DE102019214170B3

DE102019214170B3 - Steering device with a dissipation structure for dissipating an electrostatic charge

Info

Publication number: DE102019214170B3
Application number: DE102019214170.6A
Authority: DE
Inventors: Paul Ahrenberg; Christian Mueller; Martin Ulrich Fischer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: WO2021052657A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung mit einer Lenkwelle (10a; 10b), welche ein Bezugspotential definiert, mit einer der Lenkwelle (10a; 10b) zugeordneten Sensoreinheit (12a; 12b), welche zumindest einen Sensoranschlusskontakt (14a; 14b) mit einer ersten Ableitelektrode (16a; 16b) umfasst und zur Erfassung wenigstens einer Lenkinformation vorgesehen ist, und mit wenigstens einer elektrisch mit der Lenkwelle (10a; 10b) verbundenen Ableitstruktur (18a; 18b), welche zumindest eine der ersten Ableitelektrode (16a; 16b) zugeordnete zweite Ableitelektrode (20a; 20b) umfasst und zur Ableitung einer elektrostatischen Ladung vorgesehen ist, wobei die erste Ableitelektrode (16a; 16b) und die zweite Ableitelektrode (20a; 20b) durch einen Luftspalt (22a; 22b) derart voneinander getrennt sind, dass bei zumindest einem Entladungsvorgang eine elektrostatische Ladung von der Sensoreinheit (12a; 12b) über den Luftspalt (22a; 22b) und über die Ableitstruktur (18a; 18b) zur Lenkwelle (10a; 10b) abgeleitet wird.

The invention relates to a steering device with a steering shaft (10a; 10b) which defines a reference potential, with a sensor unit (12a; 12b) assigned to the steering shaft (10a; 10b) which has at least one sensor connection contact (14a; 14b) with a first discharge electrode ( 16a; 16b) and is provided for the acquisition of at least one piece of steering information, and with at least one conductive structure (18a; 18b) electrically connected to the steering shaft (10a; 10b) which has at least one second conductive electrode (16a; 16b) assigned to the first conductive electrode (16a; 16b). 20a; 20b) and is provided for discharging an electrostatic charge, the first discharge electrode (16a; 16b) and the second discharge electrode (20a; 20b) being separated from one another by an air gap (22a; 22b) in such a way that during at least one discharge process an electrostatic charge from the sensor unit (12a; 12b) via the air gap (22a; 22b) and via the discharge structure (18a; 18b) to the steering shaft (10a; 10b) is directed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1. Zudem betrifft die Erfindung ein Lenksystem mit einer solchen Lenkvorrichtung sowie ein Verfahren zum Schutz einer Sensoreinheit einer solchen Lenkvorrichtung.The invention relates to a steering device according to claim 1. In addition, the invention relates to a steering system with such a steering device and a method for protecting a sensor unit of such a steering device.

Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 10 2008 044 059 A1 , sind Lenksysteme für Kraftfahrzeuge mit Lenksensoren zur Bestimmung eines Lenkwinkels und/oder eines an einer Lenkwelle ausgeübten Lenkmoments bekannt. Derartige Lenksensoren umfassen in der Regel eine Sensoreinheit, welche drehfest mit einer Ausgangswelle der Lenkwelle verbunden ist, und eine mit der Sensoreinheit zusammenwirkende Magneteinheit, welche drehfest mit einer Eingangswelle der Lenkwelle verbunden ist.From the prior art, such as the DE 10 2008 044 059 A1 , steering systems for motor vehicles with steering sensors for determining a steering angle and / or a steering torque exerted on a steering shaft are known. Such steering sensors generally comprise a sensor unit which is connected in a rotationally fixed manner to an output shaft of the steering shaft, and a magnet unit which interacts with the sensor unit and which is connected in a rotationally fixed manner to an input shaft of the steering shaft.

Darüber hinaus sind induktive Lenksensoren zur Bestimmung eines Lenkwinkels und/oder eines an einer Lenkwelle ausgeübten Lenkmoments bekannt. Derartige Lenksensoren sind beispielsweise in der DE 199 41 464 A1 und/oder der DE 101 21 870 A1 vorgeschlagen worden.In addition, inductive steering sensors for determining a steering angle and / or a steering torque exerted on a steering shaft are known. Such steering sensors are for example in the DE 199 41 464 A1 and / or the DE 101 21 870 A1 has been proposed.

Im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung der Fahrzeuge sind die EMV-Anforderungen an die einzelnen Komponenten der Lenksysteme stark gestiegen, insbesondere auch hinsichtlich einer verbesserten Störfestigkeit der Lenksensoren und insbesondere der Sensoreinheiten der Lenksensoren gegenüber elektrostatischen Entladungen (ESD). Zum Schutz dieser empfindlichen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten werden deshalb üblicherweise ESD-Schutzdioden eingesetzt, welche auftretende Spannungspulse durch elektrostatische Entladungen gegen ein Bezugspotential ableiten und so die empfindlichen Komponenten schützen. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auch auf die EP 3 196 599 A1 verwiesen.In the course of the increasing electrification of vehicles, the EMC requirements for the individual components of the steering systems have risen sharply, in particular with regard to improved interference immunity of the steering sensors and in particular the sensor units of the steering sensors against electrostatic discharges (ESD). To protect these sensitive electrical and / or electronic components, ESD protective diodes are therefore usually used, which divert voltage pulses from a reference potential by means of electrostatic discharges and thus protect the sensitive components. In this context, for example, also refer to the EP 3 196 599 A1 referenced.

Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend davon insbesondere darin, eine Lenkvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer kosteneffizienten und/oder bauraumeffizienten Schutzwirkung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.Based on this, the object of the invention is in particular to provide a steering device with improved properties with regard to a cost-effective and / or space-efficient protective effect. The object is achieved by the features of claims 1, 9 and 10, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird eine Lenkvorrichtung vorgeschlagen, mit einer, insbesondere um eine Lenkachse drehbar gelagerten, Lenkwelle, welche ein Bezugspotential definiert, mit einer der Lenkwelle zugeordneten Sensoreinheit, welche zumindest einen Sensoranschlusskontakt mit einer ersten Ableitelektrode umfasst und zur Erfassung wenigstens einer Lenkinformation vorgesehen ist, und mit wenigstens einer elektrisch mit der Lenkwelle verbundenen Ableitstruktur, welche zumindest eine der ersten Ableitelektrode zugeordnete zweite Ableitelektrode umfasst und zur Ableitung einer elektrostatischen Ladung vorgesehen ist, wobei die erste Ableitelektrode und die zweite Ableitelektrode durch einen Luftspalt derart voneinander getrennt sind, dass, insbesondere zum Schutz der Sensoreinheit, bei zumindest einem, insbesondere elektrostatischen, Entladungsvorgang eine elektrostatische Ladung von der Sensoreinheit über den Luftspalt und über die Ableitstruktur zur Lenkwelle abgeleitet wird. Insbesondere wird die elektrostatische Ladung dabei von der ersten Ableitelektrode über den Luftspalt auf die zweite Ableitelektrode und über die Ableitstruktur gegen das Bezugspotential abgeleitet. Der Luftspalt legt insbesondere einen definierten, minimalen Abstand zwischen der ersten Ableitelektrode und der zweiten Ableitelektrode fest, insbesondere derart, dass die erste Ableitelektrode, der Luftspalt und die Ableitstruktur einen vorbestimmten Entladungspfad für die elektrostatische Ladung, insbesondere in Form einer Funkenstrecke, ausbilden. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders kosteneffiziente und/oder bauraumeffiziente Schutzwirkung erreicht werden, wobei insbesondere ein vorteilhafter Schutz der Sensoreinheit gegenüber elektrostatischen Entladungen erreicht werden kann. Zudem kann insbesondere auf teure und/oder sperrige ESD-Schutzdioden verzichtet und gleichzeitig eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Lenkvorrichtung verbessert werden.A steering device is proposed, with a steering shaft, in particular rotatably mounted about a steering axis, which defines a reference potential, with a sensor unit assigned to the steering shaft, which comprises at least one sensor connection contact with a first discharge electrode and is provided for detecting at least one piece of steering information, and with at least one discharge structure electrically connected to the steering shaft, which comprises at least one second discharge electrode assigned to the first discharge electrode and is provided for discharging an electrostatic charge, the first discharge electrode and the second discharge electrode being separated from one another by an air gap in such a way that, in particular to protect the Sensor unit, in at least one, in particular electrostatic, discharge process an electrostatic charge is derived from the sensor unit via the air gap and via the discharge structure to the steering shaft. In particular, the electrostatic charge is diverted from the first diverting electrode via the air gap to the second diverting electrode and via the diverting structure against the reference potential. The air gap defines in particular a defined, minimum distance between the first discharge electrode and the second discharge electrode, in particular such that the first discharge electrode, the air gap and the discharge structure form a predetermined discharge path for the electrostatic charge, in particular in the form of a spark gap. With this configuration, a particularly cost-efficient and / or space-efficient protective effect can be achieved, in particular an advantageous protection of the sensor unit against electrostatic discharges can be achieved. In addition, expensive and / or bulky ESD protection diodes in particular can be dispensed with and, at the same time, a service life and / or fatigue strength of the steering device can be improved.

Unter einer „Lenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Lenksystems, insbesondere eines Fahrzeugs und vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, verstanden werden. Die Lenkvorrichtung umfasst dabei vorteilhaft einen Lenksensor, welcher insbesondere die Sensoreinheit und eine mit der Sensoreinheit zusammenwirkende Wirkeinheit, wie beispielsweise eine Magneteinheit, umfasst. Darüber hinaus kann die Lenkvorrichtung weitere Bauteile und/oder Baugruppen umfassen, wie beispielsweise ein Lenkgetriebegehäuse mit einer Aufnahmeöffnung zur zumindest teilweisen Aufnahme der Lenkwelle und vorteilhaft zur zumindest teilweisen Aufnahme des Lenksensors, wenigstens ein, insbesondere in dem Lenkgetriebegehäuse angeordnetes und vorteilhaft als Zahnstange ausgebildetes, Lenkungsstellelement und/oder wenigstens eine, insbesondere über die Lenkwelle mit dem Lenkungsstellelement verbundene, Lenkhandhabe. Die Lenkwelle ist insbesondere mehrteilig ausgebildet und umfasst zumindest eine Eingangswelle, vorzugsweise eine Lenkspindel, und zumindest eine von der Eingangswelle getrennt ausgebildete und insbesondere relativ zu der Eingangswelle um die Lenkachse drehbare, Ausgangswelle, insbesondere ein Lenkritzel.In this context, a “steering device” should be understood to mean in particular at least a part, in particular a subassembly, of a steering system, in particular of a vehicle and preferably of a motor vehicle. The steering device advantageously comprises a steering sensor which, in particular, comprises the sensor unit and an active unit, such as a magnet unit, that interacts with the sensor unit. In addition, the steering device can comprise further components and / or assemblies, such as a steering gear housing with a receiving opening for at least partially receiving the steering shaft and advantageously for at least partially receiving the steering sensor, at least one steering actuator, in particular arranged in the steering gear housing and advantageously designed as a rack and / or at least one steering handle, in particular connected to the steering actuator via the steering shaft. The steering shaft is designed in particular in several parts and comprises at least one input shaft, preferably a steering spindle, and at least an output shaft, in particular a steering pinion, which is embodied separately from the input shaft and in particular rotatable about the steering axis relative to the input shaft.

