СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ В КАРДАННЫХ ВАЛАХ И КАРДАННЫЙ ВАЛ, СВЯЗАННЫЙ С УКАЗАННОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2022 года по МПК B60K17/22 F16D3/40 G01P3/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в частности, к системе для определения оборотов в карданных валах с использованием магнитного взаимодействия и к карданному валу, связанному с указанной системой.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Карданные валы представляют собой элементы силовой передачи, которые используются в автомобильных транспортных средствах для приема вращательного движения и мощности от двигателя или коробки передач и передачи указанных движения и мощности на дифференциал транспортного средства.

Упомянутое количество поворотных движений, другими словами, количество оборотов, считается важными исходными данными для общей конструкции карданных валов. Упомянутые исходные данные не могут быть получены при помощи системы, выполненной как единое на карданном валу. В частности, сложность установки устойчивой системы на карданном валу, которая гарантирует, что элементы обнаружения не могут быть защищены от условий окружающей среды, и которая обеспечивает непрерывное вращение, приводит к возникновению связанной технической проблемы. В настоящее время, несмотря на то, что количество оборотов определяется в соответствии с прогнозами или моделированием, которые оптимизируются в соответствии с различными условиями окружающей среды и механизмами, вышеупомянутые способы являются недостаточными для полного отображения реальных условий.

В результате проблемы, упомянутые выше и которые не могут быть решены в свете известного уровня техники, обусловили необходимость проведения инноваций в соответствующей области техники.

ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше проблем и предоставление технического усовершенствования в соответствующей области.

Основной целью настоящего изобретения является обеспечение системы для определения количества оборотов карданного вала с использованием магнитного взаимодействия, карданного вала, связанного с системой, и способа определения оборотов карданного вала.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение того, чтобы определение количества оборотов карданных валов происходило в реальных условиях, когда карданный вал используется, и обеспечение надежных входных данных, которые используются при проектировании карданных валов, которые должны быть изготовлены.

Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение оптимальной проектной конструкции элементов, расположенных на карданном валу для обеспечения соответствующего взаимодействия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для достижения всех целей, которые могут подразумеваться из информации, приведенной выше из следующего подробного описания, настоящее изобретение представляет собой систему для определения количества оборотов карданного вала, содержащую по меньшей мере магнит и по меньшей мере датчик Холла, которые располагают с обеспечением их магнитного взаимодействия друг с другом. Соответственно

один из указанных магнита и датчика Холла соединен с любым из вращающихся элементов карданного вала, и другой из них — с промежуточным подшипником, расположенным на карданном валу;

предусмотрен неподвижный удерживающий элемент, который расположен на указанном промежуточном подшипнике, который удерживает магнит, или датчик Холла таким образом, что он не входит в контакт с вращающимися элементами карданного вала и, следовательно, выполнен с возможностью оставаться неподвижным, и

и при этом предусмотрен элемент обнаружения, предназначенный для обнаружения частоты вращения посредством соотнесения оборота и импульса, создаваемого датчиком Холла в качестве результата взаимодействия между магнитом и датчиком Холла при вращении карданного вала.

Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает поверхность удерживающего элемента для указанного неподвижного удерживающего элемента, которая обеспечивает расположение магнита и датчика Холла друг напротив друга на одном уровне с целью обеспечения наибольшей эффективности магнитного взаимодействия.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, указанный неподвижный удерживающий элемент содержит по меньшей мере одну установочную поверхность для промежуточного подшипника, которая устанавливается на промежуточном подшипнике.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает вращающийся удерживающий элемент, который удерживает магнит или датчик Холла, и при этом он расположен на карданном валу и вращается с карданным валом.

Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает защитный элемент, содержащий первую канавку, приспособленную для соответствия геометрии промежуточного подшипника.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения защитный элемент содержит первую канавку, приспособленную для соответствия геометрии промежуточного подшипника.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения защитный элемент содержит вторую канавку, приспособленную для соответствия геометрии вращающегося удерживающего элемента.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения защитный элемент и вращающийся удерживающий элемент расположены на установочной поверхности, которая предусмотрена на карданном валу.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения защитный элемент на карданном валу неподвижно закреплен на месте посредством контакта с предусмотренной удерживающей поверхностью.

Для достижения всех целей, которые могут подразумеваться из описания, приведенного выше, и следующего подробного описания, настоящее изобретение предусматривает карданный вал, объединенный с системой, который является подходящим для любого из вариантов осуществления, описанных выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 показан схематический вид варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показан вид сзади механической конструкции согласно настоящему изобретению, которая установлена на карданный вал.

