检测组成部件的振动行为的传感器模块的制作方法

本发明总体上涉及一种用于检测机械组成部件(component)的振动行为(vibrational behavior)的传感器模块，更具体的是，涉及一种用于检测车轮的环形轴承组成部件的振动行为的传感器模块，该传感器模块能够安装在车轮上并且被配置为无线地发送(transmit)指示检测到的振动行为的信号。

背景技术：

1、机械组成部件在各种技术领域中经受振动。这些振动可以由组成部件或者机器或系统的正常操作(/工作/运行)(operation)引起，但是它们也可以指示组成部件、机器或系统的缺陷或故障。例如，在诸如车轮的旋转组成部件中发生的振动可以指示不平衡或指示轴承损坏。

2、无论所讨论的振动是与正常操作(/工作)(operation)相关还是指示故障状况，都需要检测这种组成部件的振动行为。传感器模块可以用于该目的，该传感器模块可以包括用于将指示检测到的振动行为的信号无线发送到远程接收器的发送器。

3、在设计这样的传感器模块时，必须考虑许多因素，包括例如易集成、模块的稳健性、可靠性和振动检测的精度。因为最大化一个因素(诸如，稳健性)可能增加成本和/或降低制造的容易性，所以必须对这些因素执行复杂的平衡以达成折衷(compromise)。另外，不良的制造可能迫使传感器模块考虑所述传感器模块的固有频率(/自然频率)(naturalfrequencies)。因此，其通过增加传感器模块的测量中的噪声降低了振动检测的精度。

技术实现思路

1、因此，需要提供一种用于检测机械组成部件的振动行为的传感器模块，该传感器模块允许在不检测太多固有频率(/自然频率)(natural frequencies)的情况下进行振动检测。

2、本发明的一个目的是提供一种被配置为检测组成部件的机械振动的传感器模块，传感器模块包括：

3、基部，包括中心部分、第一端部分和第二端部分，所述基部被构造为固定在所述组成部件上；

4、至少一个间隔件，连接到所述基部；以及

5、电路板，具有面向所述基部的第一侧和背对(/背离)(facing away from)所述基部的第二侧，所述电路板通过所述至少一个间隔件连接到所述基部。

6、有利的是，所述基部的中心部分设置有限定所述中心部分的宽度的凹形边缘和相对的凸形边缘(opposite convex edge)，所述至少一个间隔件连接到所述基部的中心部分的相对于所述凸形边缘靠近所述凹形边缘处(closer to the concave edge than theconvex edge)。

7、所述中心部分在所述凹形边缘附近更具刚性，所述第一间隔件和所述第二间隔件可以更好地发送所述组成部件的振动，而不会由于由所述传感器模块测量的信号中的所述基部的固有频率而增加太多噪声。

8、在一个实施方式中，所述至少一个间隔件定位在距所述凹形边缘一定距离处(/有距离)(at a distance)，所述距离包含在所述基部的中心部分的宽度的5％和25％之间。

9、在一个实施方式中，所述至少一个间隔件定位在距所述凹形边缘一定距离处(/有距离)(at a distance)，所述距离等于(equivalent to)所述至少一个间隔件的宽度的一半。

10、根据一个实施方式，所述电路板包括至少一个孔，所述至少一个间隔件接合(engaged)在所述至少一个孔内。

11、有利的是，所述至少一个间隔件包括主体部分和销部分，所述主体部分具有第一端和在长度方向上与所述第一端间隔开的第二端，所述销部分从所述主体部分的第二端突出，所述销部分延伸到所述至少一个孔中并从所述电路板的第二侧向外突出，并且所述主体部分通过与所述电路板的第一侧的围绕(surrounding)所述至少一个孔的区域接触而被阻止(blocked)穿过所述至少一个孔。

12、根据一个实施方式，所述传感器模块包括连接到所述基部的第一间隔件和第二间隔件，并且包括第一孔和第二孔，所述第一间隔件和所述第二间隔件分别接合(engaged)在所述第一孔和所述第二孔内。

