Winkelmessanordnung

Die Erfindung betrifft eine Winkelmessanordnung zum Erfassen eines

Schwenkwinkels zwischen der Längsmittelachse eines Zugfahrzeugs und der Längsmittelachse eines mit dem Zugfahrzeug durch eine insbesondere lösbare und eine Schwenkachse im Scheitelpunkt des Schwenkwinkels bildende Kupplung gekoppelten Anhängers, wobei die Kupplung ein mit dem Zugfahrzeug verbundenes erstes Kupplungselement und ein mit dem Anhänger verbundenes zweites Kupplungselement aufweist, mit einem der Kupplung zugeordneten Messwertgeber zum Erzeugen eines Magnetfelds, mit einem der Kupplung zugeordneten Messwertsensor zum Erfassen des Magnetfelds und mit einer Auswerteeinrichtung zum Bestimmen des Schwenkwinkels in Abhängigkeit von dem durch den Messwertsensor erfassten Magnetfeld.

Ferner betrifft die Erfindung eine Kupplung mit einer derartigen

Winkelmessanordnung.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Zuggespann mit einem Zugfahrzeug und einem mit dem Zugfahrzeug durch eine insbesondere lösbare und eine

Schwenkachse im Scheitelpunkt des Schwenkwinkels bildende Kupplung gekoppelten Anhänger, wobei die Kupplung ein mit dem Zugfahrzeug verbundenes erstes Kupplungselement und ein mit dem Anhänger verbundenes zweites Kupplungselement aufweist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen eines Schwenkwinkels zwischen der Längsmittelachse eines Zugfahrzeugs und der Längsmittelachse eines mit dem Zugfahrzeug durch eine insbesondere lösbare und eine Schwenkachse im Scheitelpunkt des Schwenkwinkels bildende Kupplung gekoppelten Anhängers mittels einer Winkelmessanordnung.

Stand der Technik

Winkelmessanordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift DE 10 2014 224 808 AI eine Winkelmessanordnung zum Erfassen eines

Schwenkwinkels zwischen der Längsmittelachse eines Zugfahrzeug und der Längsmittelachse eines Anhängers. Bei solchen klassischen

Winkelmessanordnungen findet das Erfassen des Schwenkwinkels mittels eines Messwertsensors statt, welcher zur Erfassung eines gegenüber des

Messwertsensors verschwenkbaren Messwertgebers, insbesondere

magnetischen Elements eingerichtet ist. Üblicherweise ist dazu der

Messwertsensor an dem Zugfahrzeug, insbesondere einem ersten

Kupplungselement des Zugfahrzeugs, angeordnet und der Messwertgeber am Anhänger, insbesondere an einem zweiten Kupplungselement des Anhängers. Alternativ ist der Messwertsensor am zweiten Kupplungselement und der Messwertgeber am ersten Kupplungselement angeordnet. Üblicherweise wird der Messwertsensor und der Messwertgeber in das jeweilige Kupplungselement integriert. Nachteilig dabei ist, dass derartige Winkelmessanordnungen empfindlich gegenüber externen Magnetfeldern sind. Auch ist das Erfassen des Schwenkwinkels mittels derartiger Winkelmessanordnungen stark beeinflusst von mechanischen Verschiebungen zwischen dem Messwertgeber und dem

Messwertsensor. Ein weiterer Nachteil dabei ist, dass ein derartiger

Messwertgeber teuer ist.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Winkelmessanordnung mit den Merkmalen des

Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie insbesondere durch Verzicht auf ein teures magnetisches Element, kostengünstig ist. Auch entfällt das Einsetzen des Messwertgebers in das Kupplungselement. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Winkelmessanordnung störunanfällig gegenüber äußeren Magnetfeldern ist. Außerdem ist der benötigte Bauraum gering und die Winkelmessanordnung ist toleranzrobust gegenüber mechanischen Verschiebungen und unabhängig von vielen Fremdeinflüssen, wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Schmierstoff. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der Messwertgeber der

Winkelmessanordnung als Senderspule und der Messwertsensor als

Empfängerspule beide an dem ersten oder beide an dem zweiten

Kupplungselement angeordnet sind, und dass ein Magnetfeldmanipulator an dem zweiten oder dem ersten Kupplungselement angeordnet ist, der in Bezug auf die Schwenkachse dem Messwertgeber und dem Messwertsensor zumindest im Wesentlichen radial gegenüberliegt.