На фиг. 3 показан вид спереди механической конструкции согласно настоящему изобретению, которая установлена на карданный вал.

На фиг. 4 показан вид механической конструкции согласно настоящему изобретению, которая установлена на карданный вал.

На фиг. 5a, 5b, 5c показаны виды неподвижного удерживающего элемента, вращающегося удерживающего элемента и защитного элемента, соответственно.

На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении механической конструкции согласно настоящему изобретению, которая установлена на карданный вал.

На фиг. 6a показан подробный вид в сечении механической конструкции согласно настоящему изобретению, которая установлена на карданный вал.

На фиг. 7 показан покомпонентный вид в перспективе механической конструкции согласно настоящему изобретению.

На фиг. 8 показан вид в перспективе элемента карданного вала.

ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ

10. Элемент карданного вала

11. Удерживающая поверхность

12. Установочная поверхность

20. Механическая конструкция

21. Промежуточный подшипник

22. Защитный элемент

221. Первая канавка

222. Вторая канавка

23. Неподвижный удерживающий элемент

231. Поверхность удерживающего элемента

232. Установочная поверхность для промежуточного подшипника

24. Вращающийся удерживающий элемент

30. Магнит

40. Датчик Холла

50. Элемент обнаружения

SN. Фиксированная точка.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном подробном описании система для определения количества оборотов карданного вала согласно настоящему изобретению, карданный вал со связанной системой и способ определения описаны посредством иллюстрации с целью обеспечения лучшего понимания объекта, которая должна считаться имеющей ограничивающий эффект.

Настоящее изобретение относится к системе, которая определяет количество оборотов карданного вала с использованием магнитного взаимодействия, в соответствии с настоящим изобретением, карданному валу, связанному с системой, и к способу обнаружения оборотов карданного вала.

Настоящее изобретение

представляет собой систему для определения количества оборотов карданного вала, содержащую по меньшей мере магнит (30) и по меньшей мере датчик (40) Холла, которые располагают с обеспечением их магнитного взаимодействия друг с другом, характеризующуюся тем, что: одно из указанных магнита (30) и датчика (40) Холла соединено с любым из вращающихся элементов карданного вала, а другое из них — с неподвижной точкой (SN), и при этом предусмотрен элемент (50) обнаружения, предназначенный для обнаружения частоты вращения посредством соотнесения оборота и импульса, создаваемого датчиком (40) Холла в качестве результата взаимодействия между магнитом (30) и датчиком (40) Холла при вращении карданного вала.

На фиг. 1 показан схематический вид одного варианта осуществления системы согласно настоящему изобретению. В показанном варианте осуществления магнит (30) соединен с вращающимся элементом карданного вала, то есть с элементом (10) карданного вала. Хотя это расположение не является обязательным, магнит (30) может быть расположен на любом из средств карданного вала, которое обеспечивает вращательное движение. Датчик (40) Холла соединен с неподвижной точкой (SN). Фиксированная точка (SN) может предпочтительно быть выбрана в виде промежуточного подшипника (21), который показан на фиг. 2. В данном случае расположение магнита (30) и датчика (40) Холла может быть обратным.

Магнит (30) и датчик (40) Холла расположены таким образом, что между ними обеспечивается магнитное взаимодействие. Когда карданный вал начинает вращаться, магнит (30) и датчик (40) Холла встречаются друг с другом через определенные интервалы, и в результате этой встречи датчик (40) Холла создает импульс. Когда в системе используется разное количество магнитов (30) и датчиков Холла, количество оборотов на импульс также должно изменяться соответственно.

Элемент (50) обнаружения может определять количество импульсов для каждого оборота и может вычислять текущее количество оборотов карданного вала.

На фиг. 2 показана механическая конструкция (20) для объединения системы согласно настоящему изобретению с карданным валом, в частности, с элементом (10) карданного вала, который содержит промежуточный подшипник (21). В настоящем изобретении промежуточный подшипник (21) может быть использован в качестве неподвижной точки (SN) в дополнение к тому факту, что карданные валы имеют подшипник в средней части с целью обеспечения контакта с шасси транспортного средства и для обеспечения требуемой опоры. Указанный элемент (50) обнаружения может быть расположен на соответствующем промежуточном подшипнике (21) или на элементе (10) карданного вала.

