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专利名称：载体单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的载体单元，其包括可以装配在汽车尾部区域上的承载结构。
背景技术：
这种类型的载体单元方面存在的问题是应当对作用于这些载体单元的载荷加以检测，以便例如因此可以向驾驶员显示作用于承载结构的载荷过大、可以忽略、过小(也就是负的)，还是仍处于以容许范围内，这都对汽车的容许量值内的行驶特性产生影响。

发明内容
因此，本发明的任务在于，对开头所述类型汽车的载体单元进行如下改进，可以检 测作用于承载结构的载荷。该任务在开头所述类型的载体单元中依据本发明以如下方式得以解决，即设置有用于检测作用于承载结构的而且使承载结构弹性变形的力的传感器单元，该传感器单元设有传感器基座(Sensorbasis)，传感器基座包括两个彼此有间距地布置的而且可以固定在可弹性变形的承载结构段的装配区上的固定区以及布置在固定区之间的转换区，该转换区将装配区进而还有固定区相对彼此地通过承载结构段的弹性变形产生的运动在机械上转换成转换区测量部位相对彼此的运动，并且测量部位的运动可以通过传感器单元加以检测。依据本发明的解决方案的优点在于，利用这种解决方案提供一种检测所承受的载荷、而无需大量技术开支的简单可能性方案。特别是传感器基座提供的可能性是，将承载结构段的装配区的运动转换到测量部位的运动，测量部位的运动可以简单地通过传感器单元检测，特别是因为装配区进而还有固定区通过所设置的传感器基座而能这样布置，使得装配区和固定区具有彼此足够大的间距并因此可以检测处于它们之间的而且包括装配区和固定区的转换区的足够大的弹性变形。这样做的优点是与迄今为止公知的传感器相对照地，其中公知的传感器对非常小的而且彼此以小间距地布置的区域的相对运动加以检测，由此，产生测量很大的易生误差性，并因此测量结果不能以所要求的程度可靠而且可重现。在此，在装配区的所检测到的运动方面尚未详细说明。依据一种具有优点的解决方案设置为装配区的运动包括装配区进而还有固定区相对彼此通过承载结构段的弹性变形而引起的而且在平面内进行的平移运动和旋转运动。也就是说，通过构成传感器基座主要检测在一平面内进行的平移运动和旋转运动，而横向于该平面进行的平移和旋转运动则以较小的程度影响到测量部位的运动或仅引起测量部位不重要显著的运动。在此，特别具有优点的是，传感器基座的转换区可以不依赖于承载结构段的处于装配区之间的中间区地运动。也就是说，承载结构段的中间区的运动不是直接影响转换区的运动，而是转换区仅受装配区进而还有传感器基座的固定区的相对运动的影响，而承载结构段的中间区的运动虽然与装配区的运动相关，但不是直接影响转换区，而是仅通过装配区的运动产生影响。这种解决方案的主要优点是由此，转换区的运动将彼此远离的装配段的相对运动转换成测量部位的运动，并且因此以比转换区与中间区之间的直接连接的情况下更强的量值来转换。在传感器基座的构成方面到目前尚未详细说明。例如传感器基座可以具有任意的形状，只要这些形状可以使测量部位发生具有优点的可测量的运动就行。基于简化性而言特别具有优点的解决方案设置为传感器基座呈板状地构成，并且在传感器基座面内延伸。因此无论是固定区还是处于固定区之间的转换区均在传感器基座面内延伸。在这种情况下，优选设置为传感器基座的转换区将固定区的绕横向于或垂直于传感器基座面走向的转动轴线的运动转换成转换区的测量部位相对彼此的运动，也就是说，处在传感器基座面内的这种旋转或转动运动产生了测量部位相对彼此的运动。特别是优选设置为承载结构段的装配区基于弹性变形来执行在平行于传感器基座面的面内进行的运动，并且因此具有优点地可以通过转换区转换成测量部位相对彼此的运动。为使传感器基座可以实施为相连贯的部件构成，优选设置为传感器基座的固定区通过至少一个可以弹性运动的元件相互连接，其中，可以弹性运动的元件对转换区的转换特性没有影响，而是仅用于固定区还有转换区合成一体的部件。在此，优选设置为可以弹性运动的元件是转换区的部分。在转换区的构成方面在与到目前对单个实施例的介绍的联系下尚未详细说明。这样依据一种具有优点的解决方案设置为转换区具有至少一个从一个固定区朝向另外那个固定区的方向延伸的、形成测量部位中的一个的突起。这种解决方案的优点是，通过测量部位布置在突起上的方案，可以加大测量部位在固定区的转动运动时走过的行程，从而当将测量部位设置在突起上时，测量部位通过比在测量部位直接处于固定区上的情况下更大的行程。因此特别具有优点的是如下的解决方案，其中，转换区具有至少一个从每个固定区朝向各自另外那个固定区的方向延伸的突起，并且每个突起承载有至少一个测量部位。