Ferner soll unter einer „Sensoreinheit“ insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche zumindest einen Teil eines Lenksensors ausbildet und insbesondere dazu vorgesehen ist, mit der Wirkeinheit zusammenzuwirken, um anhand einer Verdrehung der Eingangswelle relativ zu der Ausgangswelle wenigstens eine, insbesondere mit einer Betätigung der Lenkhandhabe korrelierte, Lenkinformation zu erfassen. Die Lenkinformation ist dabei vorzugsweise ein Lenkwinkel und/oder ein, insbesondere mittels der Lenkhandhabe auf die Lenkwelle aufgebrachtes, Lenkmoment. Die Sensoreinheit umfasst hierzu vorteilhaft wenigstens ein Sensormodul, wie beispielsweise eine Sensorspule, einen Hallsensor und/oder einen magnetoresistiven Sensor, und wenigstens einen Sensoranschlusskontakt zur elektrischen Kontaktierung des Sensormoduls. Darüber hinaus soll unter einer „Ableitstruktur“ insbesondere ein elektrisch leitfähiges Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, zum Schutz der Sensoreinheit eine elektrostatische Ladung von dem Sensoranschlusskontakt und insbesondere der ersten Ableitelektrode gegen das Bezugspotential abzuleiten. Vorteilhaft ist die Ableitstruktur hierzu elektrisch niederohmig mit der Lenkwelle verbunden. Dabei kann die Ableitstruktur insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mit der Lenkwelle verbunden sein, wie beispielsweise mittels einer Pressverbindung und/oder einer Verstemmverbindung. Alternativ kann die Ableitstruktur jedoch auch stoffschlüssig mit der Lenkwelle verbunden sein, wie beispielsweise mittels einer Klebeverbindung, einer Gussverbindung und/oder einer Schweißverbindung. Darüber hinaus ist die Ableitstruktur bevorzugt einstückig, beispielsweise als einzelnes Blech und/oder Ringblech, ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.Furthermore, a “sensor unit” is to be understood in particular as an electrical and / or electronic unit which forms at least part of a steering sensor and is provided in particular to interact with the active unit in order to use a rotation of the input shaft relative to the output shaft to at least one, in particular correlated with an actuation of the steering handle to detect steering information. The steering information is preferably a steering angle and / or a steering torque applied to the steering shaft, in particular by means of the steering handle. For this purpose, the sensor unit advantageously comprises at least one sensor module, such as a sensor coil, a Hall sensor and / or a magnetoresistive sensor, and at least one sensor connection contact for making electrical contact with the sensor module. In addition, a “discharge structure” is to be understood in particular as an electrically conductive element which is provided to protect the sensor unit from diverting an electrostatic charge from the sensor connection contact and in particular the first discharge electrode against the reference potential. For this purpose, the diverting structure is advantageously connected to the steering shaft with low electrical resistance. The diverting structure can be connected to the steering shaft in a non-positive and / or positive manner, for example by means of a press connection and / or a caulking connection. Alternatively, however, the diverting structure can also be connected to the steering shaft in a materially bonded manner, for example by means of an adhesive connection, a cast connection and / or a welded connection. In addition, the discharge structure is preferably designed in one piece, for example as a single sheet and / or ring sheet. “Provided” is to be understood in particular as specifically designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Luftspalt einen definierten, minimalen Abstand zwischen der ersten Ableitelektrode und der zweiten Ableitelektrode festlegt, wobei der Abstand zumindest 0,1 mm und vorteilhaft zumindest 0,4 mm und/oder höchstens 1 mm und vorteilhaft höchstens 0,6 mm beträgt. Hierdurch kann insbesondere ein besonders wirkungsvoller Schutz der Sensoreinheit, insbesondere auch unter Berücksichtigung möglicher Fertigungstoleranzen und/oder Verschmutzungen, erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine spezifische, maximale Brennspannung am Sensoranschlusskontakt erreicht werden.According to a particularly preferred embodiment, it is proposed that the air gap defines a defined, minimum distance between the first discharge electrode and the second discharge electrode, the distance at least 0.1 mm and advantageously at least 0.4 mm and / or at most 1 mm and advantageously at most 0.6 mm. In this way, particularly effective protection of the sensor unit can be achieved, in particular also taking into account possible manufacturing tolerances and / or soiling. In addition, a specific, maximum operating voltage can advantageously be achieved at the sensor connection contact.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein minimaler Abstand der ersten Ableitelektrode zur Lenkwelle größer als ein minimaler Abstand der zweiten Ableitelektrode zur Lenkwelle ist. Insbesondere sind die erste Ableitelektrode und die zweite Ableitelektrode in diesem Fall in zumindest einer Richtung senkrecht zur Lenkwelle und/oder in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle beabstandet zueinander angeordnet. Zudem verläuft der vorbestimmte Entladungspfad für die elektrostatische Ladung in diesem Fall insbesondere zumindest im Bereich der ersten Ableitelektrode und der zweiten Ableitelektrode und/oder im Bereich des Luftspalts in radialer Richtung. Vorteilhaft weisen die erste Ableitelektrode und die zweite Ableitelektrode dabei dieselbe Höhe bezüglich der Lenkwelle auf, insbesondere in axialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle. In diesem Zusammenhang wird zudem vorgeschlagen, dass die erste Ableitelektrode die Ableitstruktur in zumindest einer Richtung senkrecht zur Lenkwelle betrachtet zumindest teilweise verdeckt. Hierdurch kann insbesondere in einer Richtung parallel zur Lenkwelle und/oder in axialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle eine vorteilhaft kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden.In one embodiment of the invention, it is proposed that a minimum distance between the first discharge electrode and the steering shaft is greater than a minimum distance between the second discharge electrode and the steering shaft. In particular, the first discharge electrode and the second discharge electrode are in this case arranged at a distance from one another in at least one direction perpendicular to the steering shaft and / or in the radial direction with respect to the steering shaft. In addition, the predetermined discharge path for the electrostatic charge runs in this case in particular at least in the area of the first discharge electrode and the second discharge electrode and / or in the area of the air gap in the radial direction. The first discharge electrode and the second discharge electrode advantageously have the same height with respect to the steering shaft, in particular in the axial direction with respect to the steering shaft. In this context, it is also proposed that the first discharge electrode at least partially cover the discharge structure in at least one direction perpendicular to the steering shaft. In this way, an advantageously compact steering device can be provided in particular in a direction parallel to the steering shaft and / or in the axial direction with respect to the steering shaft.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein minimaler Abstand der ersten Ableitelektrode zur Lenkwelle gleich einem minimalen Abstand der zweiten Ableitelektrode zur Lenkwelle ist. Insbesondere weisen die erste Ableitelektrode und die zweite Ableitelektrode in diesem Fall in zumindest einer Richtung senkrecht zur Lenkwelle und/oder in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle denselben Abstand zur Lenkwelle auf. Zudem sind die erste Ableitelektrode und die zweite Ableitelektrode in diesem Fall insbesondere in zumindest einer Richtung parallel zur Lenkwelle und/oder in axialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle beabstandet zueinander angeordnet. Ferner verläuft der vorbestimmte Entladungspfad für die elektrostatische Ladung dabei insbesondere zumindest im Bereich der ersten Ableitelektrode und der zweiten Ableitelektrode und/oder im Bereich des Luftspalts in axialer Richtung. Hierdurch kann insbesondere in eine Richtung senkrecht zur Lenkwelle und/oder in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle eine vorteilhaft kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden.In a further embodiment of the invention, it is proposed that a minimum distance between the first discharge electrode and the steering shaft is equal to a minimum distance between the second discharge electrode and the steering shaft. In particular, the first discharge electrode and the second discharge electrode in this case have the same distance from the steering shaft in at least one direction perpendicular to the steering shaft and / or in the radial direction relative to the steering shaft. In addition, the first discharge electrode and the second discharge electrode are in this case, in particular, arranged at a distance from one another in at least one direction parallel to the steering shaft and / or in the axial direction with respect to the steering shaft. Furthermore, the predetermined discharge path for the electrostatic charge runs in the axial direction in particular at least in the area of the first discharge electrode and the second discharge electrode and / or in the area of the air gap. As a result, an advantageously compact steering device can be provided in particular in a direction perpendicular to the steering shaft and / or in the radial direction with respect to the steering shaft.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ableitstruktur gestuft, insbesondere mit zumindest einer Stufe, ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang umfasst die Ableitstruktur insbesondere einen Befestigungsabschnitt, welcher insbesondere zur Befestigung an der Lenkwelle vorgesehen ist, und einen der Sensoreinheit zugeordneten und vorteilhaft zu dem Befestigungsabschnitt zumindest im Wesentlichen senkrecht angeordneten Sensorabschnitt. Bevorzugt ist die zweite Ableitelektrode dabei an einem der Lenkwelle abgewandten Ende des Sensorabschnitts angeordnet. Besonders vorteilhaft erstreckt sich der Befestigungsabschnitt ausgehend von dem Sensorabschnitt in Richtung der Ausgangswelle und/oder in Richtung des Lenkungsstellelements. Der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ soll dabei insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel zwischen 82° und 98°, vorteilhaft zwischen 85° und 95° und besonders bevorzugt zwischen 88° und 92° einschließen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Verbindung zwischen der Ableitstruktur und der Lenkwelle realisiert werden.It is also proposed that the discharge structure be stepped, in particular with at least one step. In this context, the diverting structure comprises in particular a fastening section, which is provided in particular for fastening to the steering shaft, and one of the Sensor unit assigned and advantageously arranged at least substantially perpendicular to the fastening section sensor section. The second discharge electrode is preferably arranged at an end of the sensor section facing away from the steering shaft. The fastening section extends particularly advantageously starting from the sensor section in the direction of the output shaft and / or in the direction of the steering actuator. The expression “at least substantially perpendicular” is intended to define in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, especially viewed in one plane, at an angle between 82 ° and 98 °, advantageously between 85 ° and 95 ° and particularly preferably between 88 ° and 92 °. In this way, in particular, an advantageous connection between the discharge structure and the steering shaft can be realized.