Уже упоминалось, что система для определения оборотов содержит по меньшей мере магнит (30) и датчик (40) Холла. По меньшей мере одно из магнита (30) и датчиков (40) Холла должно быть неподвижным, а другое перемещаться для генерирования импульса на указанный оборот. Одной из основных функций механической конструкции (20) является обеспечение того, что либо магнит (30), либо датчик (40) Холла остается неподвижным, даже когда карданный вал находится в движении. Процесс генерирования импульса продолжают осуществлять посредством магнитного взаимодействия посредством магнита (30) или датчика (40) Холла, который расположен на элементе (10) карданного вала и вращается вместе с ним. Таким образом, обеспечивается непрерывность магнитного взаимодействия, и при этом передача данных, связанных с карданным валом, может поддерживаться постоянной. Другой важной функцией механической конструкции (20) является защита указанного по меньшей мере одного магнита (30) и датчика (40) Холла и элемента (50) обнаружения от условий окружающей среды.

Как можно видеть на фиг. 3, механическая конструкция (20) содержит промежуточный подшипник (21), защитный элемент (22), который окружает элемент (50) обнаружения, неподвижный удерживающий элемент (23), в котором расположен датчик (40) Холла, и вращающийся удерживающий элемент (24), в котором расположен магнит (30).

Как показано на фиг. 4, неподвижный удерживающий элемент (23) расположен на промежуточном подшипнике (21) и вращающийся удерживающий элемент (24) расположен на установочной поверхности (12), расположенной на подвижном элементе (10) карданного вала. Таким образом, датчик (40) Холла расположен на карданном валу, но датчик Холла не вращается с элементом (10) карданного вала. Магнит (30), встроенный во вращающийся удерживающий элемент (24), установлен на подвижном элементе (10) карданного вала и вращается с карданным валом. Следовательно, датчик (40) Холла, который остается неподвижным в то время, когда карданный вал движется, продолжает создавать импульсы при влиянии магнита (30). Расстояние между датчиком (40) Холла и магнитом (30) должно сохраняться как можно меньшим в соответствии с конструкцией и таким, чтобы обеспечивалась передача питания.

Как показано на фиг. 5a, неподвижный удерживающий элемент (23) содержит поверхность (231) удерживающего элемента, на которой расположен датчик (40) Холла, с установочной поверхностью или поверхностями (232) для промежуточного подшипника для установки на промежуточном подшипнике (21). Неподвижный удерживающий элемент (23) неподвижно закреплен на промежуточном подшипнике (21) посредством установочных поверхностей (232) для указанного промежуточного подшипника. Поверхность (231) удерживающего элемента выполнена с возможностью расположения магнита (30) и датчика (40) Холла на одном уровне с целью обеспечения наибольшей эффективности магнитного взаимодействия.

Защитный элемент (22) удерживает элемент (50) обнаружения и в то же время защищает неподвижный удерживающий элемент (23) и вращающийся удерживающий элемент (24) от условий окружающей среды. Таким образом, элемент (50) обнаружения и магнит (30) и датчик (40) Холла могут работать без негативного влияния условий окружающей среды. Защитный элемент (22) может быть образован из одной или более частей. Защитный элемент (22) расположен на установочной поверхности (12) элемента (10) карданного вала и его положение неподвижно закреплено посредством контакта с удерживающей поверхностью (11) на элементе (10) карданного вала. Защитный элемент (22) содержит первую канавку (221), приспособленную для соответствия геометрии промежуточного подшипника (21), и вторую канавку (222), приспособленную для соответствия геометрии вращающегося удерживающего элемента (224).

Благодаря компактной конструкции настоящего изобретения, магнит (30) и датчик (40) Холла могут быть приспособлены к карданному валу так, что они могут быть не видны снаружи. Следовательно, механическая конструкция (20) выглядит как естественное продолжение карданного вала.

Питание может передаваться в систему согласно настоящему изобретению беспроводным способом. В соответствии с данной конструкцией катушки, предпочтительно провода, намотанные вокруг неподвижного и вращающегося удерживающих элементов (23, 24), используются с целью обеспечения передачи энергии. Конфигурация, упомянутая в заявке на полезную модель с номером 2017/08500, поданную в Ведомство по патентам и товарным знакам Турции (TURKPATENT), может использоваться с целью обеспечения соответствующей беспроводной передачи питания.

Настоящее изобретение предусматривает способ определения количества оборотов карданного вала, при этом используют по меньшей мере один магнит (30) и по меньшей мере один датчик (40) Холла, которые располагают с обеспечением их магнитного взаимодействия друг с другом, характеризующийся тем, что включает следующие этапы:

а) соединения одного из указанных магнита (30) и датчика (40) Холла с неподвижной точкой (SN) на вращающихся элементах карданного вала, и

b) определения количества импульсов, созданных датчиком (40) Холла, и

с) определения количества оборотов посредством соотнесения количества импульсов с количеством оборотов.