因此，在固定区转动运动时，可以加大测量部位走过的行程，并且因此更明确地掌握利用传感器单元所要测量的效果。在此，例如突起这样布置，即突起具有彼此朝向的段，将测量部位分配给彼此朝向的段。特别有利的是，突起具有彼此有间距分布的段，并且将测量部位分配给这些段。可以达到固定区转动运动时特别大的增强效果的是一个突起构造为臂，并且因此具有与固定区彼此的间距相比很大的伸展。在此特别是设置为测量部位布置在与承载所述臂的固定区最大地隔开间距的臂区内。在此方面，优选设置为测量部位与固定区之间的间距相当于固定区彼此间距的至少三分之一，从而臂具有非常大的长度。更佳的是，测量部位与固定区之间的间距相当于固定区彼此间距的至少一半。在将突起构造为臂的方案中，特别具有优点的是，突起具有不同的长度，也就是说，设置在一个固定区上的突起具有低于设置在另外那个固定区上的突起的长度。例如，构造为臂的突起具有沿相对置的固定区方向的如下伸展，该伸展相应于相对置的固定区突起的至少两倍、优选为三倍。在极端情况下，在这种情况下臂从一个固定区朝向另外那个固定区延伸，并且在另外那个固定区上直接设置有至少一个测量部位。在传感器单元的构成方面到目前尚未详细说明。这样理论上传感器单元可以检测传感件的弯曲或传感件的相对转动。依据一种具有优点的解决方案设置为，传感器单元包括间距测量单元。在此，间距测量单元可以利用机械接触，也就是例如利用压力来工作。但特别具有优点的是，间距测量单元机械上无碰触式地检测测量部位的间距。在这种情况下，优选设置为间距测量单元在每个测量部位上具有两个共同作用的测量元件中的一个。在此，测量元件可以基于光学测量或也可以在其他物理上间距重要的量值来工作。特别具有优点的是，间距测量单元基于磁场检测实施间距测量。出于这一原因依据一种具有优点的解决方案设置为间距测量单元包括产生磁场的测量元件和测量磁场的测量元件。产生磁场的测量元件例如可以这样构成，即产生磁场的测量元件具有永久磁铁或这样构成，即产生磁场的测量元件包括产生磁场的可电运行的线圈。在这种情况下具有优点地存在电动运行的线圈这样运行的可能性，即磁场对各自的测量过程是最佳的，或需要时改变或甚至振荡。在测量磁场的测量元件方面同样尚未进一步说明。这样可以使用所有测量磁场的测量元件。依据一种特别适用的解决方案设置为测量磁场的测量元件包括霍尔传感器。在传感器基座的构成方面可以设想极其不同的解决方案。传感器基座理论上可以由单纯传递机械运动的材料(例如金属或塑料)制成，而传感器基座不承担其他功能。传感器单元依据本发明的解决方案加工方面具有优点的构成方案优选这样构成，即传感器基座包括用于容纳传感器电路的印刷电路板。原则上印刷电路板也可以承担机械功能，因为印刷电路板大多没有足够的稳定性，所以传感器基座适当地构造为由载体板和印刷电路板制成的复合体，其中，载体板负责机械功能，并且印刷电路板用于容纳传感器电路并用于提供导体带。在此，特别适当的是，印刷电路板一直延伸到测量部位，并且在印刷电路板上，将间距测量单元的元件设置在测量部位上。
为由被传感器单元所检测的测量部位的运动来测定作用于承载结构的力，优选设置有评估单元，用于由测量部位的通过传感器单元所检测的运动来测定力。例如评估单元这样工作，使评估单元为测定力将未受力的传感器信号与受力的传感器信号进行比较。例如存在的可行性方案是，评估单元由受力的传感器信号与未受力的传感器信号的偏差来测定力的量值。特别是在需要检测支撑载荷的力情况下，优选设置为评估单元测定支撑载荷产生的传感器信号与无支撑载荷的传感器信号的偏差。为测定未受力的传感器信号，可以设想不同的可能性。例如可以设想，评估单元在基准值测量的框架内测定未受力的传感器信号，这种基准值测量例如可以在开始拖挂载荷之前要么自动，要么通过使用者进行。为仅测定作用于承载结构的静态力，优选设置为评估单元测定汽车不行驶时载荷产生的力，也就是通过静态力作用于承载结构的传感器信号。此外，为测定所测得的力以何种程度表现为对汽车特性没有妨害的允许的力，或是对汽车特性或行驶特性产生明显妨害的力，优选设置为评估单元通过与至少一个在评估单元内预先规定的例如储存的基准值的比较来测定力的可允许性。为提供使用者可以看到影响承载结构的所测定的力的可能性，优选设置为评估单元与对力加以显示的显示单元相联接。例如这种类型的显示单元要么设置在汽车上，要么直接设置在承载结构上，例如设置在挂车联接器的球头颈状件上。作为对测量作用于承载结构的力(特别是静态力)的选择或补充，还存在这种可能性，即利用依据本发明的传感器单元检测作用于承载结构的加速度，即通过测定例如行驶期间力在时间上的变化来检测。在作用于承载结构的力相对于汽车停驶时静态载荷的力变化的瞬间存在作用于承载结构的加速度。