Die Sensoreinheit kann insbesondere wenigstens ein, insbesondere separates, Sensortrageelement zur Befestigung des Sensormoduls an der Lenkwelle umfassen. Dabei kann das Sensortrageelement insbesondere einen dem Sensormodul zugeordneten Sensortrageabschnitt, welcher insbesondere zur Halterung des Sensormoduls vorgesehen ist, und einen der Lenkwelle zugeordneten Sensorbefestigungsabschnitt, welcher insbesondere zur Befestigung an der Lenkwelle vorgesehen ist, aufweisen. Vorteilhaft wird jedoch vorgeschlagen, dass die Ableitstruktur als Sensorträger ausgebildet und zur Befestigung der Sensoreinheit an der Lenkwelle vorgesehen ist. Die Ableitstruktur ist dabei insbesondere dazu vorgesehen, die Gewichtskraft der Sensoreinheit zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil aufzunehmen und vorteilhaft in die Lenkwelle einzuleiten. Bevorzugt ist der Sensorabschnitt der Ableitstruktur in diesem Fall zur Halterung des Sensormoduls vorgesehen. Zudem ist die Sensoreinheit besonders bevorzugt ausschließlich über die Ableitstruktur an der Lenkwelle befestigt. Darüber hinaus sind die Sensoreinheit und die Ableitstruktur in diesem Fall vorteilhaft elektrisch voneinander isoliert. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 75 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 %, verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden. Zudem kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, weiter verbessert werden.The sensor unit can in particular comprise at least one, in particular separate, sensor support element for fastening the sensor module to the steering shaft. The sensor support element can in particular have a sensor support section assigned to the sensor module, which is provided in particular for holding the sensor module, and a sensor attachment section assigned to the steering shaft, which is provided in particular for attachment to the steering shaft. However, it is advantageously proposed that the discharge structure is designed as a sensor carrier and is provided for fastening the sensor unit to the steering shaft. The diverting structure is provided in particular to absorb the weight force of the sensor unit at least partially and preferably to at least a large part and advantageously to introduce it into the steering shaft. In this case, the sensor section of the discharge structure is preferably provided for holding the sensor module. In addition, the sensor unit is particularly preferably attached to the steering shaft exclusively via the discharge structure. In addition, the sensor unit and the discharge structure are advantageously electrically isolated from one another in this case. The expression “at least a large part” should be understood to mean in particular at least 55%, advantageously at least 75% and particularly advantageously at least 95%. In this way, a particularly compact steering device can in particular be provided. In addition, an efficiency, in particular a component efficiency, a space efficiency and / or a cost efficiency, can advantageously be further improved.

Die Sensoreinheit und/oder die Ableitstruktur könnten insbesondere an der Eingangswelle angeordnet und/oder befestigt sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit und/oder die Ableitstruktur an der Ausgangswelle angeordnet und/oder befestigt ist/sind. Vorteilhaft sind die Sensoreinheit und/oder die Ableitstruktur dabei in Richtung der Lenkwelle in Höhe der Ausgangswelle angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine elektrostatische Ladung besonders vorteilhaft abgeleitet werden.The sensor unit and / or the discharge structure could in particular be arranged and / or fastened to the input shaft. However, it is preferably proposed that the sensor unit and / or the discharge structure is / are arranged and / or fastened to the output shaft. The sensor unit and / or the discharge structure are advantageously arranged in the direction of the steering shaft at the level of the output shaft. In this way, in particular, an electrostatic charge can be derived particularly advantageously.

Zudem wird ein Verfahren zum Schutz einer Sensoreinheit einer Lenkvorrichtung, insbesondere der bereits zuvor genannten Lenkvorrichtung, vorgeschlagen, wobei eine erste Ableitelektrode zumindest eines Sensoranschlusskontakts der Sensoreinheit durch einen Luftspalt, insbesondere mit einem definierten, minimalen Abstand von zumindest 0,1 mm und/oder höchstens 1 mm, von einer zweiten Ableitelektrode einer Ableitstruktur getrennt ist und bei zumindest einem, insbesondere elektrostatischen, Entladungsvorgang eine elektrostatische Ladung von der Sensoreinheit über den Luftspalt und über die Ableitstruktur zur Lenkwelle abgeleitet wird. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann eine besonders kosteneffiziente und/oder bauraumeffiziente Schutzwirkung erreicht werden, wobei insbesondere ein vorteilhafter Schutz der Sensoreinheit gegenüber elektrostatischen Entladungen erreicht werden kann. Zudem kann insbesondere auf teure und/oder sperrige ESD-Schutzdioden verzichtet und gleichzeitig eine Standzeit und/oder eine Dauerfestigkeit der Lenkvorrichtung verbessert werden.In addition, a method for protecting a sensor unit of a steering device, in particular the steering device already mentioned, is proposed, wherein a first discharge electrode of at least one sensor connection contact of the sensor unit through an air gap, in particular with a defined, minimum distance of at least 0.1 mm and / or at most 1 mm, is separated from a second discharge electrode of a discharge structure and during at least one, in particular electrostatic, discharge process an electrostatic charge is discharged from the sensor unit via the air gap and via the discharge structure to the steering shaft. In this way, the advantages already mentioned can be achieved in particular. In particular, a particularly cost-efficient and / or space-efficient protective effect can be achieved, wherein in particular an advantageous protection of the sensor unit against electrostatic discharges can be achieved. In addition, expensive and / or bulky ESD protection diodes in particular can be dispensed with and, at the same time, a service life and / or fatigue strength of the steering device can be improved.

Die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zum Schutz der Sensoreinheit sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Lenkvorrichtung, das Lenksystem und das Verfahren zum Schutz der Sensoreinheit zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The steering device, the steering system and the method for protecting the sensor unit are not intended to be restricted to the application and embodiment described above. In particular, the steering device, the steering system and the method for protecting the sensor unit can have a number of individual elements, components and units that differs from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a functionality described herein.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Aspekte der Erfindung. Der Fachmann wird diese Aspekte zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawings. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, description, and claims contain numerous aspects of the invention. The person skilled in the art will expediently also consider these aspects individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:

1 ein beispielhaftes Lenksystem mit einer Lenkvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
2 eine Lenkwelle der Lenkvorrichtung und ein Lenksensor der Lenkvorrichtung mit einer Sensoreinheit in einer schematischen Schnittansicht und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer weiteren Lenkvorrichtung mit einer Lenkwelle und einem Lenksensor mit einer Sensoreinheit in einer schematischen Schnittansicht.

