比如用于汽车的轴系统的球窝关节，所述球窝关节包括关节外壳（１），在该关节外壳（１）的内腔中布置了球形衬套（２），其中在该球形衬套（２）中可滑动地接纳了球面轴颈（４）的球体（３），此外，所述球窝关节具有用于测量力或者说负荷的传感器装置（７），其特征在于，所述传感器装置（７）布置在有弯曲弹性的印制电路板（６）上面，该印制电路板（６）可弯曲移动地保持在所述关节外壳（１）中，其中所述传感器装置（７）设置用于对所述传感器印制电路板（６）的弯曲或者说机械应力进行测量，此外所述球窝关节包括传递件（１３），通过所述传递件（１３）在所述球形衬套（２）变形时可以向所述传感器印制电路板（６）中导入力或者说弯曲力矩。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述的、具有传感器装置的、尤其用于汽车的轴系统(Achssystem)或车轮悬挂的球窝关节。 此外，本专利技术涉及一种按权利要求15所述的用于在球窝关节上测量磨 损的方法。
技术介绍
开头所述类型的球窝关节比如但绝不仅仅-比如作为支撑关节或作 为导向关节-用在汽车的底盘上或者说车轮悬挂上。所述类型的球窝关 节在这种情况下包括一个传感器装置，利用该传感器装置可以测定或 者说测量作用于该球窝关节的力和负荷。开头所述类型的、具有用于测量力或者说负荷的装置的球窝关节 比如用在汽车上，以便能够在那里可靠地测定在真正的汽车运行中或 者也在试验台上的试验运行中作用于所述球窝关节的力或弯曲力矩。 对在汽车的底盘区域中的球窝关节上的力进行所述测量，这能够推断 出汽车的行驶动力学状态。由此尤其可以改进用于行驶安全系统如电 子稳定程序(ESP)或防抱死系统(ABS)的数据基础。此外，所述类 型的球窝关节由此用于改进汽车的行驶安全性。具有力传感器装置的球窝关节比如从DE 101 07 279 Al中得到公开。这种从该公开文献中公开的球窝关节尤其用于测定或者说分析在 汽车的特定的部件中起作用的力，比如在转向横拉杆中由于来自底盘 的反作用力而存在的轴向力。此外，按照该乂>开文献的理论，为布置 在转向拉杆系统的不同组成部分之间的球窝关节在球面轴颈的区域中配设应变片或压电压力传感器，并且借助于这些传感器的信号推断出 所述球窝关节的负荷并且由此推断出在所述转向拉杆系统中起作用的 轴向力。但是给球窝关节配备所述的应变片或压电传感器会产生不小的开 销。首先必须在多数情况下在球面轴颈上提供相应的安装表面，而后 比如必须将所述应变片粘贴在该安装表面上。此外，还必须与一个单独的分析电子装置之间建立电的导线连接，其中所述分析电子装置必 须在附加地得到保护的情况下安装在合适的位置上。总之，这一切都 会使所述配有负荷传感器的球窝关节的制造开销很大并且由此十分昂 贵，此外暴露在外的传感装置以及所述球窝关节的布线十分敏感并且 由此遭受故障威胁。此外，在所述公开的具有力传感器装置的球窝关节上，几乎不可 能借助于所述力传感器装置-除了所述球窝关节的本来负荷情况以外-尤其就所述球窝关节本身的状态推导出其它的结论。但是因为布置在 汽车的底盘或者转向系的区域中的球窝关节是对安全来说非常重要的 部件，尤其在行驶过程中这些部件的失灵会导致灾难性的后果，所以， 也能够永久性地关于所述球窝关节的当前运行状态或者说磨损状态作 出结论尤其值得期待。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的任务是提供一种具有传感器装置的球窝 关节，利用该球窝关节可以克服现有技术的上述缺点。尤其该球窝关 节应该能够以低廉的成本和可靠的方式并且以很大的设计自由度对力 或者说作用于该球窝关节的负荷进行测定。此外，也应该能够就该球 窝关节的磨损状态作出结论，从而可以及时发现并且由此阻止球窝关 节的可能面临的失灵。该任务通过一种具有权利要求1所述特征的球窝关节或者说通过一种按权利要求15所述的用于在球窝关节上测量磨损的方法得到解 决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。按本专利技术的球窝关节首先以公知的方式包括一个关节外壳。该关 节外壳具有一个在多数情况下基本上为圆柱形的内腔，在该内腔中布 置了所述球窝关节的球形衬套。在该球形村套中可滑动地接纳了所述 球窝关节的球面轴颈的球体。此外，所述球窝关节以同样公知的方式包括一个用于测量所述球 窝关节的力或者说负荷的传感器装置。但是按本专利技术，所述球窝关节的突出之处在于，所述力传感器装置布置在有弯曲弹性的印制电路板上。所述印制电路板处于所述关节外壳的内部并且可弯曲移动地布置在那里，使得其可以-在基本上未受 到其它部件阻碍的情况下-经受一定的弯曲。在这种情况下如此构造所述印制电路板上的力传感器装置，从而可以借助于该力传感器装置来 确定或者说测量所述印制电路板的弯曲或者说机械应力。此外，所述 球窝关节包括传递件，如此设置所述传递件，从而在所述球形衬套变 形时可以将力或者说弯曲力矩导入所述有弯曲弹性的印制电路板中。