因此通过仅检测行驶期间力的变化，可以检测作用于承载结构的加速度，其中，加速度的量值与作用于承载结构的力的变化直接相关。这样在依据本发明的载体单元上可以检测所有作用于承载结构的力，这些力导致在相应平面内通过传感器单元检测得到的承载结构段的弹性变形，在该平面内装配区由于作用的力而相对彼此运动，其中，该平面平行于相应的传感器基座的各自传感器基座面地延伸。如果需要检测在不同平面内起作用的力，那么存在的可能性是，将多个具备不同取向的传感器基座面的依据本发明的传感器单元设置在承载结构上，这些传感器单元于是也检测在相应于不同的传感器基座面取向的平面内的装配区的弹性变形。在将传感器单元用于测定支撑载荷的力的情况下，已经存在的可能性是，不仅在汽车停驶的情况下测定支撑载荷的力，而且在汽车行驶时也测定附加的沿竖向出现的力，因为这些力在与支撑载荷的力相同的方向上作用。在与对各个实施例到目前说明相联系下，并未涉及传感器基座的固定区彼此相对的间距。
为获得测量部位的可尽可能简单测得的运动，优选设置为传感器基座的固定区以大于Icm的间距来布置。更佳的是，传感器基座的固定区彼此间具有数厘米的间距。


本发明的其他特征和优点是后面的说明书以及几个实施例的附图的主题。在图中图1示出具有依据本发明的载体单元的汽车尾部区域的部分断开的侧视图；图2示出依据本发明的载体单元的第一实施例的透视图；图3示出依据本发明的载体单元的第一实施例的载体元件的放大透视图；图4示出在与依据本发明的传感器单元和显示单元相联系下的评估单元的示意图；图5示出如在依据本发明的载体单元的第一实施例上使用的依据本发明的传感器单元的第一实施例的示意俯视图；图6示出依据本发明的载体单元的第二实施例的类似于图2的透视图；图7示出依据本发明的载体单元的第三实施例的类似于图3的放大图；图8示出依据本发明的载体单元的第四实施例的类似于图2的透视图；图9示出依据本发明的载体单元的第四实施例的载体元件的放大图；图10示出依据本发明的载体单元的第五实施例的类似于图2的透视图；图11示出依据本发明的载体单元的第五实施例的载体元件的透视图；图12示出依据本发明的载体单元的第六实施例的透视图；图13示出如在依据本发明的载体单元的第一实施例上使用的依据本发明的传感器单元的第二实施例的类似于图5的视图；图14示出依据本发明的载体单元第三实施例的类似于图5的视图；图15示出沿图14中线15-15的剖面图；图16示出依据本发明的传感器单元的第四实施例1类似于图5的视图；以及图17示出沿图16中的线17-17的剖面图。
具体实施例方式图1所示整体采用10标注的汽车，汽车10包括车身12，在车身12上在尾部区域14上装配有依据本发明的载体单元20，该载体单元20具有与由保险杠单元16遮盖的横向载体22以及在车身的纵向上沿车身壁段延伸的而且可固定在该壁段上的侧面载体24，侧面载体24与横向载体共同形成一个车身连接支架26 (图2)，该车身连接支架26部分地通过车身12以及部分地通过保险杠单元16被遮盖。在车身连接支架26上设置有整体采用30标注的容纳处，用于整体采用40标注的载体元件的图3放大示出的保持元件32,该载体元件40在这种情况下作为球头颈状件42构成，该球头颈状件42 —方面承载保持元件32，并且另一方面设有作为承受载荷的元件的联接器球头44。车身连接支架26和载体元件40在该实施例中形成依据本发明的承载结构60。
在球头颈状件42作为载体元件40的情况下，至少以如下的力作用于用来与挂车连接的或用来容纳尾部承重载体的联接器球头44。在静态情况下，也就是在汽车停驶时，作用于联接器球头44的是相当于支撑载荷的力SL，该力SL优选在竖直方向上横向于路面46地指向，并且可以在重力方向上或与重力方向相反地作用于联接器球头44。在此，与支撑载荷相应的力SL是关于如下的量值，即表示挂车压在联接器球头44上的强度或汽车作用于联接器球头44的尾部承重载体的重量。在汽车行驶时，视汽车10和拖挂到该汽车上的挂车或装配在该汽车上的尾部承重载体处于何种行驶动力状态下而定地，附加从上面产生处于汽车纵向中部平面FL上的竖向力Vo和/或从下面产生处于汽车纵向中部平面FL上的竖向力Vu。同时在行驶时作用于联接器球头44的是从左侧基本上水平作用于该联接器球头44的横向力Ql和/或从右侧与横向力Ql必要时相反的横向力Qr，其中，这些横向力Ql和Qr优选横向地、特别是垂直地处于汽车纵向中部平面FL上。此外，在行驶时作用于联接器球头44的还有向前的水平取向的纵向力Lv和/或向后的水平取向的纵向力Lr，其中，纵向力Lv和Lr处于汽车纵向中部平面FL，与从上面Vo的竖向力和从下面Vu的竖向力方式相同。