13、有利的是，所述电路板包括压电振动传感器。

14、在一个实施方式中，所述压电振动传感器与所述第一孔和所述第二孔等距地(equidistant)定位。

15、有利的是，所述压电振动传感器定位成相对于所述凸形边缘靠近所述凹形边缘(located closer to concave edge than the convex edge)。

16、在一个实施方式中，所述基部的第一端部分包括第一开口，所述第一开口被构造为与所述组成部件的第一螺柱协作(/配合)(cooperate)，并且所述基部的第二端部分包括第二开口，所述第二开口被构造为与所述组成部件的第二螺柱协作。

17、有利的是，所述基部的第一端部分和第二端部分位于同一平面中，所述中心部分从所述平面偏移(offset)并且通过斜坡(ramps)连接到所述第一端部分和所述第二端部分。

18、本发明的另一个目的是提供一种车轮组件，包括：

19、轮子，具有组成部件(component)，所述组成部件包括第一螺柱(stud)和与所述第一螺柱相邻的第二螺柱；

20、如先前所限定的传感器模块，所述传感器模块安装在所述轮子上，所述基部的第一端部分安装在所述第一螺柱上，并且所述基部的第二端部分安装在所述第二螺柱上。

技术特征：

1.一种传感器模块(8)，被配置为检测组成部件(4)的机械振动，所述传感器模块(8)包括：

2.根据权利要求1所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述至少一个间隔件(14)定位在距所述凹形边缘(52)包含在所述基部(12)的中心部分(24)的宽度的5％至25％之间的距离处。

3.根据权利要求1或2所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述至少一个间隔件(14)定位在距所述凹形边缘(52)等于所述至少一个间隔件(14)的宽度的一半的距离处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述电路板(18)包括至少一个孔(36)，所述至少一个间隔件(14)接合在所述至少一个孔(36)内。

5.根据权利要求4所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述至少一个间隔件(14)包括主体部分(40)和销部分(42)，所述主体部分(40)具有第一端和在长度方向上与所述第一端间隔开的第二端，所述销部分(42)从所述主体部分(40)的第二端突出，所述销部分(42)延伸到所述至少一个孔(36)中并从所述电路板(18)的第二侧(22)向外突出，所述主体部分(40)通过与所述电路板(18)的第一侧(20)的围绕所述至少一个孔(36)的区域接触而被阻止穿过所述至少一个孔(36)。

6.根据权利要求4或5所述的传感器模块(8)，其特征在于，包括连接到所述基部(12)的第一间隔件(14)和第二间隔件(16)，并且包括第一孔(36)和第二孔(38)，所述第一间隔件(14)和所述第二间隔件(16)分别接合在所述第一孔(36)和所述第二孔(38)内。

7.根据权利要求6所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述电路板(18)包括与所述第一孔(36)和所述第二孔(38)等距地定位的压电振动传感器(46)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述基部(12)的第一端部分(26)包括第一开口(32)，所述第一开口(32)被构造为与所述组成部件(4)的第一螺柱(6a)协作，所述基部(12)的第二端部分(28)包括第二开口(34)，所述第二开口(34)被构造为与所述组成部件(4)的第二螺柱(6b)协作。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块(8)，其特征在于，所述基部(12)的第一端部分(26)和第二端部分(28)位于同一平面中，所述中心部分(24)从所述平面偏移并且通过斜坡(30)连接到所述第一端部分(26)和所述第二端部分(28)。

10.一种车轮组件(2)，包括：

技术总结
一种传感器模块(8)被配置为检测组成部件(4)的机械振动，传感器模块(8)包括：基部(12)，包括中心部分(24)、第一端部分(26)和第二端部分(28)，基部(12)被构造为固定在组成部件(4)上；至少一个间隔件(14)，连接到所述基部(12)；以及电路板(18)，通过至少一个间隔件(14)连接到基部(12)，基部(12)的中心部分(24)设置有限定中心部分(24)的宽度的凹形边缘(52)和相对的凸形边缘(54)，至少一个间隔件(14)连接到基部(12)的中心部分(24)的相对于凸形边缘(54)靠近凹形边缘(52)处。

技术研发人员：奥利弗·舍韦,夏洛特·伍
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5