Die Senderspule und die Empfängerspule sind als elektromagnetische Spulen ausgebildet, zur Erzeugung und/oder zur Erfassung von magnetischen Feldern eingerichtet und vorzugsweise auf demselben Bauteil, insbesondere derselben Leiterplatte, ausgebildet. Die Senderspule ist zur Erzeugung eines magnetischen Feldes ausgebildet und eingerichtet. Die Empfängerspule ist zur Erfassung des von der Senderspule erzeugten Magnetfelds ausgebildet und eingerichtet. Somit bildet die Senderspule den Messwertgeber und die Empfängerspule den Messwertsensor. Messwertgeber und Messwertsensor sind beide an dem ersten oder beide an dem zweiten Kupplungselement angeordnet und der

Magnetfeldmanipulator ist an dem jeweils anderen, also dem zweiten oder dem ersten Kupplungselement angeordnet. Der Magnetfeldmanipulator ist in Bezug auf die Schwenkachse dem Messwertgeber und/oder dem Messwertsensor zumindest im Wesentlichen radial gegenüberliegend. Vorzugsweise sind der Messwertgeber, der Messwertsensor und der Magnetfeldmanipulator auf derselben axialen Höhe der Schwenkachse angeordnet, jedoch ist der

Magnetfeldmanipulator in einem anderen Abstand zur Schwenkachse als der Messwertgeber und der Messwertsensor angeordnet. Vorzugsweise liegen der Magnetfeldmanipulator, der Messwertgeber und der Messwertsensor in einer gedachten Ebene, welche sich senkrecht zur Schwenkachse erstreckt. Dabei ist der Magnetfeldmanipulator mittels der Kupplung schwenkbar gegenüber dem Messwertgeber und/oder dem Messwertsensor gelagert.

Unter einem Magnetfeldmanipulator ist hier ein Element oder eine Struktur zu verstehen, welches dazu eingerichtet ist, das vom Messwertgeber erzeugte Magnetfeld derart zu beeinflussen, dass mittels des vom Messwertsensor erfassten Magnetfelds und einer Auswerteeinrichtung der Schwenkwinkel ermittelbar ist. Vorzugsweise ist dabei der Magnetfeldmanipulator als passives Element ausgebildet, welches auf keinerlei elektrische Spannungsversorgung angewiesen ist. Insbesondere weist der Magnetfeldmanipulator zumindest in einem ersten Bereich eine erste elektrische und/oder magnetische Leitfähigkeit auf, die sich von einer zweiten elektrischen und/oder magnetischen Leitfähigkeit in einem zweiten Bereich des Magnetfeldmanipulators oder einem zu dem Magnetfeldmanipulator ortsfest benachbarten Bereich unterscheidet.

Der Messwertgeber und/oder der Messwertsensor sind vorzugsweise auf einem gekrümmten und/oder flexiblen Bauelement, insbesondere auf einer

Flexleiterplatte ausgebildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der

Magnetfeldmanipulator in oder an einem Kugelkopf des ersten

Kupplungselements angeordnet oder ausgebildet ist. Der Kugelkopf ist vorzugsweise Bestandteil einer Kugelkopfkupplung, bei der das zweite

Kupplungselement im Wesentlichen als halbkugelförmiges Element ausgebildet ist, welches zur Kupplung auf den Kugelkopf aufgesetzt, fixiert und schwenkbar gelagert ist. Eine derartige Anordnung oder Ausbildung des

Magnetfeldmanipulators hat den Vorteil, dass die Winkelmessanordnung besonders platzsparend und kompakt realisiert ist.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Magnetfeldmanipulator durch eine Aussparung oder mehrere Aussparungen in oder an dem ersten oder dem zweiten Kupplungselement ausgebildet ist. Ein derartiger Magnetfeldmanipulator hat den Vorteil, dass die Winkelmessanordnung kostengünstig ist und ohne hohen technischen Aufwand auf einfache Weise vorzugsweise mittels einer oder mehrerer Fräsungen ausgebildet werden kann. Weiterhin ist ein derartiger Magnetfeldmanipulator störunanfällig und nicht auf eine elektrische