根据本发明的任务，即使汽车10的行驶状态更加安全并且可以识别不安全的行驶状态，在依据本发明的载体单元中以如下方式得以实现，即至少一种或多种力SL、Ql、Qr、Vo、Vu、Lv和Lr通过依据本发明的载体单元20所包括的传感器单元SI利用评估单元50来检测，并且例如在阈值的辅助下进行评估。然后，评估单元50从它那方面在评估的进程中测定是为汽车的驱动装置还是为汽车的行驶状态检测装置发出信息信号(图4)。对上述力通过评估单元50的检测例如像图2所示通过传感器单元SI进行，该传感器单元SI布置在承载结构60的可以弹性变形的承载结构段T上并检测承载结构段T通过上述的力产生的弹性变形。例如在图2所示的实施例中，传感器单元SI布置在横向载体22上并检测在平行于Z/Y方向上走向的平面El内形成横向载体22的承载结构段T的横向载体段62的弹性变形。布置在承载结构段T上的而且能够探测承载结构段T的变形，也就是例如在与平面El平行的图5的图平面内的弯曲的依据本发明的传感器单元SI的图5中所示的第一实施例包括整体采用70标注的传感器基座，传感器基座70例如作为平行于平面El在传感器基座面Fl内延伸的金属或塑料制成的板状部件构成，该部件在纵向72上延伸，并且在纵向72上具有彼此以数厘米数量级的间距A布置的固定区74和76，传感器基座70整体采用80标注的转换区处于这些固定区74和76之间。在此，转换区80的通过与第一固定区74固定连接的指状突起82形成，该突起82例如采用舌片的形式，例如平行于纵向72或与纵向72成锐角地从固定区74出发朝向固定区76的方向延伸。此外，转换区80通过固定区76的两个指状突起84和86形成，两个指状突起84和86例如同样采用舌片的形式，从该固定区76出发朝向第一固定区74的方向延伸，而且要么大致平行于纵向72，要么与纵向72成锐角地延伸。
在此，指状突起84和86优选彼此平行地而且更佳地也平行于指状突起82地延伸。依据本发明，例如指状突起82处于指状突起84与86之间，并且无碰触式在指状突起84与86之间延伸，从而指状突起82相对于指状突起84和86可以基本上未受力地运动。在此，有利的是，指状突起82基本上大致居中地布置在指状突起84与86之间，并且具有彼此相对的边缘区域92和94，第一测量部位Ml处于边缘区域92和94之间，该测量部位Ml朝向指状突起84的边缘区域96并且朝向指状突起86的边缘区域98，第二测量部位M2a和M2b与测量部位Ml邻接，其中，边缘区域92和96以及94和98在传感器基座70的原始状态下彼此相对置地而且彼此以大致相同的间距ARl或AR2地分布。优选的是，指状突起82以及84和86以如下方式形成，即从形成固定区74和76的板上剪切出一个整体上呈ω (欧米茄)形的凹隙100，该凹隙100包围指状突起82并因此也产生指状突起82与该突起的两侧由此形成的指状突起84和86之间的自由空间。此外，指状突起84和86在其远离指状突起82的侧上通过凹隙102和104来界定，这些凹隙102和104处于指状突起84与86以及外部的弹簧弹性连接片106与108之间，这些连接片106与108例如通过形成传感器基座70外边缘的板状部件构成，并且将固定区相互连接，从而传感器基座70优选作为相连贯的部件来构成。传感器基座70是如下的机械部件，该机械部件承载整体采用110标注的处理单元的间距测量元件，其中，在边缘区域92与94之间的指状突起82上置于第一测量部位Ml上的第一测量兀件112例如是产生磁场的兀件,该产生磁场的兀件要么作为永久磁铁构成，要么作为可被馈电的线圈构成。此外，在边缘区域96和98附近置于在指状突起84和86的第二测量部位M2a和M2b上的是第二测量元件114和116，第二测量元件114和116例如作为磁场传感器，特别是作为霍尔传感器构成，并且检测产生磁场的第一测量元件112的磁场。因为由第二测量元件114和116检测的磁场随着与第一测量元件112的间距而变化，因此第二测量元件114和116用于检测与各自第一测量元件112的间距，其中，这些间距以与边缘区域92和96或94和98的间距ARl和AR2相同的方式变化。测量元件112、114和116与传感器电路118导电连接，从而传感器电路118能够检测指状突起82和84以及82和86的测量部位Ml以及M2a或M2b之间的间距或产生显示出间距或关于起始位置的间距变化的传感器信号SS1。在所示的实施例中，因此传感器基座70不仅仅用于将固定区74和76的运动机械传递到测量部位Ml、M2a和M2b以及传递到承载这些测量部位的测量元件112以及114和116上，以及也作为传感器电路118的载体上。