Show it:

1 an exemplary steering system with a steering device in a schematic representation,
2 a steering shaft of the steering device and a steering sensor of the steering device with a sensor unit in a schematic sectional view and
3 a further embodiment of a further steering device with a steering shaft and a steering sensor with a sensor unit in a schematic sectional view.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt ein beispielhaftes Lenksystem 36a in einer schematischen Darstellung. Das Lenksystem 36a ist als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet und weist demnach eine elektrische Hilfskraftunterstützung 38a auf. Ferner ist das Lenksystem 36a zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Das Lenksystem 36a weist in einem eingebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. 1 shows an exemplary steering system 36a in a schematic representation. The steering system 36a is designed as an electrically assisted steering system and accordingly has electrical power assistance 38a on. Further is the steering system 36a intended for use in a vehicle (not shown), in particular a motor vehicle. The steering system 36a has an operative connection with vehicle wheels of the vehicle in an installed state and is provided for influencing a direction of travel of the vehicle.

Das Lenksystem 36a umfasst eine, im vorliegenden Fall beispielhaft als Lenkrad ausgebildete, Lenkhandhabe 40a zum Aufbringen eines manuellen Lenkmoments sowie ein an sich bekanntes Lenkgetriebe 42a, welches dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe an der Lenkhandhabe 40a in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder umzusetzen. Dazu umfasst das Lenkgetriebe 42a ein Lenkgetriebegehäuse 44a und ein in dem Lenkgetriebegehäuse 44a angeordnetes Lenkungsstellelement 46a.The steering system 36a comprises a steering handle, which in the present case is designed as a steering wheel by way of example 40a for applying a manual steering torque and a steering gear known per se 42a , which is provided, a steering specification on the steering handle 40a to convert into a steering movement of the vehicle wheels. This includes the steering gear 42a a steering gear housing 44a and one in the steering gear housing 44a arranged steering actuator 46a .

Darüber hinaus umfasst das Lenksystem 36a eine Lenkvorrichtung (vgl. insbesondere auch 2). Die Lenkvorrichtung umfasst eine an sich bekannte Lenkwelle 10a. Die Lenkwelle 10a definiert ein Bezugspotential. Die Lenkwelle 10a ist drehbar um eine Lenkachse 48a gelagert. Die Lenkwelle 10a ist zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Lenkachse 48a ausgebildet. Die Lenkwelle 10a verbindet die Lenkhandhabe 40a mit dem Lenkgetriebe 42a, insbesondere dem Lenkungsstellelement 46a, und ist dazu in einem montierten Zustand zumindest teilweise in eine Aufnahmeöffnung 49a des Lenkgetriebegehäuses 44a eingesetzt.It also includes the steering system 36a a steering device (cf. in particular also 2 ). The steering device comprises a steering shaft known per se 10a . The steering shaft 10a defines a reference potential. The steering shaft 10a is rotatable about a steering axis 48a stored. The steering shaft 10a is at least essentially rotationally symmetrical to the steering axis 48a educated. The steering shaft 10a connects the steering handle 40a with the steering gear 42a , in particular the steering actuator 46a , and is for this purpose in an assembled state at least partially in a receiving opening 49a of the steering gear housing 44a used.

Ferner ist die Lenkwelle 10a mehrteilig aufgebaut. Die Lenkwelle 10a umfasst eine der Lenkhandhabe 40a zugeordnete Eingangswelle 32a in Form einer Lenkspindel, eine dem Lenkgetriebe 42a zugeordnete und von der Eingangswelle 32a getrennt ausgebildete Ausgangswelle 34a in Form eines Lenkritzels und ein, vorteilhaft als Drehstab ausgebildetes, Torsionselement (nicht dargestellt), welches die Eingangswelle 32a mit der Ausgangswelle 34a verbindet. Prinzipiell ist jedoch auch denkbar, eine Lenkwelle einstückig auszubilden.Furthermore, the steering shaft 10a constructed in several parts. The steering shaft 10a includes one of the steering handle 40a associated input shaft 32a in the form of a steering shaft, one to the steering gear 42a associated and from the input shaft 32a separately designed output shaft 34a in the form of a steering pinion and a torsion element (not shown), advantageously designed as a torsion bar, which the input shaft 32a with the output shaft 34a connects. In principle, however, it is also conceivable to form a steering shaft in one piece.

Darüber hinaus umfasst die Lenkvorrichtung einen Lenksensor 50a. Der Lenksensor 50a weist eine Wirkverbindung mit der Lenkwelle 10a auf. Der Lenksensor 50a ist auf der Lenkwelle 10a angeordnet und umgreift die Lenkwelle 10a in Umfangsrichtung. Der Lenksensor 50a ist im vorliegenden Fall beispielhaft als magnetischer Lenksensor ausgebildet. Grundsätzlich könnte ein Lenksensor jedoch auch als induktiver Lenksensor oder als optischer Lenksensor ausgebildet sein. Der Lenksensor 50a ist dazu vorgesehen, wenigstens eine, insbesondere mit einer Betätigung der Lenkhandhabe 40a korrelierte, Lenkinformation, insbesondere einen Lenkwinkel und/oder ein Lenkmoment, zu erfassen. Im vorliegenden Fall ist der Lenksensor 50a dazu vorgesehen, anhand einer Verdrehung der Eingangswelle 32a relativ zu der Ausgangswelle 34a die wenigstens eine Lenkinformation zu erfassen.In addition, the steering device comprises a steering sensor 50a . The steering sensor 50a has an operative connection with the steering shaft 10a on. The steering sensor 50a is on the steering shaft 10a arranged and engages around the steering shaft 10a in the circumferential direction. The steering sensor 50a is designed in the present case, for example, as a magnetic steering sensor. In principle, however, a steering sensor could also be designed as an inductive steering sensor or as an optical steering sensor. The steering sensor 50a is provided for at least one, in particular with an actuation of the steering handle 40a to detect correlated steering information, in particular a steering angle and / or a steering torque. In the present case it is the steering sensor 50a provided on the basis of a rotation of the input shaft 32a relative to the output shaft 34a to detect the at least one piece of steering information.