Spannungsversorgung angewiesen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aussparung des Magnetfeldmanipulators mit einem elektrisch und/oder magnetisch isolierenden Material, insbesondere einem reibfesten Kunststoff und/oder einer Keramik aufgefüllt ist. Somit ist die Kupplung besonders stabil ausgebildet und unanfällig gegenüber mechanischen Verschiebungen. Alternativ ist die Aussparung mit einem Material gefüllt, welches eine geringe elektrische und/oder magnetische Leitfähigkeit aufweist. Wichtig ist, dass sich die elektrische und/oder magnetische Leitfähigkeit der Aussparung oder des Materials von der elektrischen und/oder magnetischen Leitfähigkeit des umgebenden Materials, also insbesondere von dem Material des ersten oder des zweiten

Kupplungselements unterscheidet. Damit ist ein Gefüge gebildet aus

verschiedenen Materialien, welches das von der Senderspule erzeugte

Magnetfeld schwenkwinkelabhängig derart beeinflusst, dass ein Schwenkwinkel ermittelbar ist. Der Magnetfeldmanipulator, insbesondere die mit Luft gefüllte Aussparung, insbesondere das elektrisch und/oder magnetisch isolierende Material beeinflusst das von der Senderspule erzeugte Magnetfeld also stärker oder schwächer als die den Magnetfeldmanipulator umgebenden Bereiche. Vorzugsweise ist der Magnetfeldmanipulator, insbesondere das Material in der

Aussparung nicht magnetisch. Besonders bevorzugt weist der

Magnetfeldmanipulator keinen Permanentmagneten auf.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Messwertgeber und/oder der Messwertsensor entlang eines Umfangskreisabschnitts zur Schwenkachse erstrecken. Vorzugsweise umfasst der Umfangskreisabschnitt den gesamten Umfangskreis, vorzugsweise zumindest eine zusammenhängende Hälfte des Umfangskreises, vorzugsweise zumindest einen für die Lenkung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger relevanten Winkelbereich. Damit ist die Genauigkeit der Winkelmessanordnung erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Umfangskreisabschnitt eine Zylinderinnenwand oder eine Zylinderauswand des ersten oder zweiten Kupplungselements ist. Vorzugsweise bildet die

Schwenkachse die Mittelachse des Zylinders. Alternativ liegt die Mittelachse des Zylinders nicht in der Schwenkachse, sondern parallel dazu in einem Abstand. Bei dem Zylinder handelt es sich zumindest um einen gedachten Zylinder, welcher dem ersten oder zweiten Kupplungselement zuordenbar ist,

vorzugsweise ist jedoch eines der beiden Kupplungselemente zumindest abschnittsweise als Zylinder ausgebildet. Insbesondere durch einen Zylinder als ein Bolzen einer Bolzenkupplung und/oder einer Maulkupplung bereitgestellt. Vorzugsweise ist auch dem Magnetfeldmanipulator ein Umfangskreisabschnitt eines zweiten Zylinders zugeordnet. Diese beiden Zylinder sind vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet und weisen verschiedene Radien auf. In diesem Fall bewegt sich der Magnetfeldmanipulator bei einer Verschwenkung auf einer Kreisbahn, die zumindest im Wesentlichen konzentrisch ist zu dem

Umfangskreisabschnitt, entlang dem sich der Messwertsensor und/oder der Messwertgeber erstreckt. Somit ist eine äußerst genaue und störunanfällige Ermittlung des Schwenkwinkels geschaffen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der

Umfangskreisabschnitt eine Kugelinnenwand oder eine Kugelaußenwand des ersten oder zweiten Kupplungselements ist. Der Mittelpunkt einer solchen Kugel ist vorzugsweise der Scheitelpunkt des Schwenkwinkels. Auch der

Magnetfeldmanipulator ist auf einer Kugelinnenfläche oder Kugelaußenfläche des ersten oder zweiten Kupplungselements angeordnet oder kann dieser zumindest zugeordnet werden. Analog zu der Beschreibung der relativen