在传感器单元SI的第一实施例中，在这时固定区74和76与承载结构段T (在这种情况下也就是横向载体段62)的起承载作用的装配区124和126固定连接，其中，承载结构段T (在这种情况下为横向载体段62)的处于装配区124与126之间的中间区128不与传感器基座70连接，并且因此横向载体段62的运动对传感器基座70，特别是对转换区80没有影响，从而转换区80仅与固定区74和76的运动相应运动。 作用于联接器球头44的力SL在这时使得支撑载荷的力SL以如下的力作用于容纳处30的区域内的横向载体22，该力传递到整个横向载体22上并也使得包括装配区124和126以及处于装配区124和126之间的中间区128在内的横向载体段62弯曲，从而力F作用于装配区126，其中，为评判横向载体段124的弹性变形，装配区124视为夹紧部位，从该夹紧部位出发横向载体段62在力F的作用下朝力F的方向弯曲，从而装配区126通过弯曲略微朝力F的方向移行，并且与此同时还绕转动轴线D相对转动。在此，无论是装配段126相对于装配段124的移行，还是装配段126的相对转动均以几毫米的微小部分进行，其中，这一点也依赖于固定区74和76进而还有装配区124和126彼此远离的程度。因为固定区74和76跟随装配区124和126的彼此相对运动，并且中间区128对传感器基座70没有影响并因此对传感器基座70转换区80的运动也没有直接影响，所以固定区76相对于区域74的运动导致转换区80的指状突起82和84以及82和86彼此相对运动，其中，间距ARl和AR2彼此相对改变，也就是说，一个间距ARl或AR2变大和另一个间距AR2或ARl变小。间距ARl和AR2通过传感器基座70的转换区80的这种改变通过测量元件112以及114和116来检测，并且测量单元110的传感器电路118产生传感器信号SS1，该传感器信号SSl表明横向载体段62弹性弯曲的量值。 因此，利用评估单元50存在的可能性是，在联接器球头44无负荷的情况下储存基准值一例如传感器信号SSltl,并且然后将此后测得的在一种或多种支撑载荷下出现的传感器信号SSla与基准值SSltl进行对比并从中导出由支撑载荷施加的力SL的量值。例如为评估单元50分配有显示单元130 (图4)，该显示单元130以横梁132的形式显示与支撑载荷相应的力SL，其中，横梁132平行于刻度盘134地走向，该刻度盘134可以使观察者区分出容许范围136或非容许范围138并因此为依据本发明的载体单元20的使用者提供的可能性是，确定通过支撑载荷对载体单元20产生的力SL是处于容许范围还是非容许范围内。但也存在这种可能性，S卩刻度盘134还以容许度的不同分级的容许范围加以标记，并因此为使用者提供区分容许度的多个范围的可能性。甚至存在这种可能性，即刻度盘134这样构成，使刻度盘134显示通过支撑载荷产生的力SL的数值。优选的是，显示单元130优选要么设置在汽车上，要么设置在载体单元20上，例如对于球头颈状件42的情况，直接处于球头颈状件42上。但利用依据本发明的传感器单元SI也存在这种可能性，即通过对传感器信号SSla时间上的变化加以分析，来检测行驶中的动态负荷，并且因此例如检测作用于依据本发明的载体单元20的加速度以何种程度对平面El内的横向载体段62的运动产生影响，并将这些加速度传送到用于检测载体单元20动态负荷的单元140。例如可以设想，传感器信号SSl在汽车停驶时表现的是通过支撑载荷产生的力，并且在汽车行驶期间从汽车停驶时所测定的支撑载荷的力SL出发，将附加在时间上变化地出现的而且视共同作用而定地可能 导致横向载体段62随着平面El上的运动变形的附加力V、Q和L来作为动态负荷加以评估。测量单元的精度能以如下方式来提高，即如图6在依据本发明的载体单元20的第二实施例中所示地，两个横向载体段62上具有传感器单元SI和S2，这两个传感器单元SI和S2如同结合传感器单元S I介绍的那样构成，但在横向载体22的不同位置上检测横向载体22的变形。在依据本发明的载体单元20的所示第二实施例中，传感器单元SI和S2这样布置，即使传感器单元SI和S2处于彼此平行走向的平面El和E2内，并且因此检测通过基本上相同的力作用于联接器球头确定的变形。作为对第一实施例和第二实施例的选择或补充，在依据本发明的载体单元20的第三实施例中，在图7中仅示出其中的载体元件40，传感器单元SI直接布置在球头颈状件42上，其中，传感器单元SI例如可以靠近保持元件32或也可以靠近联接器球头44地布置，以便检测球头颈状件42上表现为承载结构段的球头颈状件段的弹性变形。在此，在该实施例中，其中布置有传感器单元SI的平面E3平行于X和Z方向地走向，其中，通过传感器单元S I同样检测可以通过支撑载荷的力SL或力V或部分通过力L引起的球头颈状件42的变形。在此，对传感器信号SSl的评估以与结合前面的实施例所介绍的相同方式进行。