换句话说，这意味着，按本专利技术通过以下方法探测作用于所述球 窝关节的力，也就是将所述在多数情况下有弹性的球形衬套的在力作 用下始终出现的变形借助于传递件传递到布置在所述关节外壳内部的 有弹性的印制电路板上。在该印制电路板上布置了传感器装置，利用 该传感器装置可以测量导入该印制电路板中的机械应力或者说测量由 此引起的印制电路板的弯曲。因此，如果外部负荷作用于所述球窝关节，那么所述在多数情况 下由具有粘弹性的聚合物制成的球形衬套的形状也由此势必至少发生 细微的变化。这种形状变化通过所述球窝关节的传递件传递给所述有 弯曲弹性的印制电路板并且被布置在那里的传感器探测得到。在此优选首先按本专利技术将所述印制电路板连同传感器装置在得到 良好保护的情况下布置在所述关节外壳的内部。这就使得相关结构不 仅坚固和可靠，而且成本低廉。因为在此不再需要以很大开销单独安 装传感器并且接下来与分析电子装置进行导线连接，更确切地说，传 感装置和分析电子装置可以一同集成在所述印制电路板上。在此也不 再需要在所述球面轴颈上或者在关节球体上进行任何机械改动，所述 球窝关节的稳定性会因机械改动而受到不利影响。以往由此引起的费 用也可取消。此外，由于按本专利技术的测量原理，除了从外部作用于所述球窝关 节的力以外，也可以额外地就球窝关节内部的力作出结论。在这种情 况下尤其应该考虑到对球形衬套的预应力的探测，这种预应力的数值 随时间的推移而减小，所以其数值可以用作所述球窝关节的不断增加 的磨损的尺度。为实现本专利技术，首先所述传感器印制电路板如何成形或者所述用 于将球形衬套的变形传递给该传感器印制电路板的器件如何构成和布 置这一点是无关紧要的。但是按照本专利技术的特别优选的实施方式，所 述传感器印制电路板是圓形的，或者说所述传递件由所述球形衬套的 基本上环绕的凸起所构成。这一点十分有利，因为由此可以进行几乎单向的力的探测，因为 在实际上通过所述环形环绕的凸起可靠地将所有出现的球形衬套的变形传递给所述传感器印制电路板。尤其由此可以在x-及y-方向上探测 到任意的作用于所述球窝关节的力，其中应该沿所述球面轴颈或者说 关节外壳的轴线确定z-方向。但是此外也可以通过这种方式记录或者 说测量在所述球形衬套中基本上单向起作用的预应力，或者说甚至可 以记录或者说测量沿z-方向作用于所述球窝关节的外部的压力。此 外，利用所述分析电子装置的一种合适的线路，可以可靠地将所述(强 烈变化的)外部的关节力与仅仅比较緩慢地变化的关节内部的预应力 区分开来。根据本专利技术的另一种同样特别优选的实施方式，所述力传感器装 置设置用于不仅对所述传感器印制电路板的变形或者说弯曲的大小进 行测量，而且对其方向进4亍测量。换句话说，这意P未着，如此构造布 置在所述传感器印制电路板上的传感器装置，从而除了可以确定所述 传感器印制电路板的弯曲的强度之外也可以确定所述弯曲在x-y-平面 中的方向或者说由弯曲引起的弯曲力矩在x-y-平面中的方向。通过这种方式，除了作用于所述球窝关节的外力的大小，还可以 确定其作用方向或者说至少确定所述力作用方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.比如用于汽车的轴系统的球窝关节，所述球窝关节包括关节外壳(1)，在该关节外壳(1)的内腔中布置了球形衬套(2)，其中在该球形衬套(2)中可滑动地接纳了球面轴颈(4)的球体(3)，此外，所述球窝关节具有用于测量力或者说负荷的传感器装置(7)，其特征在于，所述传感器装置(7)布置在有弯曲弹性的印制电路板(6)上面，该印制电路板(6)可弯曲移动地保持在所述关节外壳(1)中，其中所述传感器装置(7)设置用于对所述传感器印制电路板(6)的弯曲或者说机械应力进行测量，此外所述球窝关节包括传递件(13)，通过所述传递件(13)在所述球形衬套(2)变形时可以向所述传感器印制电路板(6)中导入力或者说弯曲力矩。2. 按权利要求l所述的球窝关节，其特征在于，所述传感器印制 电路板(6)为圆形。3. 按权利要求1或2所述的球窝关节，其特征在于，所述传递件 (13)由所述球形衬套(2)的基本上环绕的凸起构成。4. 按权利要求1到3中任一项所述的球窝关节，其特征在于，所 述传感器装置(7)设置用于不仅对所述传感器印制电路板(6)的变 形或者说弯曲的大小进行测量，而且对其方向进行测量。5. 按权利要求1到4中任一项所述的球窝关节，其特征在于，所 述传感器印制电路板(6)可以抵靠在环绕地布置在所述关节外壳(1) 上的支撑件(14)上。6. 按权利要求3和5所述的球窝关节，其特征在于，所述支撑件 由隔离环(14)构成，该隔离环(14)的直径不同于所述球形衬套(2) 的环绕的凸起(13)的直径。7. 按权利要求6所述的球窝关节，其特征在于，所述隔离环(14) 可以抵...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃索伊，J·斯普拉特，M·克兰克，P·霍夫曼，
申请(专利权)人：ZF腓特烈港股份公司，
类型：发明
国别省市：
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