Lagerung der beiden Zylinder zueinander sind auch die beiden Kugeln verschwenkbar und/oder verdrehbar zueinander gelagert und konzentrisch zueinander angeordnet. Mittels einer solchen Anordnung sind nicht nur

Schwenkwinkel, die sich in einer Straßenebene befinden, ermittelbar, sondern alternativ solche Schwenkwinkel, die sich in einer Ebene befinden, die senkrecht oder in einem Winkel zu der Straßenebene ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der

Messwertgeber und/oder der Messwertsensor mittels einer Schutzschicht geschützt, insbesondere überdeckt ist. Die Schutzschicht ist vorzugsweise elektrisch isolierend und verhindert vorteilhafterweise einen Abrieb des

Messwertgebers und/oder des Messwertsensors.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Messwertgeber und der Messwertsensor derart an der Kupplung angeordnet sind, dass der Messwertsensor mit dem Messwertgeber induktiv koppelbar ist. Insbesondere ist der Messwertgeber mit dem Messwertsensor induktiv gekoppelt, wenn zwischen Zugfahrzeug und Anhänger eine Kupplung besteht beziehungsweise die Kupplung wirksam ist und eine elektrische Spannung am Messwertgeber und/oder am Messwertsensor anliegt. Insbesondere ist also der Messwertsensor in einem Wirkbereich eines von dem Messwertgeber erzeugbaren Magnetfelds angeordnet.

Die erfindungsgemäße Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Winkelmessanordnung aus. Eine derartige Kupplung ist besonders kostengünstig herstellbar und störunanfällig gegenüber mechanischen Verschiebungen, Temperaturänderungen,

Luftfeuchtigkeitsänderungen und/oder externen elektromagnetischen Feldern.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung als eine Kugelkopfkupplung, Sattelkupplung, Bolzenkupplung und/oder

Sattelkupplung ausgebildet ist. Derartige Kupplungen sind äußerst stabil, weit verbreitet und damit vielseitig einsetzbar.

Das erfindungsgemäße Zuggespann mit den Merkmalen des Anspruchs 12 mit einem Zugfahrzeug und einem mit dem Zugfahrzeug durch eine insbesondere lösbare und eine Schwenkachse im Scheitelpunkt des Schwenkwinkels bildende Kupplung gekoppelten Anhänger, wobei die Kupplung ein mit dem Zugfahrzeug verbundenes erstes Kupplungselement und ein mit dem Anhänger verbundenes zweites Kupplungselement aufweist, zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Kupplung aus. Ein derartiges Zuggespann ist aufgrund der störunanfälligen Kupplung beim Fahren im Verkehr besonders sicher.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 zum Erfassen eines Schwenkwinkels zwischen der Längsmittelachse eines

Zugfahrzeugs und der Längsmittelachse eines mit dem Zugfahrzeug durch eine insbesondere lösbare und eine Schwenkachse im Scheitelpunkt des

Schwenkwinkels bildende Kupplung gekoppelten Anhängers mittels der erfindungsgemäßen Winkelmessanordnung zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Erzeugen eines Magnetfeldes mittels des Messwertgebers, Erfassen des Magnetfeldes mittels des Magnetfeldsensors, und Bestimmen des

Schwenkwinkels mittels der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten und durch den Magnetfeldmanipulator beeinflussten Magnetfeld.

Mithilfe eines derartigen Verfahrens ist das Erfassen eines Schwenkwinkels besonders kostengünstig durchführbar und weitestgehend ungestört von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Schmiermitteln und/oder mechanischen

Verschiebungen zwischen den Kupplungselementen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 ein Zuggespann mit einer Kupplung und einer Winkelmessanordnung in einer Draufsicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Figur 2 eine Kupplung mit einer Winkelmessanordnung in einer Seitenansicht,

Figur 3 eine Kupplung mit einer Winkelmessanordnung in einer Draufsicht und

Figur 4 eine Senderspule und eine Empfängerspule auf einer Leiterplatte.

Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Ansicht ein Zuggespann 1 mit einem

Zugfahrzeug 2 und einem Anhänger 3, wobei das Zugfahrzeug 2 mit dem Anhänger 3 in dem Scheitelpunkt P des Schwenkwinkels α mittels einer

Kupplung 4 gekoppelt ist und somit eine Schwenkachse A gebildet ist. In Figur 1 liegt die Schwenkachse A senkrecht zur Zeichenebene und geht durch den Scheitelpunkt P hindurch. Der Schwenkwinkel α muss nicht zwangsläufig in der dargestellten Zeichenebene liegen, sondern kann auch in einer Ebene senkrecht oder in einem Winkel hierzu liegen. Insbesondere bei einer Bewegung des Zugfahrzeugs 2 und des Anhängers 3 entlang einer zunehmenden oder abnehmenden Steigung, wie beispielsweise an einem Hang, hat der

Schwenkwinkel α auch eine Komponente, die senkrecht zur Zeichenebene liegt. Wichtig ist, wie in Figur 1 erkennbar, dass der Schwenkwinkel α zwischen einer Längsmittelachse Ml des Zugfahrzeugs 2 und einer Längsmittelachse M2 des Anhängers 3 liegt.

Figur 2 zeigt die Kupplung 4 zwischen dem mit dem Zugfahrzeug 2 verbundenen ersten Kupplungselement 5 und dem mit dem Anhänger 3 verbundenen zweiten Kupplungselement 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste

Kupplungselement 5 im Wesentlichen als Kugelkopf 7 ausgebildet, auf welches eine zumindest halbkugelförmige Öffnung 8 des zweiten Kupplungselements 6 zur Kopplung aufgesetzt und mittels des Hebels 9 fixiert ist.

In Figur 2 ist außerdem ein Magnetfeldmanipulator 10, der hier als Aussparung 11, insbesondere als Fräsung 12 ausgebildet ist, dargestellt. Der Messwertgeber 13 und der Messwertsensor 14, die in Zusammenwirkung mit der Aussparung 11 den Schwenkwinkel α erfassen, sind je auf einer Leiterplatte 15, hier einer Flexleiterplatte, ausgebildet.

Die Leiterplatte 15 ist in eine Umfangsrichtung um die Schwenkachse A in der Öffnung 8 an das zweite Kupplungselement 6 angeordnet. Die Leiterplatte 15 erstreckt sich entlang eines Umfangskreisabschnitts der zumindest

halbkugelförmigen Öffnung 8, wobei der Mittelpunkt der zumindest

halbkugelförmigen Öffnung 8 vorzugsweise in der Schwenkachse A liegt.

Die Fräsung 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel rechteckig ausgebildet.

Alternativ kann sie jedoch auch andere Formen aufweisen. Wichtig ist, dass das von ihr beeinflusste Magnetfeld derart beeinflusst wird, dass mittels der induzierten Spannung in einer Empfängerspule der Schwenkwinkel α ermittelbar ist.

In einem weiteren hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fräsung 12 mit einem elektrischen und/oder magnetisch nicht leitenden Material, insbesondere einem reibfesten Kunststoff oder einer Keramik zumindest teilweise aufgefüllt. Alternativ sind mehrere Fräsungen 12 vorgesehen, wobei jede der Fräsungen 12 zur Erhöhung der Stabilität der Kupplung 4 oder, um ein gewünschtes elektromagnetisches Störungsverhalten des

Magnetfeldmanipulators 10 zu erreichen mit einem elektrisch oder magnetisch nicht leitenden oder geringfügig leitenden Material aufgefüllt ist.

Figur 3 zeigt die Kupplung 4 in einer Draufsicht. Gut zu erkennen ist hier, dass die Leiterplatte 15 einen Umfangskreisabschnitt zur Schwenkachse A bildet. Außerdem ist die Leiterplatte 15 - relativ zu der Längsmittelachse M2 des Anhängers 3 - im Wesentlichen seitlich angeordnet. Entsprechend ist die Fräsung 12 - relativ zu der Längsmittelachse Ml des Zugfahrzeugs 2 - seitlich angeordnet. Somit sind auf die Leiterplatte 15 und/oder die Fräsung 12 einwirkende Belastungen, insbesondere Reibkräfte und/oder

Zugspannungskräfte, reduziert.