此外，结合第三实施例未明确提到的部分与第一实施例的相应部分以相同的方式构成，从而在第一实施例方面全部内容可以参阅对该实施例的详细说明。在图8和9所示的第四实施例中，车身连接支架26除了容纳处30"'之外均以与第一实施例、第二实施例和第三实施例中相同的方式构成，并且也以相同的方式固定在汽车10车身的尾部区域14上。与第一实施例相对照地，容纳处30"'包括用于载体元件40"'的转盘轴承150，其中，转盘轴承150具有与汽车固定的轴承体152，相对于该轴承体152可枢转的轴承体154例如能绕唯一的枢转轴线可枢转地构成，例如像专利申请EP O 799 732 A和EP I142 732 A所介绍的那样，或也可多轴线枢转，在极端情况下为可三轴线枢转。此外,转盘轴承150利用未详细示出的、优选整合到转盘轴承中的锁定装置160而可以在至少一个枢转位置上被锁定，以便例如在图8所示的工作位置上，载体元件40"'相对于车身连接支架26刚性地固定在限定的位置上。在该第四实施例中，例如传感器单元SI和S2正如结合第一实施例和第二实施例所介绍的那样可以布置在横向载体22上。作为对此的补充或选择，在第四实施例中，传感器单元SI如图9所示布置在载体元件40"，上，具体而言是呈与结合第三实施例所介绍的相类似的方式。在第四实施例中，传感器单元SI的传感器信号SSl的产生和评估也以与结合第三实施例所介绍的相同方式进行。在图10和图11所示依据本发明的载体单元20的第五实施例中，车身连接支架26""包括横向载体22""，横向载体22""的弹性变形可以通过传感器单元SI以与结合第一实施例所介绍的相同方式来检测。但与第一实施例相对照地，在第五实施例中，容纳处30""构造为具有四边形容纳处的容纳套筒，图11中所示的例如构造为四边形管的保持元件32""可以插入和固定到容纳套筒中，其中，保持元件32""是整体采用40""标注的具有承受载荷的元件170的载体元件，在载体元件170上可以要么装配联接器球头，要么作为其他部件装配有承重装置的承受载荷元件。支撑载荷的作用于承受载荷的元件170的力SL以已经介绍的方式使横向载体22〃〃变形，这种变形可以利用传感器单元SI检测。但也可行的是，传感器单元SI例如也可以设置在保持元件32""上，并且对保持元件32""的变形类似于第三实施例中载体元件40的弹性变形进行检测，正如图11所示。此外，第五实施例特别是在通过传感器单元SI检测弹性变形方面与前面的实施例以相同的方式进行，从而与此相关的全部内容可以参阅前面的实施例。在图12中所示的依据本发明的载体单元20的第六实施例中，传感器单元SI或需要时还有传感器单元S2以与第一实施例或第二实施例相同的方式装配在车身连接支架26〃"，上，而承受载荷的元件170'则例如是车轮支架，车轮支架可以利用保持元件32""'插入容纳处30""'内。在图6中所示的依据本发明的传感器单元SI'的第二实施例中，相同的部件设有同样的附图标记，从而在说明方面全部内容也参阅对第一实施例的详细说明。特别是对于传感器单元Sr第二实施例的布置方案的说明与依据本发明的载体单元第一实施例中传感器单元Si的布置方案以相同的方式进行。与第一实施例相对照地，传感器基座70'以如下程度改变，即指状突起84'和86'以距固定区76'很小的间距来布置，而指状突起82'则具有数倍于指状突起84'和86'长度的长度，优选至少为两倍或至少为三倍。特别是臂82'比固定区74'和76'的间距A长二分之一。此外，弹簧弹性的连接片106'和108'接着指状突起84'和86'地大致平行于臂82'地走向。通过转换区80的这种变化的结构，保持在臂82'上带有第一测量元件112的第一测量部位仅基于机械构成而相对于具有测量元件114和116的第二测量部位M2a进行程度加强推移，并因此仅通过这种机械构成在基于力F的作用而使承载结构段62变形时，间距ARl和AR2发生更强烈的变化。通过用于产生传感器信号SSl的传感器电路118对由间距测量单元110产生的信号的评估以与结合依据本发明的传感器单元Si的第一实施例所介绍的相同方式进行。在图14和15所示依据本发明的传感器单元第三实施例中，与第一实施例和第二实施例相对照地，指状突起84〃和86〃布置在固定区74〃上，并且朝固定区76〃的方向延伸，并且在固定区76〃上设置有指状突起82〃，该指状突起82〃以与第一实施例和第二实施例中所介绍的相同方式处于指状突起84与86之间。 此外，在指状突起84〃和86〃的前伸部中，传感器基座70'的进行延伸的区域形成弹簧弹性的连接片106〃和108"，连接片106〃和108〃类似于第二实施例地大致平行于指状突起82〃地延伸，但指状突起82〃在该实施例中同样以臂的形式构成，并且长度为突起84"和86〃长度的四倍，至少两倍或三倍或大于固定区74〃和76〃间距的三分之一。