专利名称：转向主销中的传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测车辆转向轮的运动或位置的传感器。特别地讲，本发明涉及一种带有传感器的转向主销组件，该转向主销组件包括转向主销、车桥构架、转轴和用于将转向主销可转动地安装在转轴中的轴承。
背景技术：
这样的一种传感器装置可以从欧洲专利申请EP-A-0330632中得知，该文献中描述了一种用于测量转向角度的装置，该转向角度与转向轮之一的旋转轴颈和车轴本体之间在操作中的铰接关系相关。一个传感器安置得平行于轴颈的轴线，一个触头与一个在特定角位置上设有凸块的静态凸轮件协作。此外，如该专利申请中的一个实施例所示，一个电位计安置在轴颈的转向主销的轴向凹槽中。电位计的轴连接着车轴本体上的一个固定点。
这种已知的传感器装置具有多种缺点。传感器主要安装在外侧，因此会暴露在外界环境中。结果，会导致传感器系统的耐用性差，且容易因多种因素例如聚集的污物而导致失效。这样，传感器的工作会不可靠。
如果将电位计形式的传感器组合在转向主销内的空腔中，会影响转向主销的机械强度。此外，电位计传感器总是需要一个固定在旋转部件上的固定点，例如采用联轴器。在一些特定构造下不能提供这样的固定点，例如当转向主销被设计成延伸穿过整个转轴时。用作位置传感器的电位计还具有这样的缺点，即容易磨损，特别是在中部位置。
发明内容
本发明试图提供一种改进的用于检测车辆转向轮运动的传感器组件。
根据本发明，对一种如前面在技术领域部分中所定义类型的传感器组件作出了改进，其中转向主销组件还包括用于保持车桥构架与轴承内环相隔预定距离的垫块，而且一个壳体附装在垫块上，该壳体至少包括传感器的第一部分，而传感器的第二部分固定附装在转轴上。通过这种结构，可以获得耐用的转向主销组件，同时由于壳体有效地屏蔽了传感器中的各个元件，因此不会出现前面描述过的各种缺点。传感器可以是任何公知类型的用于检测角位置的传感器，例如利用电容、感应或磁性的方式进行检测的传感器。
在一个附加实施例中，壳体包括与所述第一部分相连的电子处理装置。通过将电子处理装置集成在装有传感器第一部分的所述壳体中，可以局部地处理传感器信号，而不需要长的、会接收到杂波的布线。由于壳体相对于车轴本体保持不运动，因此来自电子处理装置并且用在其它车用系统(例如线控转向反馈系统)中的信号可以利用常规的布线而简便地从转向主销组件输入。
在另一个附加实施例中，传感器的第一和第二部分可以是圆盘形的并且彼此轴向对正，而且可以例如构成用于测定车桥构架和转轴之间角位置的电容式传感器。
在另一个附加实施例中，转向主销组件还可以包括安置在所述第一和第二部分之间的中间元件，如特氟隆环。这样，可以保持第一和第二部分之间的预定距离，同时提供出无摩擦运动。
在一个附加实施例中，可以设置一个在垫块和转轴之间沿径向延伸的密封件，以防止转向主销组件的轴承和传感器被外界污物如水或尘土侵入。
在一个优选实施例中，垫块、壳体和所述第一部分构成单一组件。这样，可以容易地组装转向主销组件，还可以容易地为了维护而触及例如转向主销组件的轴承。
传感器可以包括角位置传感器、相对运动传感器、负载传感器和/或温度传感器。这样，可以利用本发明的转向主销组件实现更为复杂的功能。
下面借助于代表性实施例并参照附图更详细地描述本发明，在附图中图1是带有集成传感器的转向主销组件的侧向剖视图；图2是图1中的部分II的放大图。
具体实施例方式
本发明可以有益地应用于例如平衡重式叉车中，用以检测转向轮的位置或运动。这一点对于线控转向系统获得反馈信号而言是必需的。图1中示出了叉车中的用于控制车轮转向的部分即转向主销组件5的剖视图。
图1是转向主销组件5的剖视图，图2是图1中的以罗马数字II表示的区域内的转向主销组件5一部分的剖视图。
该转向主销组件5可以有益地用在多种应用场合中。其可以用于检测非公路用车辆的转向轮位置，例如在非驱动轴的0至180度范围内，驱动轴的0至50度范围内。对于机动车辆，该转向主销组件5可以用于检测驱动轴和非驱动轴的0至50度的位置。
转向主销12固定附装在叉车后桥的构架10上，例如通过一个凸块11。转向主销12向下延伸到叉车的转向轮之一的转向机构(未示出)。转向主销12通过转轴轴承15而可转动地连接着转轴14。转轴轴承15包括固定附装在转轴14上的第一部分16、固定附装在转向主销12上的第二部分20、设在第一和第二部分16、20之间的多个圆锥滚子18。转轴14还附装在转向轮上，从而在图1中，车桥构架10、转向主销12、轴承的第二部分20是静止的，轴承的第一部分16、转轴14可绕着转轴轴线运动。
转轴14通过垫块1而保持与车桥构架10相隔预定距离。垫块是环形的，并且环绕着转向主销12装配，垫块的外周安装着圆柱形壳体2。优选为圆盘形并且与壳体2的底侧相贴合的第一传感器部分3附装在壳体2上或壳体2内。第二传感器部分4以这样的方式固定在转轴14上，即它不环绕着转轴轴线旋转，因此它可以相对于第一传感器部分3运动。这一点可以通过例如第二传感器部分的外周上的径向伸出的凸块与转轴14中的槽之间的协作而实现。第二传感器部分4通过例如与转轴14协作的弹性环5而保持与第一传感器部分3相隔预定距离。在第一和第二传感器部分3、4之间，可以将例如带有特氟隆涂层的中间元件7安置在第一和第二传感器部分3、4之一或二者上。该中间元件7使得第一和第二传感器部分3、4之间可以进行无摩擦的相互运动，同时将第一和第二传感器部分3、4之间的距离保持在固定值。