In Figur 3 erstreckt sich die Leiterplatte 15 entlang des Umfangskreisabschnitts zur Schwenkachse A über einen Winkelbereich von ungefähr 120°. Alternativ erstreckt sich die Leiterplatte 15 jedoch über einen größeren oder kleineren Umfangskreisabschnitt. Alternativ erstreckt sich die Leiterplatte 15 über den gesamten Umfangskreis, sodass sie den Kugelkopf 7 zumindest in radialer Richtung der Schwenkachse A umschließt.

Weiterhin ist in Figur 3 erkennbar, dass auf der Leiterplatte 15, insbesondere zwischen der Leiterplatte 15 und dem ersten Kupplungselement 5, eine

Schutzschicht 16, angeordnet ist. Die Schutzschicht 16 schützt die Leiterplatte 15 vor mechanischem Abrieb und/oder ist elektrisch isolierend.

Figur 4 zeigt den Messwertgeber 13 als eine äußere Senderspule 17 und den Messwertsensor 14, welcher durch drei innerhalb der Senderspule 17 angeordnete Empfängerspulen 18 ausgebildet ist. Alle Sender- und

Empfängerspulen 17, 18 sind auf einem gemeinsamen Träger, nämlich der Leiterplatte 15, welche insbesondere als Flexleiterplatte ausgebildet ist, angeordnet. Jede der Spulen 17, 18 kann gemäß einer bekannten Bauart einer Spule mehrere Leiterschleifen aufweisen. Der Einfachheit halber ist hier jeweils jedoch nur eine Leiterschleife dargestellt.

In dem hier dargestellten Fall ist eine der Spulen 17, 18, insbesondere die Senderspule 17 eine äußere Spule und die jeweils andere Spule, insbesondere die Empfängerspule 18 eine innere Spule. In einer Querschnittsebene - senkrecht zu einer axialen Richtung der Spule - betrachtet, umschließt die zumindest eine Leiterschleife der äußeren Spule im Wesentlichen eine erste Fläche, in welcher die zumindest eine Leiterschleife der inneren Spule angeordnet ist. Die von der inneren Spule umschlossene zweite Fläche ist parallel zu der ersten Fläche, vorzugsweise liegt sie in der ersten Fläche. Insbesondere verläuft die Leiterbahn der Senderspule 17 in Figur 4 in einem Rechteck und bildet so eine Leiterschleife. Jede der Leiterbahnen der

Empfängerspule 18 verlaufen innerhalb dieses Rechtecks und sind aus sinusförmigen Leiterbahnabschnitten gebildet. Alternativ sind die

Leiterbahnabschnitte in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet. In einem Bereich der Leiterplatte, der hier einem

Kontaktbereich 19 der Spulen 17, 18 gegenüberliegt, sind hier zusätzlich gerade Leiterbahnabschnitte vorgesehen, die - analog zu einem Phasensprung von 180° einer Welle - zwei sinusförmige Leiterbahnabschnitte verbindet. Somit ist die Sinusförmigkeit eines empfangenen Signals in der Empfängerspule 18 sichergestellt.

Die Senderspule 17 wird mittels des Kontaktbereichs 19 mit einer elektrischen Wechselspannung mit einer Frequenz von, vorzugsweise einigen Megahertz, besonders bevorzugt 5 MHz, beaufschlagt und zwar derart, dass sich ein elektromagnetisches Wechselfeld senkrecht zu der von der Leiterschleife umschlossenen Fläche ausbildet. Dadurch wiederum wird eine elektrische Spannung in den Leiterbahnen der Empfängerspule 18 induziert, da die von den Leiterbahnen der Empfängerspule 18 umschlossenen Fläche parallel zu der umschlossenen Fläche der Leiterbahn der Senderspule 17 liegen. Die

Empfängerspulen 18 sind also induktiv an die Senderspule 17 gekoppelt.

Die Spulen 17, 18 und der Magnetfeldmanipulator 10 sind vorzugsweise derart zueinander angeordnet und dimensioniert, dass ein Amplitudenverhältnis zwischen angelegter Wechselspannung und induzierter Wechselspannung in der Empfängerspule 18 schwenkwinkelabhängig in einem Wertebereich zwischen -1 und +1, vorzugsweise zwischen -0,3 und +0,3 liegt. In Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel α variiert das Amplitudenverhältnis von der Wechselspannung der Senderspule 17 zur induzierten Wechselspannung der Empfängerspule 18, also zumindest zwischen -1 und +1, vorzugsweise zwischen -0,3 und +0,3.