Dazu umfasst der Lenksensor 50a eine Sensoreinheit 12a und eine mit der Sensoreinheit 12a zusammenwirkende und im vorliegenden Fall insbesondere als Magneteinheit ausgebildete Wirkeinheit 52a. Die Sensoreinheit 12a ist der Ausgangswelle 34a zugeordnet und insbesondere drehfest mit der Ausgangswelle 34a verbunden. Die Sensoreinheit 12a ist dabei in Richtung der Lenkwelle 10a in Höhe der Ausgangswelle 34a angeordnet. Die Wirkeinheit 52a ist der Eingangswelle 32a zugeordnet und insbesondere drehfest mit der Eingangswelle 32a verbunden. Die Wirkeinheit 52a ist dabei in Richtung der Lenkwelle 10a in Höhe der Eingangswelle 32a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die Wirkeinheit 52a dazu vorgesehen, ein Magnetfeld bereitzustellen, während die Sensoreinheit 12a dazu vorgesehen ist, das Magnetfeld und/oder eine Änderung des Magnetfelds in Abhängigkeit von einer Verdrehung der Eingangswelle 32a relativ zu der Ausgangswelle 34a zu erfassen.This includes the steering sensor 50a a sensor unit 12a and one with the sensor unit 12a cooperating and, in the present case, in particular designed as a magnet unit 52a . The sensor unit 12a is the output shaft 34a assigned and in particular non-rotatably with the output shaft 34a connected. The sensor unit 12a is in the direction of the steering shaft 10a at the height of the output shaft 34a arranged. The active unit 52a is the input shaft 32a assigned and in particular non-rotatably with the input shaft 32a connected. The active unit 52a is in the direction of the steering shaft 10a at the height of the input shaft 32a arranged. In the present case, the active unit is 52a provided to provide a magnetic field while the sensor unit 12a provision is made for this, the magnetic field and / or a change in the magnetic field as a function of a rotation of the input shaft 32a relative to the output shaft 34a capture.

Dazu umfasst die Sensoreinheit 12a wenigstens ein Sensormodul 54a. Das Sensormodul 54a ist beispielhaft als magnetoresistiver Sensor ausgebildet. Zudem umfasst die Sensoreinheit 12a wenigstens einen Sensoranschlusskontakt 14a zur elektrischen Kontaktierung des Sensormoduls 54a. Der Sensoranschlusskontakt 14a ist im vorliegenden Fall gestuft mit einer Stufe ausgebildet und weist dabei an einem dem Sensormodul 54a abgewandten Ende eine erste Ableitelektrode 16a auf. Alternativ könnte eine Sensoreinheit auch einer Eingangswelle zugeordnet sein, während eine Wirkeinheit einer Ausgangswelle zugeordnet sein könnte. Ferner könnte eine Sensoreinheit prinzipiell auch mehrere Sensormodule und/oder wenigstens ein von einem magnetoresistiven Sensor abweichendes Sensormodul umfassen. Darüber hinaus ist denkbar, einen Sensoranschlusskontakt mit mehreren Stufen oder flach auszubilden.To this end, the sensor unit includes 12a at least one sensor module 54a . The sensor module 54a is designed as a magnetoresistive sensor, for example. The sensor unit also includes 12a at least one sensor connection contact 14a for electrical contacting of the sensor module 54a . The sensor connection contact 14a is formed in the present case stepped with a step and points to one of the sensor module 54a remote end a first lead electrode 16a on. Alternatively, a sensor unit could also be assigned to an input shaft, while an active unit could be assigned to an output shaft. Furthermore, a sensor unit could in principle also comprise a plurality of sensor modules and / or at least one sensor module that deviates from a magnetoresistive sensor. In addition, it is conceivable to design a sensor connection contact with several steps or flat.

Zum Schutz der Sensoreinheit 12a gegenüber elektrostatischen Entladungen umfasst die Lenkvorrichtung ferner eine elektrisch leitfähige Ableitstruktur 18a. Die Ableitstruktur 18a besteht aus Metall. Die Ableitstruktur 18a ist einstückig ausgebildet. Ferner ist die Ableitstruktur 18a im vorliegenden Fall an der Ausgangswelle 34a angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden. Die Ableitstruktur 18a ist dabei elektrisch niederohmig mit der Ausgangswelle 34a verbunden. Die Ableitstruktur 18a ist zudem in Richtung der Lenkwelle 10a in Höhe der Ausgangswelle 34a angeordnet. Darüber hinaus ist die Ableitstruktur 18a im vorliegenden Fall als Sensorträger ausgebildet und zur Befestigung der Sensoreinheit 12a an der Lenkwelle 10a, insbesondere der Ausgangswelle 34a, vorgesehen. Grundsätzlich könnte eine Sensoreinheit jedoch auch getrennt von einer Ableitstruktur an einer Lenkwelle befestigt sein, wie beispielsweise mittels eines separaten Sensortrageelements.To protect the sensor unit 12a with respect to electrostatic discharges, the steering device further comprises an electrically conductive discharge structure 18a . The derivative structure 18a consists Metal. The derivative structure 18a is formed in one piece. Furthermore, the dissipation structure 18a in the present case on the output shaft 34a arranged and electrically connected to this. The derivative structure 18a is electrically low-resistance to the output shaft 34a connected. The derivative structure 18a is also in the direction of the steering shaft 10a at the height of the output shaft 34a arranged. In addition, the derivation structure 18a in the present case designed as a sensor carrier and for fastening the sensor unit 12a on the steering shaft 10a , especially the output shaft 34a , intended. In principle, however, a sensor unit could also be attached to a steering shaft separately from a discharge structure, for example by means of a separate sensor support element.

Des Weiteren ist die Ableitstruktur 18a gestuft ausgebildet und weist im vorliegenden Fall genau eine Stufe auf. Die Ableitstruktur 18a weist dabei einen der Lenkwelle 10a, insbesondere der Ausgangswelle 34a, zugeordneten Befestigungsabschnitt 28a und einen der Sensoreinheit 12a zugeordneten Sensorabschnitt 30a auf. Der Befestigungsabschnitt 28a erstreckt sich in Richtung der Lenkwelle 10a und ist zur Befestigung an der Ausgangswelle 34a vorgesehen. Der Sensorabschnitt 30a erstreckt sich in radialer Richtung bezüglich der Lenkwelle 10a und ist im vorliegenden Fall insbesondere zur Halterung der Sensoreinheit 12a vorgesehen. Die Sensoreinheit 12a und insbesondere das Sensormodul 54a ist dabei auf einer der Wirkeinheit 52a und/oder der Eingangswelle 32a zugewandten Seite des Sensorabschnitts 30a angeordnet. Im vorliegenden Fall ist der Befestigungsabschnitt 28a folglich senkrecht zu dem Sensorabschnitt 30a angeordnet und erstreckt sich dabei ausgehend von dem Sensorabschnitt 30a in Richtung der Ausgangswelle 34a. Alternativ ist denkbar, eine Ableitstruktur mit einer Eingangswelle zu verbinden, insbesondere falls eine Sensoreinheit ebenfalls mit der Eingangswelle verbunden ist. Grundsätzlich könnten eine Ableitstruktur und eine Sensoreinheit jedoch auch unterschiedlichen Wellenelementen einer Lenkwelle zugeordnet sein. In diesem Zusammenhang könnte die Sensoreinheit beispielsweise an einer Eingangswelle angeordnet sein, während eine Ableitstruktur an einer Ausgangswelle angeordnet sein könnte. Ferner könnte eine Ableitstruktur prinzipiell auch mehrere Stufen aufweisen oder flach ausgebildet sein.Furthermore is the derivation structure 18a designed stepped and has exactly one step in the present case. The derivative structure 18a has one of the steering shafts 10a , especially the output shaft 34a , associated fastening section 28a and one of the sensor unit 12a assigned sensor section 30a on. The fastening section 28a extends in the direction of the steering shaft 10a and is for attachment to the output shaft 34a intended. The sensor section 30a extends in the radial direction with respect to the steering shaft 10a and in the present case is in particular for holding the sensor unit 12a intended. The sensor unit 12a and in particular the sensor module 54a is on one of the active units 52a and / or the input shaft 32a facing side of the sensor section 30a arranged. In the present case, the fastening section is 28a consequently perpendicular to the sensor section 30a arranged and extends starting from the sensor section 30a towards the output shaft 34a . Alternatively, it is conceivable to connect a discharge structure to an input shaft, in particular if a sensor unit is also connected to the input shaft. In principle, however, a discharge structure and a sensor unit could also be assigned to different shaft elements of a steering shaft. In this context, the sensor unit could be arranged on an input shaft, for example, while a discharge structure could be arranged on an output shaft. Furthermore, a diverting structure could in principle also have a plurality of steps or be designed to be flat.

