[发明专利]角度传感器、用于角度传感器的齿轮以及用于制造这样的齿轮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测能够旋转的本体的旋转角的像尤其可以用作用于检测机动车中的转向柱的旋转角的转向角传感器一样的角度传感器。此外，本发明涉及一种用于这样的角度传感器的齿轮以及一种用于制造这样的齿轮的方法。

背景技术

角度传感器为人所知，所述角度传感器设计用于绝对地也就是说也在本体静止时测量旋转的本体的角度。这样的角度传感器在DE 195 06 938 A1中得到了说明。在此在能够旋转的本体比如车辆的转向柱上设置了第一齿轮，该第一齿轮能够与所述能够旋转的本体一起旋转360°以上。两个标准齿轮与所述第一齿轮处于啮合之中，其中这些标准齿轮的齿的数目小于前面提到的齿轮并且对于所述两个标准齿轮来说齿的数目比如相差一个齿。从所述两个标准齿轮的所测量的角度中可以绝对地检测所述第一齿轮的角度并且由此检测所述能够旋转的本体的角度。

为了能够确定所述标准齿轮的角度，对于传统的角度传感器来说这些标准齿轮具有所谓的磁片。这些磁片由能够磁化的材料比如NdFeB（钕铁硼）或者能够成形的基体材料制成，所述NdFeB颗粒被嵌入到所述基体材料中。将磁片固定地与所述标准齿轮连接起来。比如可以将所述磁片夹入到所述齿轮中。作为替代方案，为了制造整个标准齿轮，可以作为芯部来提供磁片，而后围绕着所述芯部以注塑方法来喷射到其余的标准齿轮中。

由所述磁片产生的磁场的定向可以借助于与所述标准齿轮的端面相邻地布置的磁场传感器来测量。从这种磁场定向中可以推断出相应的标准齿轮的定向并且在知道所述两个标准齿轮的两种定向的情况下最终可以推断出所述能够旋转的本体的定向或者说旋转角。

发明内容

可能存在着对角度传感器以及对用于角度传感器的齿轮以及一种用于制造这样的齿轮的方法的需求，其中所述角度传感器构造简单并且尽管如此也允许精确地检测能够旋转的本体的旋转角。

用独立权利要求的主题可以满足这样的需求。有利的实施方式在从属权利要求中得到了定义。

按照本发明的第一方面，建议一种齿轮，该齿轮可以用作用于角度传感器比如机动车转向角传感器的标准齿轮。所述齿轮在此沿着圆周方向具有多个齿。按照本发明，所述齿轮完全由能够磁化的材料制成，其中在所述齿轮中加入了磁化强度（Magnetisierung），该磁化强度在所述齿轮的中心区域中比在边缘区域中强烈，在所述边缘区域中布置了所述齿。

按照本发明的第二方面，建议一种角度传感器。该角度传感器作为标准齿轮而具有至少一个齿轮或者优选至少两个齿轮。此外，所述角度传感器具有一个或者多个分配给所述齿轮的磁场传感器。在此应该检测所述能够旋转的本体的旋转角，齿轮在此应该如此与所述能够旋转的本体共同作用，使得所述能够旋转的本体的旋转引起所述齿轮的围绕着其旋转轴线的旋转。所述齿轮在此构造用于在正交于所述旋转轴线的平面中产生基本上均匀的磁场，由所述磁场传感器可以检测所述磁场的方向。按照本发明，所述齿轮在此完全由能够磁化的材料制成。

按照本发明的第三方面，建议一种用于制造用于角度传感器的齿轮的方法。所述方法在此具有以下步骤：首先由能够磁化的材料比如通过注塑或者冲压来一体地制造整个齿轮。随后如此使所述齿轮磁化，从而在所述齿轮的中心区域中存在着比在边缘区域中强烈的磁化作用。

本发明的方面或者说其实施方式基于一些认识和构思，下面对这些认识和构思进行简要的描述并且对按本发明的实施方式的特征和优点进行说明。

已经发现，用于角度传感器的齿轮的制造会引起巨大的人工成本，对于所述角度传感器来说如上面所描述的一样将磁性的片状器件嵌入到所述齿轮中。在传统上首先由能够磁化的材料比如以注塑方法来制造片状器件。随后正相对着地使所述片状器件磁化，使得由其产生的磁场在平行于所述片状器件的表面的平面中至少在中心区域中在很大程度上是均匀的。所述磁化过程通常在注塑完毕的片状器件上实施。随后将经过磁化的片状器件要么夹入要么压入到单独制造的齿轮本体中。作为替代方案，在另一个注塑方法步骤中用齿轮本体来对所述片状器件进行挤压包封。

磁场以所述齿轮为出发点，所述磁场的定向可以借助于磁场传感器来确定，为了简化所述齿轮的制造，现在建议，放弃磁片的单独的制造。已经发现，也可以取代传统的多构件的设计方案用一体的设计方案来如此构造齿轮，从而可以适当地将其用在角度传感器中，对于一体的设计方案来说整个齿轮由能够磁化的材料制成。由能够磁化的材料来一体地构成所述齿轮，这可以显著地简化制造过程。