Wichtig ist auch, dass der Magnetfeldmanipulator 10 und/oder die Leiterbahn der Empfangsspule 18 derart geformt und angeordnet sind, dass das

Amplitudenverhältnis zwischen der Wechselspannung der Senderspule 17 und der induzierten Wechselspannung der Empfängerspule 18 sinusförmig ist. Um dies zu erreichen ist, wie hier anhand von Figur 4 dargestellt, die zumindest eine Leiterschleife der zumindest einen Empfängerspule 18 aus sinusförmigen Leiterbahnabschnitten zusammengesetzt.

Durch Vergleichen der beiden Wechselspannungen, insbesondere durch

Demodulation der induzierten Wechselspannung mit der Wechselspannung der Senderspule 17, wird auf ein Betrag und eine Phase der Kopplung geschlossen. Der Betrag variiert insbesondere kontinuierlich mit dem Schwenkwinkel a, sodass beliebige Schwenkwinkel α erfassbar sind. Vorzugsweise sind die Senderspule 17 und die zumindest eine Empfängerspule 18 derart eingerichtet, dass die Phasenlage zueinander 0° oder 180° beträgt. Mithilfe der Arkustangens-Funktion wird, insbesondere bei drei Empfängerspulen 18, welche vorzugsweise einen Phasenversatz von 120° aufweisen, auf den Schwenkwinkel α geschlossen werden.

Vorzugsweise weist die Empfängerspule 18 zumindest einen linkslaufenden und zumindest einen rechtslaufenden Leiterbahnabschnitt auf, in welchen, bei Anlegen eines externen elektromagnetischen Wechselfeldes, stets entgegen gerichtete Felder ausgebildet sind. Insbesondere ist jede der Leiterbahnen derart verdreht, dass sie in der Querschnittsebene achtähnlich ausgebildet ist. Eine derartige Spule hat den Vorteil, dass externe Störmagnetfelder, insbesondere homogene externe Störmagnetfelder, in beiden Leiterbahnabschnitten der Spule, also in dem rechtslaufenden Abschnitt und in dem linkslaufenden Abschnitt, jeweils gleich große elektrische Störspannungen in entgegengesetzte

Richtungen induzieren, sodass die resultierende gesamte elektrische

Störspannung über die gesamte Empfängerspule null ist und die Erfassung eines Schwenkwinkels α mit einer derartigen Spule nicht gestört ist. Die Leiterbahnen der Empfängerspulen 18 sind also derart angeordnet, dass die in einem Bereich von einer ersten Leiterschleife der jeweiligen Empfängerspule 18 umschlossene Fläche genauso groß ist wie die von einer oder mehreren anderen zweiten Leiterschleifen derselben jeweiligen Empfängerspule 18 umschlossenen

Flächen, wobei die Windungsrichtung der ersten Leiterschleife entgegengesetzt ist zu der Windungsrichtung der einen oder mehreren zweiten Leiterschleifen. Dazu überkreuzen sich die Leiterbahnen zumindest einmal, hier im Wesentlichen in ihrem Symmetriezentrum. In dem Überkreuzungsbereich besteht jedoch kein elektrischer Kontakt zwischen den sich kreuzenden Leiterbahnen. In der Figur 4 ist anhand der durch eine durchgezogene Linie dargestellten Empfängerspule 18 eine derartige erste Leiterschleife in der linken Hälfte und eine entsprechende zweite Leiterschleife in der rechten Hälfte dargestellt, wobei beide Leiterschleifen symmetrisch zueinander sind und somit gleich große Flächen umschließen, jedoch eine entgegengesetzte Windungsrichtung aufweisen. In einer derartigen Empfängerspule 18 werden von homogenen Feldern nur abschnittsweise elektrische Spannungen induziert. Die an dem Kontaktbereich 19 erfassbare elektrische Spannung ist jedoch null. Somit wird eine derartige Spule nicht von externen homogenen Magnetfeldern beeinflusst.