与第一实施例和第二实施例相对照地，传感器基座70"作为例如铝制的金属板178的复合体而构造有布置在该金属板178上的、但对金属板178的机械特性(特别是弹性变形)没有妨害的印刷电路板180，该印刷电路板180从固定区76"出发通过作为臂构成的指状突起82〃 一直延伸到第一测量元件112，并通过弹簧弹性的连接片106〃和108〃各自一直延伸到相应的第二测量元件114或116。在此,第一测量元件112以及第二测量元件114和116处于印刷电路板180上，并且因此能以简单方式固定在该印刷电路板180上，并且能通过该印刷电路板180接触连接，特别是可以简单方式与同样处于印刷电路板180上的传感器电路118连接。由此，通过在金属板178与印刷电路板180之间的这种形成传感器基座70的复合体，依据第三实施例的传感器单元Si"能以简单方式制造，并且因此也能成本低廉地构成。在图16和17所示的依据本发明的传感器单元的第四实施例中，传感器单元70"，以与第三实施例以相同的方式构成。但与第三实施例相对照地，传感器基座70"'通过金属板178与布置在两侧上的印刷电路板180的复合体来形成，从而无论是在金属板178的上侧还是在金属板178的底侦牝均设置具有第一测量元件112和第二测量元件114和116，第一测量元件112和第二测量元件114和116以与第三实施例中所介绍的相同方式能与传感器电路118借助印刷电路板180相连接。
权利要求
1.用于汽车的载体单元(20)，所述载体单元(20)包括能装配在汽车(10)的尾部区域(14)上的承载结构(60)， 其特征在于，设置有用于检测作用于所述承载结构(60)的而且使所述承载结构(60)弹性变形的力的传感器单元(S1、S2)，所述传感器单元(S1、S2)设有传感器基座(70)，所述传感器基座(70)包括两个彼此有间距布置的而且能够固定在能弹性变形的承载结构段(T)的装配区(124、126)上的固定区(74、76)以及布置在所述固定区(74、76)之间的转换区(80)，所述转换区(80)将所述装配区(124、126)进而还有所述固定区(74、76)相对彼此通过所述承载结构段(T)的弹性变形产生的运动在机械上转换成所述转换区(80)的测量部位(Ml、M2)相对彼此的运动，并且所述测量部位(Ml、M2)的运动能通过所述传感器单元(S1、S2)检测。
2.按权利要求1所述的载体单元，其特征在于，所述装配区(124、126)的运动包括所述装配区(124、126)进而还有所述固定区(74、76)相对彼此通过所述承载结构段(1')的弹性变形而引起的而且在平面(E1、E2、E3)内进行的平移运动和旋转运动。
3.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座(70)的所述转换区(80)能够不依赖于所述承载结构段(T)的处在所述装配区(124、126)之间的中间区(128)地运动。
4.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座(70)呈板状地构成，并且在传感器基座面(Fl)内延伸。
5.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座(70)的所述转换区(80)将所述固定区(74、76)的绕横向于或垂直于所述传感器基座面(Fl)走向的转动轴线(D)的运动转换成所述转换区(80)的测量部位(M1、M2)相对彼此的运动。
6.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述承载结构段(T)的所述装配区(124、126)基于弹性变形来执行在平行于所述传感器基座面(Fl)的面(El)内进行的运动。
7.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座(70)的所述固定区(74、76)通过至少一个能弹性运动的元件(106、108)相互连接。
8.按权利要求7所述的载体单元，其特征在于，所述能弹性运动的元件(106、108)是所述转换区(80)的部分。
9.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述转换区(80)具有至少一个从所述固定区(74、76)之一朝向另外那个所述固定区(76、74)的方向延伸的突起(82、84、86)，所述突起(82、84、86)具有所述测量部位(Ml、M2)中的一个。
10.按权利要求9所述的载体单元，其特征在于，所述转换区(80)具有至少一个从每个所述固定区(74、76)朝向各自另外那个所述固定区(76、74)的方向延伸的突起(82、84、86 )，并且每个所述突起(82、84、86 )具有所述测量部位(Ml、M2 )中的至少一个。
