterized in that the housing module ( 26 ) by means of a screw connection on the module carrier ( 4 ) is attachable.

Steering torque sensor according to claim 12, characterized in that the housing module ( 26 ) by means of one in the breakthroughs ( 25 ) of the jacket tube ( 23 ) engaging safety latch ( 3 ) on the jacket tube ( 23 ) is fixable.