Die Ableitstruktur 18a ist dazu vorgesehen, zum Schutz der Sensoreinheit 12a eine elektrostatische Ladung von dem Sensoranschlusskontakt 14a und insbesondere der ersten Ableitelektrode 16a gegen das, insbesondere durch die Lenkwelle 10a definierte, Bezugspotential abzuleiten. Dazu umfasst die Ableitstruktur 18a eine der ersten Ableitelektrode 16a zugeordnete zweite Ableitelektrode 20a. Die zweite Ableitelektrode 20a ist an einem der Lenkwelle 10a abgewandten Ende des Sensorabschnitts 30a angeordnet und durch einen Luftspalt 22a von der ersten Ableitelektrode 16a getrennt. Der Luftspalt 22a legt dabei einen definierten, minimalen Abstand zwischen der ersten Ableitelektrode 16a und der zweiten Ableitelektrode 20a fest, wobei der Abstand zumindest 0,1 mm und höchstens 1 mm beträgt. Im vorliegenden Fall beträgt der Abstand zwischen der ersten Ableitelektrode 16a und der zweiten Ableitelektrode 20a ca. 0,5 mm. The derivative structure 18a is intended to protect the sensor unit 12a an electrostatic charge from the sensor connector contact 14a and in particular the first lead electrode 16a against that, especially by the steering shaft 10a to derive defined reference potential. To this end, the derivation structure includes 18a one of the first lead electrode 16a associated second lead electrode 20a . The second lead electrode 20a is on one of the steering shaft 10a remote end of the sensor section 30a arranged and through an air gap 22a from the first lead electrode 16a Cut. The air gap 22a lays a defined, minimal distance between the first lead electrode 16a and the second lead electrode 20a fixed, the distance being at least 0.1 mm and at most 1 mm. In the present case, the distance between the first lead electrode is 16a and the second lead electrode 20a approx. 0.5 mm.

Die erste Ableitelektrode 16a und die zweite Ableitelektrode 20a sind durch den Luftspalt 22a derart voneinander getrennt, dass bei zumindest einem elektrostatischen Entladungsvorgang eine elektrostatische Ladung von der Sensoreinheit 12a über den Luftspalt 22a und über die Ableitstruktur 18a zur Lenkwelle 10a, im vorliegenden Fall insbesondere zur Ausgangswelle 34a, abgeleitet wird. Die elektrostatische Ladung wird dabei von der ersten Ableitelektrode 16a über den Luftspalt 22a auf die zweite Ableitelektrode 20a und über die Ableitstruktur 18a gegen das Bezugspotential abgeleitet. Somit bilden die erste Ableitelektrode 16a, der Luftspalt 22a und die Ableitstruktur 18a einen vorbestimmten Entladungspfad für die elektrostatische Ladung, insbesondere in Form einer Funkenstrecke, aus, wodurch insbesondere ein vorteilhafter Schutz der Sensoreinheit 12a gegenüber elektrostatischen Entladungen erreicht werden kann. Auftretende Spannungspulse werden dabei stark vermindert, da nur noch die für den Luftspalt 22a spezifische Brennspannung am Sensoranschlusskontakt 14a anliegt und sich ein Großteil der ESD-Energie im vorbestimmten Entladungspfad und insbesondere in der Funkenstrecke abbaut.The first lead electrode 16a and the second lead electrode 20a are through the air gap 22a separated from one another in such a way that an electrostatic charge from the sensor unit during at least one electrostatic discharge process 12a across the air gap 22a and about the derivation structure 18a to the steering shaft 10a , in the present case in particular for the output shaft 34a , is derived. The electrostatic charge is generated by the first discharge electrode 16a across the air gap 22a on the second lead electrode 20a and about the derivation structure 18a derived from the reference potential. Thus form the first lead electrode 16a , the air gap 22a and the derivative structure 18a a predetermined discharge path for the electrostatic charge, in particular in the form of a spark gap, whereby in particular an advantageous protection of the sensor unit 12a against electrostatic discharges can be achieved. Occurring voltage pulses are greatly reduced, since only those for the air gap 22a specific burning voltage at the sensor connection contact 14a is applied and a large part of the ESD energy dissipates in the predetermined discharge path and in particular in the spark gap.

Ferner sind die erste Ableitelektrode 16a und die zweite Ableitelektrode 20a in diesem Fall derart relativ zueinander angeordnet, dass ein minimaler Abstand 24a der ersten Ableitelektrode 16a zur Lenkwelle 10a größer als ein minimaler Abstand 26a der zweiten Ableitelektrode 20a zur Lenkwelle 10a ist. Die erste Ableitelektrode 16a und die zweite Ableitelektrode 20a sind dabei in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle 10a beabstandet zueinander angeordnet, sodass der vorbestimmte Entladungspfad für die elektrostatische Ladung in diesem Fall zumindest im Bereich der ersten Ableitelektrode 16a und der zweiten Ableitelektrode 20a und/oder im Bereich des Luftspalts 22a in radialer Richtung verläuft. Zudem ist die erste Ableitelektrode 16a derart angeordnet, dass diese die Ableitstruktur 18a und insbesondere die zweite Ableitelektrode 20a in zumindest einer Richtung senkrecht zur Lenkwelle 10a betrachtet verdeckt. Ferner sind die erste Ableitelektrode 16a und die zweite Ableitelektrode 20a dabei in derselben Höhe bezüglich der Lenkwelle 10a angeordnet. Hierdurch kann insbesondere in axialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle 10a eine vorteilhaft kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden.Furthermore, the first lead electrode 16a and the second lead electrode 20a in this case so arranged relative to one another that a minimum distance 24a the first lead electrode 16a to the steering shaft 10a greater than a minimum distance 26a the second lead electrode 20a to the steering shaft 10a is. The first lead electrode 16a and the second lead electrode 20a are related to the steering shaft in the radial direction 10a arranged at a distance from one another, so that the predetermined discharge path for the electrostatic charge in this case at least in the area of the first discharge electrode 16a and the second lead electrode 20a and / or in the area of the air gap 22a runs in the radial direction. In addition, is the first lead electrode 16a arranged in such a way that this forms the discharge structure 18a and in particular the second lead electrode 20a in at least one direction perpendicular to the steering shaft 10a viewed covertly. Furthermore, the first lead electrode 16a and the second lead electrode 20a while at the same height with respect to the steering shaft 10a arranged. This allows, in particular, in the axial direction with respect to the steering shaft 10a an advantageously compact steering device can be provided.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.In 3 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiment, in particular the 1 and 2 , can be referenced. To distinguish the exemplary embodiments, the letter a is the reference number of the exemplary embodiment in FIG 1 and 2 re-enacted. In the embodiment of 3 the letter a is replaced by the letter b.