11.按权利要求10所述的载体单元，其特征在于，所述突起(82、84、86)具有彼此朝向的段(92、94、96、98)，将所述测量部位(Ml、M2)分配给所述段(92、94、96、98)。
12.按权利要求10或11所述的载体单元，其特征在于，所述突起(82、84、86)具有彼此有间距分布的段(92、94、96、98)，并且将所述测量部位化1^2)分配给所述段。
13.按权利要求9至12之一所述的载体单元，其特征在于，所述突起之一(82)构造为臂。
14.按权利要求13所述的载体单元，其特征在于，所述测量部位(Ml)布置在距承载所述臂(82)的固定区(74)最大地隔开间距的臂区内。
15.按权利要求13或14所述的载体单元，其特征在于，在所述测量部位(Ml)与所述固定区(74)之间的间距相当于所述固定区(74、76)彼此间距(A)的至少三分之一。
16.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器单元(S1、S2)包括间距测量单元(I 10)。
17.按权利要求16所述的载体单元，其特征在于，所述间距测量单元(110)在机械上无碰触式地检测所述测量部位(Ml、M2)的间距。
18.按权利要求16或17所述的载体单元，其特征在于，所述间距测量单元(110)在每个所述测量部位(M1、M2)上具有两个共同作用的测量元件(112、114、116)中的一个。
19.按权利要求18所述的载体单元，其特征在于，所述间距测量单元(110)基于磁场检测来实施间距测量。
20.按权利要求19所述的载体单元，其特征在于，所述间距测量单元(110)包括产生磁场的测量元件(112)和测量磁场的测量元件(114、116)。
21.按权利要求20所述的载体单元，其特征在于，所述产生磁场的测量元件(112)包括永久磁铁或能电运行的线圈。
22.按权利要求20或21所述的载体单元，其特征在于，所述测量磁场的测量元件(114、116)包括霍尔传感器。
23.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座(70)包括用于容纳所述传感器单元(S1、S2)的传感器电路(118)的印刷电路板(180)。
24.按权利要求23所述的载体单元，其特征在于，所述传感器基座构造为由载体板(178)和印刷电路板(180)制成的复合构件。
25.按权利要求22或23所述的载体单元，其特征在于，所述印刷电路板(180)—直延伸到所述测量部位(Ml、M2)，并且在所述印刷电路板(180)上，所述间距测量单元(110)的元件布置在所述测量部位(Ml、M2)上。
26.按前述权利要求之一所述的载体单元，其特征在于，设置有评估单元(50)，所述评估单元(50)用于由所述测量部位(Ml、M2)的通过所述传感器单元(S1、S2)检测到的运动来测定力。
27.按权利要求26所述的载体单元，其特征在于，所述评估单元(50)为测定力而将未受力的传感器信号(SSlO)与受力的传感器信号(SSlSL)进行比较。
28.按权利要求27所述的载体单元，其特征在于，所述评估单元(50)由所述受力的传感器信号(SSlSL)与所述未受力的传感器信号(SSlO)的偏差来测定力的量值。
29.按权利要求26至28之一所述的载体单元，其特征在于，所述评估单元(50)通过与在所述评估单元(50)内预先给定的至少一个基准值的比较来测定力的可允许性。
30.按权利要求26至29之一所述的载体单元，其特征在于，所述评估单元(50)与对力加以显示的显示单元(60)相联接。
全文摘要
为了在用于汽车的包括可以装配在汽车尾部区域上的承载结构的载体单元以如下方式进行改进，即可以检测作用于承载结构的载荷，提出设置有用于检测作用于承载结构的而且使承载结构弹性变形的力的传感器单元，传感器单元设有传感器基座，传感器基座包括两个彼此有间距地布置的而且能固定在可弹性变形的承载结构段的装配区上的固定区以及布置在固定区之间的转换区，转换区将装配区进而还有固定区相对彼此通过支承段的弹性变形产生的运动在机械上转换成转换区测量部位相对彼此的运动，并且测量部位的运动可以通过传感器单元加以检测。
文档编号G01L5/00GK102991291SQ201210336829
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月12日 优先权日2011年9月12日
发明者沃尔夫冈·根特纳, 贝尔特·韦格纳, 约尔格·里勒 申请人:斯坎比亚控股塞浦路斯有限公司