[發明專利]用于將變形傳感器接駁到信號處理電路上的電路板

有效

• 申請號: 201480013066.2
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN105190271B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 延斯·海默;雅各布·席林格;迪特馬爾·胡貝爾;斯特凡·里施
• 申請（專利權）人: 舍弗勒技術股份兩合公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;F16C19/52;G01M13/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊靖,車文

技術領域

本發明涉及一種用于將變形傳感器接駁到信號處理電路上的電路板，該變形傳感器布置在滾動軸承外圈的徑向外側上，并且本發明還涉及一種用于車輛的具有電路板的車輪軸承。

背景技術

由DE 101 64 929 B4公知的是，在車輪軸承的外圈的徑向外側上在周邊上布置有變形傳感器，它們接收作用到外圈上的變形力，并且以可檢測的電信號的形式顯示。基于這些信號，就可以檢測沿所有空間方向作用到外圈上的變形力，以便利用這些變形力例如使車輛穩定。

發明內容

本發明的任務是改進提出的車輪軸承。

根據本發明的觀點，用于將布置在滾動軸承外圈的徑向外側或滾動軸承內圈的徑向內側上的變形傳感器接駁到信號處理電路上的電路板，該電路板包括：

-帶圓筒開口的圓筒狀的承載板，在圓筒開口中可以與圓筒狀的承載板同中心地容納滾動軸承外圈，或者在其從圓筒開口向外看的徑向外側上，可以與圓筒開口同中心地布置滾動軸承內圈，

-圓筒狀的承載板上的電接觸墊，其用于與變形傳感器電接觸，以及

-與電接觸墊電連接的電導體軌跡，這些導體軌跡設置用于接收來自變形傳感器的信號并且將其傳輸給信號處理電路。

提出的方法基于如下考慮：在開頭提及的車輪軸承中，由變形傳感器發出的信號僅具有非常小的功率，并且因此具有很小的信號帶相對噪聲帶的間距。因此，限制了用來傳輸這些信號的電線路的可定規格的長度。但是另一方面，在提出的方法的框架內認可的是正好在車輛區域中在傳感器與電路之間經常必須留出數米，該電路進一步使用傳感器的信號用于信息處理。在此，之前提到的信號淹沒在背景噪聲中。

為了解決這個問題，在提出的方法的框架內建議：電路板直接施裝到滾動軸承的外圈上。電路板在其形狀上匹配于外圈。通過與外圈的形狀匹配的電路板，任意的電路元件都可以引入到變形傳感器的附近，從而可以高效且在干擾影響很小的情況下利用其信號。

變形傳感器可以任意地選擇。因此，可以采用例如公知的應變片或者表面波濾波器作為表面傳感器。在此，表面波濾波器是由壓電材料構成的構件。對該材料進行結構化，從而使其具有限定的過濾特性/傳播時間特性。由于機械變形，過濾特性/傳播時間特性會發生變化，這可以利用評估電路來檢測。

因此，圓筒狀的承載板在提出的電路板中充當布線承載件。雖然它可以以任意方式來制造，但是應該由電絕緣的材料來構建。特別優選的是，圓筒狀的承載板是在大批量生產中可以特別經濟地制成的注塑體。在此，作為噴注技術可以選擇對于本領域技術人員所公知的1K或2K噴注技術。

作為用于圓筒狀的承載板的原材料，可以使用各種任意的電絕緣材料。如果例如選擇了像被稱為PPS的聚苯硫醚那樣的塑料或者被稱為LCP的液晶聚合物，圓筒狀的承載板將要承載的導體軌跡與其他電結構元件彼此電絕緣，并且此外該承載板還具有最佳的機械穩定性，以便例如吸收作用到外圈上的振動，并且因此保護了要承載的導體軌跡和其他電結構元件以防疲勞斷裂和其他機械損壞。因此，圓筒狀的承載板不僅承載電布線，而且還充當減振器。

根據上述的噴注過程，圓筒狀的承載板可以部分地涂層有可導電的表面。為此，承載板的表面可以在要以可導電的方式進行涂層的部位上利用公知的手段、例如激光結構化來預處理，以便支持接下來的部分涂層過程。最后，可以在圓筒狀的承載板的涂層表面上再加工出接觸面，以便確保例如與上述信號處理元件或評估電子器件的可靠的電接觸。在此，這種再加工可以包括對接觸面的磨光和/或表面清潔和/或電鍍過程。在此，表面清潔可以通過等離子處理、激光處理、濕浸和/或公知的二氧化碳噴射來進行。

在此，承載板的圓筒形狀可以任意地構造。圓筒形狀可以圍住滾動軸承外圈或滾動軸承內圈的周邊，但是不必非要如此。承載板的兩個在圓周方向上觀察的端部也可以利用像橋接件或卡圈這樣的保持元件保持在一起。在滾動軸承內圈的內側上，承載板在圓周方向上原則上根本無需閉合就可以確保機械的穩定性。

在本發明的框架內，圓筒形狀應該以如下方式來設計，即，使承載板在圓周方向上圍嵌(umgreifen)滾動軸承外圈，或在圓周方向上在滾動軸承內圈的內側上延伸。

對于測量施加到車軸或車橋上的力而言并不重要的是，提出的電路板最后實際上是安裝在滾動軸承內圈或滾動軸承外圈上，還是必要時安裝在車軸或車橋上。當提出的電路板可以安裝到滾動軸承外圈上時，那么它也可以安裝到車軸上。