[發(fā)明專利]角度傳感器、用于角度傳感器的齒輪以及用于制造這樣的齒輪的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180062021.0
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN103261843A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.布勞恩;W.韋爾施;M.魏布勒;K.布爾克哈特;M.基默勒
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于檢測能夠旋轉(zhuǎn)的本體的旋轉(zhuǎn)角的像尤其可以用作用于檢測機動車中的轉(zhuǎn)向柱的旋轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向角傳感器一樣的角度傳感器。此外，本發(fā)明涉及一種用于這樣的角度傳感器的齒輪以及一種用于制造這樣的齒輪的方法。

背景技術(shù)

角度傳感器為人所知，所述角度傳感器設(shè)計用于絕對地也就是說也在本體靜止時測量旋轉(zhuǎn)的本體的角度。這樣的角度傳感器在DE?195?06?938?A1中得到了說明。在此在能夠旋轉(zhuǎn)的本體比如車輛的轉(zhuǎn)向柱上設(shè)置了第一齒輪，該第一齒輪能夠與所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體一起旋轉(zhuǎn)360°以上。兩個標準齒輪與所述第一齒輪處于嚙合之中，其中這些標準齒輪的齒的數(shù)目小于前面提到的齒輪并且對于所述兩個標準齒輪來說齒的數(shù)目比如相差一個齒。從所述兩個標準齒輪的所測量的角度中可以絕對地檢測所述第一齒輪的角度并且由此檢測所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體的角度。

為了能夠確定所述標準齒輪的角度，對于傳統(tǒng)的角度傳感器來說這些標準齒輪具有所謂的磁片。這些磁片由能夠磁化的材料比如NdFeB（釹鐵硼）或者能夠成形的基體材料制成，所述NdFeB顆粒被嵌入到所述基體材料中。將磁片固定地與所述標準齒輪連接起來。比如可以將所述磁片夾入到所述齒輪中。作為替代方案，為了制造整個標準齒輪，可以作為芯部來提供磁片，而后圍繞著所述芯部以注塑方法來噴射到其余的標準齒輪中。

由所述磁片產(chǎn)生的磁場的定向可以借助于與所述標準齒輪的端面相鄰地布置的磁場傳感器來測量。從這種磁場定向中可以推斷出相應(yīng)的標準齒輪的定向并且在知道所述兩個標準齒輪的兩種定向的情況下最終可以推斷出所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體的定向或者說旋轉(zhuǎn)角。

發(fā)明內(nèi)容

可能存在著對角度傳感器以及對用于角度傳感器的齒輪以及一種用于制造這樣的齒輪的方法的需求，其中所述角度傳感器構(gòu)造簡單并且盡管如此也允許精確地檢測能夠旋轉(zhuǎn)的本體的旋轉(zhuǎn)角。

用獨立權(quán)利要求的主題可以滿足這樣的需求。有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中得到了定義。

按照本發(fā)明的第一方面，建議一種齒輪，該齒輪可以用作用于角度傳感器比如機動車轉(zhuǎn)向角傳感器的標準齒輪。所述齒輪在此沿著圓周方向具有多個齒。按照本發(fā)明，所述齒輪完全由能夠磁化的材料制成，其中在所述齒輪中加入了磁化強度（Magnetisierung），該磁化強度在所述齒輪的中心區(qū)域中比在邊緣區(qū)域中強烈，在所述邊緣區(qū)域中布置了所述齒。

按照本發(fā)明的第二方面，建議一種角度傳感器。該角度傳感器作為標準齒輪而具有至少一個齒輪或者優(yōu)選至少兩個齒輪。此外，所述角度傳感器具有一個或者多個分配給所述齒輪的磁場傳感器。在此應(yīng)該檢測所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體的旋轉(zhuǎn)角，齒輪在此應(yīng)該如此與所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體共同作用，使得所述能夠旋轉(zhuǎn)的本體的旋轉(zhuǎn)引起所述齒輪的圍繞著其旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)。所述齒輪在此構(gòu)造用于在正交于所述旋轉(zhuǎn)軸線的平面中產(chǎn)生基本上均勻的磁場，由所述磁場傳感器可以檢測所述磁場的方向。按照本發(fā)明，所述齒輪在此完全由能夠磁化的材料制成。

按照本發(fā)明的第三方面，建議一種用于制造用于角度傳感器的齒輪的方法。所述方法在此具有以下步驟：首先由能夠磁化的材料比如通過注塑或者沖壓來一體地制造整個齒輪。隨后如此使所述齒輪磁化，從而在所述齒輪的中心區(qū)域中存在著比在邊緣區(qū)域中強烈的磁化作用。

本發(fā)明的方面或者說其實施方式基于一些認識和構(gòu)思，下面對這些認識和構(gòu)思進行簡要的描述并且對按本發(fā)明的實施方式的特征和優(yōu)點進行說明。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于角度傳感器的齒輪的制造會引起巨大的人工成本，對于所述角度傳感器來說如上面所描述的一樣將磁性的片狀器件嵌入到所述齒輪中。在傳統(tǒng)上首先由能夠磁化的材料比如以注塑方法來制造片狀器件。隨后正相對著地使所述片狀器件磁化，使得由其產(chǎn)生的磁場在平行于所述片狀器件的表面的平面中至少在中心區(qū)域中在很大程度上是均勻的。所述磁化過程通常在注塑完畢的片狀器件上實施。隨后將經(jīng)過磁化的片狀器件要么夾入要么壓入到單獨制造的齒輪本體中。作為替代方案，在另一個注塑方法步驟中用齒輪本體來對所述片狀器件進行擠壓包封。

磁場以所述齒輪為出發(fā)點，所述磁場的定向可以借助于磁場傳感器來確定，為了簡化所述齒輪的制造，現(xiàn)在建議，放棄磁片的單獨的制造。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，也可以取代傳統(tǒng)的多構(gòu)件的設(shè)計方案用一體的設(shè)計方案來如此構(gòu)造齒輪，從而可以適當?shù)貙⑵溆迷诮嵌葌鞲衅髦校瑢τ谝惑w的設(shè)計方案來說整個齒輪由能夠磁化的材料制成。由能夠磁化的材料來一體地構(gòu)成所述齒輪，這可以顯著地簡化制造過程。