第一和第二传感器部分3、4可以构成电容式角位置传感器类型的传感器24。这一点可以利用印刷电路板(PCB)实现，该印刷电路板具有设在第一和第二传感器部分3、4的对置表面上的铜电路图案，如本领域的普通技术人员所公知。当然，其它类型的接触或非接触型传感器也可以使用。此外，也可以设置诸如负载传感器或温度传感器等其它传感器。
传感器24也可以基于不同的测量原理，例如感应或磁性。
壳体2可以包括用于传感器24的电子处理装置。电子处理装置可以包括电子预处理装置(信号整形装置、模数转换器等)，还可以包括有源和无源电子处理装置(有源或无源的数字或模拟滤波器)和接口电路(例如RS232或CAN总线接口)。传感器信号可以通过连接电缆8而输送到其它车用系统。由于电子器件安置在非移动壳体2中，因此可以容易地通过车桥构架10而连接到连接电缆8。
本实施例的附加优点是，在拆除或分解了转向主销12和车桥构架10的组件后，通过将垫块1与壳体2、第一传感器部分3(这三个部件可能组合成单一组件)一起拆除，然后再将第二传感器部分4拆除，可以容易地触及转轴14的轴承。通过这种方式，可以更换易损件(轴承)并重新使用传感器中的各个部件，这一点与将轴承和传感器组合在一起的结构截然不同。
垫块1与转轴14之间的空间中可以设置一个密封件6，用于防止污物进入转向主销组件的传感器和轴承中的间隙中。通过将传感器24集成在转向主销组件5的内侧(被钢制或塑料制密封件6封闭)，并使之免受外界的影响和污染，可以提供出非常耐用和可靠的传感器组件。此外，可以在转向主销组件的组装过程中非常简便地将传感器24组合进来。
尽管前面针对专用于叉车中的转向结构作了解释，但本发明也可以应用于其它各种着重要求以可靠和耐用的方式检测相对运动的应用场合，特别是在苛刻的环境中。其它应用场合包括但不局限于家庭用车(传感器集成在悬架轴承上)，重型设备如铲斗车、负载平台等中的各种移动件。本发明的组件还可以应用在装于液压缸的活塞杆上的连杆机构的旋转点上。
权利要求
1.一种带有传感器(24)的转向主销组件(5)，其包括转向主销(12)、车桥构架(10)、转轴(14)和借助于转向主销而将转轴(14)可转动地安装在车桥构架(10)上的轴承(15)，其特征在于，转向主销组件还包括用于保持车桥构架(10)与轴承内环(20)相隔预定距离的垫块(1)，而且一个壳体(2)附装在垫块(1)上，该壳体(2)至少包括传感器(24)的第一部分(3)，而传感器(24)的第二部分(4)固定附装在转轴(14)上。
2.如权利要求1所述的转向主销组件，其特征在于，壳体(2)包括与所述第一部分(3)相连的电子处理装置。
3.如权利要求1或2所述的转向主销组件，其特征在于，传感器的第一和第二部分(3，4)是圆盘形的并且彼此轴向对正。
4.如权利要求3所述的转向主销组件，其特征在于，所述第一和第二部分(3，4)构成用于测定车桥构架(10)和转轴(14)之间角位置的电容式传感器(24)。
5.如权利要求1至4中任一所述的转向主销组件，还包括安置在所述第一和第二部分(3，4)之间的中间元件(7)，如特氟隆环。
6.如权利要求1至5中任一所述的转向主销组件，还包括在垫块(1)和转轴(14)之间沿径向延伸的密封件(6)。
7.如权利要求1至6中任一所述的转向主销组件，其特征在于，垫块(1)、壳体(2)和所述第一部分(3)构成单一组件。
8.如权利要求1所述的转向主销组件，其特征在于，传感器(24)包括角位置传感器、相对运动传感器、负载传感器和/或温度传感器。
全文摘要
本发明公开了一种带有传感器(24)的转向主销组件(5)，其包括转向主销(12)、车桥构架(10)、转轴(14)和借助于转向主销而将转轴(14)可转动地安装在车桥构架(10)上的轴承(15)。转向主销组件还包括用于保持车桥构架(10)与轴承内环(20)相隔预定距离的垫块(1)。一个壳体(2)附装在垫块(1)上，该壳体(2)至少包括传感器(24)的第一部分(3)，而传感器(24)的第二部分(4)固定附装在转轴(14)上。
文档编号B62D7/00GK1514788SQ02811796
公开日2004年7月21日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月15日
发明者亨德里克斯·简·卡帕恩, 约翰尼斯·安德里亚纳斯·玛丽亚·迪茨, 雅各布斯·茨瓦兹, 克莱门斯·施密特, 科尼利厄斯·彼得鲁斯·安东尼厄斯·维瑟斯, 约翰尼斯·哈亚耶·范德坎普, 里科·迪特马尔, 亨德里克斯 简 卡帕恩, 厄斯 彼得鲁斯 安东尼厄斯 维瑟斯, 斯 哈亚耶 范德坎普, 斯 安德里亚纳斯 玛丽亚 迪茨, 斯 施密特, 斯 茨瓦兹, 迪特马尔 申请人:Skf公司