Das weitere Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine relative Anordnung einer ersten Ableitelektrode 16b eines Sensoranschlusskontakts 14b einer Sensoreinheit 12b zu einer zweiten Ableitelektrode 20b einer Ableitstruktur 18b einer Lenkvorrichtung.The further embodiment of the 3 differs from the previous exemplary embodiment at least essentially in the relative arrangement of a first discharge electrode 16b a sensor connection contact 14b a sensor unit 12b to a second lead electrode 20b a derivation structure 18b a steering device.

Die erste Ableitelektrode 16b und die zweite Ableitelektrode 20b sind auch in diesem Fall durch einen Luftspalt 22b voneinander getrennt. Dabei sind die erste Ableitelektrode 16b und die zweite Ableitelektrode 20b derart relativ zueinander angeordnet, dass ein minimaler Abstand 24b der ersten Ableitelektrode 16b zur Lenkwelle 10b gleich einem minimalen Abstand 26b der zweiten Ableitelektrode 20b zur Lenkwelle 10b ist. Die erste Ableitelektrode 16b und die zweite Ableitelektrode 20b weisen somit in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle 10b denselben Abstand zur Lenkwelle 10b auf. Ferner sind die erste Ableitelektrode 16b und die zweite Ableitelektrode 20b in axialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle 10b beabstandet zueinander angeordnet, sodass ein vorbestimmter Entladungspfad für die elektrostatische Ladung in diesem Fall zumindest im Bereich der ersten Ableitelektrode 16b und der zweiten Ableitelektrode 20b und/oder im Bereich des Luftspalts 22b in axialer Richtung verläuft. Hierdurch kann insbesondere in radialer Richtung bezogen auf die Lenkwelle 10b eine vorteilhaft kompakte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden.The first lead electrode 16b and the second lead electrode 20b are also in this case through an air gap 22b separated from each other. Thereby are the first lead electrode 16b and the second lead electrode 20b so arranged relative to each other that a minimum distance 24b the first lead electrode 16b to the steering shaft 10b equal to a minimum distance 26b the second lead electrode 20b to the steering shaft 10b is. The first lead electrode 16b and the second lead electrode 20b thus point in the radial direction relative to the steering shaft 10b the same distance to the steering shaft 10b on. Furthermore, the first lead electrode 16b and the second lead electrode 20b in the axial direction based on the steering shaft 10b arranged at a distance from one another, so that a predetermined discharge path for the electrostatic charge in this case at least in the area of the first discharge electrode 16b and the second lead electrode 20b and / or in the area of the air gap 22b runs in the axial direction. This allows in particular in the radial direction based on the steering shaft 10b an advantageously compact steering device can be provided.

Darüber hinaus ist die Ableitstruktur 18b im vorliegenden Fall beabstandet von der Sensoreinheit 12b angeordnet und somit nicht zur Befestigung der Sensoreinheit 12b an der Lenkwelle 10b vorgesehen. In diesem Fall ist die Sensoreinheit 12b somit direkt an der Lenkwelle 10b befestigt, insbesondere mittels eines separaten Sensortrageelements 56b. Grundsätzlich könnte jedoch auch in diesem Fall eine Ableitstruktur als Sensorträger fungieren.In addition, the derivation structure 18b in the present case at a distance from the sensor unit 12b arranged and thus not for fastening the sensor unit 12b on the steering shaft 10b intended. In this case the sensor unit is 12b thus directly on the steering shaft 10b attached, in particular by means of a separate sensor support element 56b . In principle, however, a discharge structure could also function as a sensor carrier in this case.

Claims

Steering device with a steering shaft (10a; 10b) which defines a reference potential, with a sensor unit (12a; 12b) assigned to the steering shaft (10a; 10b), which has at least one sensor connection contact (14a; 14b) with a first discharge electrode (16a; 16b) and is provided for the acquisition of at least one piece of steering information, and with at least one conductive structure (18a; 18b) electrically connected to the steering shaft (10a; 10b), which has at least one second conductive electrode (20a; 20b) assigned to the first conductive electrode (16a; 16b) and is provided for discharging an electrostatic charge, the first discharge electrode (16a; 16b) and the second discharge electrode (20a; 20b) being separated from one another by an air gap (22a; 22b) in such a way that an electrostatic charge of the sensor unit (12a; 12b) via the air gap (22a; 22b) and via the discharge structure (18a; 18b) to the steering shaft (10a; 10b).

Steering device according to Claim 1 , characterized in that the air gap (22a; 22b) defines a defined, minimum distance between the first discharge electrode (16a; 16b) and the second discharge electrode (20a; 20b), the distance being at least 0.1 mm and / or at most 1 mm.

Steering device according to Claim 1 or 2 , characterized in that a minimum distance (24a) between the first electrode (16a) and the steering shaft (10a) is greater than a minimum distance (26a) between the second electrode (20a) and the steering shaft (10a).

Steering device according to Claim 3 , characterized in that the first discharge electrode (16a) at least partially covers the discharge structure (18a) viewed in at least one direction perpendicular to the steering shaft (10a).

Steering device according to Claim 1 or 2 , characterized in that a minimum distance (24b) between the first lead electrode (16b) and the steering shaft (10b) is equal to a minimum distance (26b) between the second lead electrode (20b) and the steering shaft (10b).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the diverting structure (18a; 18b) is stepped with a fastening section (28a) assigned to the steering shaft (10a; 10b) and with a sensor section (30a) assigned to the sensor unit (12a; 12b) , wherein the second discharge electrode (20a; 20b) is arranged on an end of the sensor section (30a) facing away from the steering shaft (10a; 10b).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the discharge structure (18a) is designed as a sensor carrier and is provided for fastening the sensor unit (12a) to the steering shaft (10a).

Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the steering shaft (10a; 10b) comprises at least one input shaft (32a) and at least one output shaft (34a) formed separately from the input shaft (32a), the sensor unit (12a; 12b) and / or the discharge structure (18a; 18b) is / are arranged on the output shaft (34a).

Steering system (36a) comprising at least one steering device according to one of the preceding claims.

Method for protecting a sensor unit (12a; 12b) of a steering device, wherein a first conductor electrode (16a; 16b) of at least one sensor connection contact (14a; 14b) of the sensor unit (12a; 12b) through an air gap (22a; 22b) from a second conductor electrode ( 20a; 20b) is separated from a discharge structure (18a; 18b) and, during at least one discharge process, an electrostatic charge is transferred from the sensor unit (12a; 12b) via the air gap (22a; 22b) and via the discharge structure (18a; 18b) to the steering shaft (10a ; 10b) is derived.