В соответствии с указанным способом магнит (30) или датчик (40) Холла, который расположен на вращающемся элементе карданного вала, или датчик (40) Холла или магнит (30), который расположен на неподвижном элементе на карданном валу, в частности, промежуточном подшипнике (21), встречаются друг с другом при каждом обороте, когда карданный вал начинает вращаться, и в этот момент датчик (40) Холла создает импульс. Созданный импульс соотносится с количеством оборотов карданного вала посредством элемента (50) обнаружения, и может быть выполнено вычисление текущих оборотов.

Объем защиты настоящего изобретения изложен в прилагаемой формуле изобретения и не может быть ограничен вариантами осуществления, описанными в подробном описании. Очевидно, что специалист в данной области техники может обеспечить подобные варианты осуществления в свете вышеизложенного, не отступая от главной темы настоящего изобретения.

Изобретение относится к автомобильному транспорту, а более конкретно к карданным валам. Система для определения количества оборотов карданного вала содержит по меньшей мере магнит (30) и по меньшей мере датчик (40) Холла. Их располагают с обеспечением магнитного взаимодействия друг с другом. Один из указанных элементов, магнит (30) и датчик (40) Холла, соединен с любым из вращающихся элементов карданного вала, а другой из них — с неподвижной точкой (SN). При этом предусмотрен элемент (50) обнаружения, предназначенный для обнаружения частоты вращения посредством соотнесения оборота и импульса, создаваемого датчиком (40) Холла, как результат взаимодействия между магнитом (30) и датчиком (40) Холла при вращении карданного вала. Достигается упрощение системы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система для определения количества оборотов карданного вала, содержащая по меньшей мере магнит (30) и по меньшей мере датчик (40) Холла, которые располагают с обеспечением их магнитного взаимодействия друг с другом, отличающаяся тем, что

один из указанных магнита (30) и датчика (40) Холла соединен с любым из вращающихся элементов карданного вала, и другой из них — с промежуточным подшипником (21), расположенным на карданном валу;

предусмотрен неподвижный удерживающий элемент (23), который расположен на указанном промежуточном подшипнике (21), который удерживает магнит (30), или датчик (40) Холла таким образом, что он не входит в контакт с вращающимися элементами карданного вала и, следовательно, выполнен с возможностью оставаться неподвижным, и

при этом предусмотрен элемент (50) обнаружения, предназначенный для обнаружения частоты вращения посредством соотнесения оборота и импульса, создаваемого датчиком (40) Холла в качестве результата взаимодействия между магнитом (30) и датчиком (40) Холла при вращении карданного вала.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит поверхность (231) удерживающего элемента для указанного неподвижного удерживающего элемента (23), которая обеспечивает расположение магнита (30) и датчика (40) Холла друг напротив друга на одном уровне с целью обеспечения наибольшей эффективности магнитного взаимодействия.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный неподвижный удерживающий элемент (23) содержит по меньшей мере одну установочную поверхность (232) для промежуточного подшипника, которая установлена на промежуточном подшипнике (21).

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что содержит вращающийся удерживающий элемент (24), который удерживает магнит (30) или датчик (40) Холла и при этом расположен на карданном валу и вращается с карданным валом.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что содержит защитный элемент (22), расположенный на промежуточном подшипнике (21), таким образом он окружает элемент (50) обнаружения, магнит (30), датчик (40) Холла, неподвижный удерживающий элемент (23) и вращающийся удерживающий элемент (24).

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что предусматривает защитный элемент (22), содержащий первую канавку (221), приспособленную для соответствия геометрии промежуточного подшипника (21).

7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что предусматривает защитный элемент (22), содержащий вторую канавку (222), приспособленную для соответствия геометрии вращающегося удерживающего элемента (24).

8. Система по п. 5, отличающаяся тем, что защитный элемент (22) и вращающийся удерживающий элемент (24) расположены на установочной поверхности (12), предусмотренной на карданном валу.

9. Система по п. 5, отличающаяся тем, что защитный элемент (22) неподвижно закреплен на месте посредством контакта с удерживающей поверхностью (11), предусмотренной на карданном валу.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит источник питания, выполненный с возможностью беспроводной передачи питания с целью обеспечения питания для системы.

11. Карданный вал, объединенный с системой по любому из предыдущих пунктов.