Der in Figur 4 angedeutete Magnetfeldmanipulator 10 überdeckt überdeckt im gekoppelten Zustand der Kupplungselemente 5, 6 einen Bereich der Leiterplatte 15 und damit einen Bereich der Empfängerspule 18 und der Senderspule 17. Der benachbarte Bereich ist nicht von dem Magnetfeldmanipulator 10 überdeckt, sondern von dem den Magnetfeldmanipulator 10 umgebenden Material, hier also dem Kupplungsmaterial. Je nach elektrischer und/oder magnetischer

Leitfähigkeit der jeweiligen Bereiche, ist ein auf die Empfängerspule 18 wirkendes magnetisches Wechselfeld in diesem Bereich entweder verstärkt oder abgeschwächt. Aufgrund dieser Beeinflussung, also der Verstärkung oder Abschwächung, der Empfängerspulen 18, ist im Kontaktbereich 19 der

Empfängerspulen 18 ein elektrisches Spannungssignal erfassbar. Mittels dieses Spannungssignals und der Auswerteeinrichtung, welche hier nicht dargestellt ist, ist ein Schwenkwinkel α ermittelbar, da das Spannungssignal aufgrund der Sinusförmigkeit der Leiterbahn der Empfängerspule 18 schwenkwinkelabhängig ist. Wichtig ist, dass der Bereich der Fräsung 12 relativ zu dem benachbarten Bereich eine andere elektrische und/oder magnetische Leitfähigkeit aufweist. Wichtig ist auch, dass die Empfängerspule 18 verschiedene Bereiche aufweist, in denen die Windungsrichtung zueinander entgegengesetzt ist. Somit kann ein Schwenkwinkel α erfasst, insbesondere kontinuierlich erfasst werden.

Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich, ist somit eine Winkelmessanordnung 20 geschaffen, zum Erfassen eines Schwenkwinkels α zwischen der

Längsmittelachse Ml eines Zugfahrzeugs 2 und der Längsmittelachse M2 eins mit dem Zugfahrzeug 2 durch eine insbesondere lösbare und eine Schwenkachse A im Scheitelpunkt P des Schwenkwinkels α bildende Kupplung 4 gekoppelten Anhängers 3, wobei die Kopplung 4 ein mit dem Zugfahrzeug 2 verbundenes erstes Kupplungselement 5 und ein mit dem Anhänger 3 verbundenes zweites Kupplungselement 6 aufweist. Dabei sind der Kopplung 4 ein Messwertgeber 13 zum Erzeugen eines Magnetfelds und ein

Messwertsensor 14 zum Erfassen des Magnetfelds zugeordnet. Außerdem ist eine in den Figuren nicht dargestellte Auswerteeinrichtung zum Bestimmen des Schwenkwinkels α in Abhängigkeit von dem durch den Messwertsensor 14 erfassten Magnetfeld.

Außerdem sind vorzugsweise weitere elektronische Komponenten der

Winkelmesseinrichtung 20, wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), Mikrocontroller und/oder weitere passive Bauelemente auf der

Leiterplatte 15 angeordnet und damit in die Kupplung 4 integriert. Die

Datenschnittstelle zum Zugfahrzeug 2 und/oder Anhänger 3 zur Übertragung des ermittelten Schwenkwinkels α und vorzugsweise weiterer Daten der weiteren elektronischen Komponenten ist bevorzugt durch ein serielles Bussystem, besonders bevorzugt durch einen CAN-Bus, oder eine anderer digitale

Schnittstelle, besonders bevorzugt SENT, bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich ist eine Analogschnittstelle bereitgestellt.

Unter einem Zugfahrzeug 2 ist hier ein in eine Fahrrichtung eines Zuggespanns 1 vorauseilendes Objekt gemeint und unter einem Anhänger 3 ein folgendes Objekt. Es ist also möglich die hier beschriebene Winkelmessanordnung 20 auch zwischen zwei Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Abschleppen eines der Kraftfahrzeuge, oder zwischen zwei Anhängern, insbesondere bei

Zuggespannen mit mehreren Anhängern, zu schaffen. In letzterem Fall fungiert ein erster vorauseilender Anhänger als Zugfahrzeug 2 und ein zweiter, dem ersten Anhänger folgende Anhänger als Anhänger 3 im Sinne dieser

Beschreibung.