Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
YAW ANGLE MEASUREMENT DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/072533
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a yaw angle measurement device (1) for a separable coupling arrangement (10), particularly for fifth wheel couplings, comprising an encoder element (20) and a measurement arrangement (30), wherein the encoder element (20) is arranged or can be arranged on a first coupling partner (12) and the measurement arrangement (30) is arranged or can be arranged on a second coupling partner (14), wherein the first coupling partner (12) is designed to be mounted by means of the coupling arrangement (10) so as to be rotatable about a rotation axis (R) relative to the second coupling partner (14), wherein the encoder element (20) generates a measurement signal in the measurement arrangement (30), which serves to determine the yaw angle (α) about the rotation axis (R).

Inventors:
KÖSTER, Mario Sebastian (Gießstraße 2D, Bodman-Ludwigshafen, 78351, DE)
Application Number:
EP2018/075845
Publication Date:
April 18, 2019
Filing Date:
September 25, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SAF-HOLLAND GMBH (Hauptstraße 26, Bessenbach, 63856, DE)
International Classes:
B60D1/62; B60D1/01; B62D15/02
Foreign References:
DE102010054958A12012-06-21
DE20306787U12004-09-16
GB2470610A2010-12-01
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BAUER, Clemens et al. (Bavariaring 11, München, 80336, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1 . Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) für eine trennbare Kupplungsanordnung (10), insbesondere für Sattelkupplungen, umfassend ein Geberelement (20) und eine Messanordnung (30),

wobei das Geberelement (20) an einem ersten Kupplungspartner (12) und die Messanordnung (30) an einem zweiten Kupplungspartner (14) angeord- net oder anordenbar sind,

wobei der erste Kupplungspartner (12) dazu ausgelegt ist, durch die Kupp- lungsanordnung (10) um eine Rotationsachse (R) relativ zum zweiten Kupp- lungspartner (14) drehbar gelagert zu werden,

wobei das Geberelement (20) ein Messsignal in der Messanordnung (30) er- zeugt, welches dazu dient, den Gierwinkel (α) um die Rotationsachse (R) zu bestimmen.

2. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 ,

wobei der erste Kupplungspartner (12) und der zweite Kupplungspartner (14) Kraftübertragungsflächen (18, 19) aufweisen,

wobei die Kraftübertragungsflächen (18, 19) dazu ausgelegt sind, Kräfte in eine Ausfahrrichtung (A) und/oder in eine Querrichtung (Q) vom ersten Kupp- lungspartner (12) auf den zweiten Kupplungspartner (14) zu übertragen, und wobei das Geberelement (20) und die Messanordnung (30) außerhalb, ins- besondere oberhalb und/oder unterhalb, der Kraftübertragungsflächen (18, 19) angeordnet sind.

3. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei sich die Messanordnung (30) in einem Bereich von mindestens +/- 89°, bevorzugt von +/- 45° und besonders bevorzugt in einem Bereich von +/- 15° um die die Rotationsachse (R) erstreckt. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei das Geberelement (20) rotationsstarr mit dem ersten Kupplungs- partner (12) verbunden ist oder verbindbar ist.

Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei die Messanordnung (30) rotationsstarr mit dem zweiten Kupplungs- partner (14) verbunden oder verbindbar ist.

Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei das Geberelement (20) einen Vorsprung (22) aufweist, welcher in eine Richtung senkrecht zu der Rotationsachse (R) und in Richtung des zweiten Kupplungspartners (14) hervorspringt.

Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che, wobei sich der Vorsprung (32) von einer Außenfläche (24) erstreckt, welche zumindest bereichsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Rotati- onsachse (R) ist.

Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che, wobei der erste Kupplungspartner (12) ein Königszapfen ist, wobei das Geberelement (20) ein Teil des Königszapfens ist, oder durch eine Hülse ge- bildet ist, welche den Königszapfen zumindest bereichsweise, bevorzugt voll- ständig, umgibt.

Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei das Geberelement (20) unmittelbar mit der Messanordnung (30) in Kontakt steht, und wobei dieser unmittelbare Kontakt das Messsignal in der Messanordnung (30) erzeugt.

10. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 9,

wobei die Messanordnung (30) über einen Deformationsbestandteil (32) und eine Detektionsanordnung (34) verfügt,

wobei der Deformationsbestandteil (32) dazu ausgelegt ist, mit einem Teil des Geberelements (20), insbesondere dem Vorsprung (21 ), unmittelbar in Kontakt zu treten, und

wobei die Detektionsanordnung (34) dazu dient, die Lokation des Kontaktes zu bestimmen.

1 1 . Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 10,

wobei die Detektionsanordnung (34) durch Piezoelemente gebildet ist.

12. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprü- che,

wobei die Messanordnung (22) eine Vielzahl von, insbesondere parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufenden, elektrischen Kontakte aufweist, wobei das Geberelement (20) derart mit den elektrischen Kontakten in Ein- griff bringbar ist, dass das Geberelement (20) unmittelbar oder mittelbar zwei dieser elektrischen Kontakte leitend verbindet.

13. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,

wobei zwischen dem Geberelement (20) und der Messanordnung (30) ein Spalt gebildet ist.

14. Gierwinkelmessvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13,

wobei die Messanordnung (20) eine optische Detektionsanordnung (34) um- fasst. Nutzfahrzeug umfassend eine Gierwinkelmessvornchtung (1 ) gemäß der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Gierwinkelmessvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Gierwinkelmessvorrichtung für eine trennbare Kupp- lungsanordnung, insbesondere für Sattelkupplungen.

Gierwinkelmessvorrichtungen dienen dazu, den relativen Gierwinkel zwischen zwei Fahrzeugen, insbesondere dem Zugfahrzeug und einem Sattelauflieger eines Gliederzugs, zu bestimmen, wobei der Gierwinkel der Winkel um die Normale der Fahrebene ist. Die Kenntnis des relativen Gierwinkels dient unter anderem dazu, kritische Fahrzustände zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen zu ergrei- fen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Messsysteme benötigen dabei ei- nen großen Bauraum, wodurch unter anderem die Manövrierfähigkeit des Glieder- zugs eingeschränkt wird. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gierwinkelmessvorrichtung bereit zu stellen, welche nur einen geringen Bauraumbedarf aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe mittels einer Gierwinkelmessvorrichtung gemäß An- spruch 1 und einem Nutzfahrzeug gemäß Anspruch 15. Vorteilhafte Merkmale o- der Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschrei- bung und den Figuren. Erfindungsgemäß umfasst eine Gierwinkelmessvorhchtung für eine trennbare Kupplungsanordnung, insbesondere für Sattelkupplungen, ein Geberelement und eine Messanordnung, wobei das Geberelement an einem ersten Kupplungs- partner und die Messanordnung an einem zweiten Kupplungspartner angeordnet oder anordenbar sind, wobei der erste Kupplungspartner dazu ausgelegt ist, durch die Kupplungsanordnung um eine Rotationsachse relativ zum zweiten Kupplungs- partner drehbar gelagert zu werden, wobei das Geberelement ein Messsignal in der Messanordnung erzeugt, welches dazu dient, den Gierwinkel um die Rotati- onsachse zu bestimmen. Die trennbare Kupplungsanordnung ist dabei eine ein- und auskuppelbare Kupplungsanordnung, welche im eingekuppelten Zustand in der Lage ist, eine Zugkraft von einem Fahrzeugteil auf einen anderen zu übertra- gen. Insbesondere handelt es sich bei dieser Kupplungsanordnung um eine Sat- telkupplung, welche insbesondere in Sattelzügen von Nutzfahrzeugen Anwendung findet. Die Fahrzeugteile, welche mittels der Kupplungsanordnung verbunden wer- den können, können insbesondere durch ein Zugfahrzeug und einen Anhänger bzw. Sattelauflieger oder Trailer gebildet sein oder durch zwei Anhänger. Die durch die Kupplungsanordnung übertragbare Zugkraft ist dabei insbesondere die- jenige Kraft, welche das gezogene Fahrzeug fortbewegt. Der erste oder der zweite Kupplungspartner dienen dazu, die beiden zu verkuppelnden Fahrzeugteile derart miteinander zu verbinden, dass zwischen diesen eine Zugkraft übertragen werden kann. Die beiden Kupplungspartner können insbesondere durch einen trailer- oder anhängerseitigen Königszapfen und durch die zugfahrzeugseitigen Kupplungsele- mente, insbesondere durch eine zugfahrzeugseitige Sattelkupplung, gebildet sein. Entscheidend ist dabei, dass einer der beiden Kupplungspartner an dem ersten Fahrzeugteil und der andere Kupplungspartner an dem anderen Fahrzeugteil an- geordnet oder dazu ausgelegt ist, an diesem angeordnet zu werden. Die Rotati- onsachse, um welche der erste Kupplungspartner relativ zum zweiten Kupplungs- partner durch die Kupplungsanordnung drehbar gelagert ist, ist insbesondere die Hochachse, um welche sich der Gierwinkel bestimmt. Das Geberelement der Gier- winkelmessvorrichtung ist ein Element, welches dazu dient, einen Messwert in der Messanordnung zu generieren. In anderen Worten entsteht in der Messanordnung ein Messsignal, welches durch die Interaktion mit dem Geberelement entsteht. Be- vorzugt erfolgt diese Messwertgenerierung dabei berührungslos oder alternativ be- vorzugt berührend durch einen Kontakt des Geberelements mit der Messanord- nung. Beispielsweise kann das Geberelement daher kontaktieren oder einen, ins- besondere nicht körperlichen, Informationsträger wie zum Beispiel Ultraschall oder Feldlinien eines Magnetfels derart umlenken oder emittieren, dass dieser in der Messanordnung detektiert werden kann. Das Geberelement ist dabei mittel- oder unmittelbar an dem ersten Kupplungspartner angeordnet. Bevorzugt ist das Ge- berelement messsignal- und/oder energieanschlusslos, weist daher keinen An- schluss auf, mittels welchem Messsignale und/oder Energie aus oder in das Ge- berelement gelangen kann. In anderen Worten bedeutet dies, dass das Geberele- ment ein passives Element darstellen kann. Hierdurch wird ein besonders ausfall- sicheres Geberelement erreicht. Die Messanordnung ist das Element der Gierwin- kelmessvorrichtung, in welchem das Messsignal entsteht, mittels welchem der Gierwinkel bestimmt wird. Die eigentliche Bestimmung kann dabei direkt oder durch einen Auswertungsalgorithmus erfolgen. Dieser Auswertungsalgorithmus kann vorteilhafterweise unter Ausnutzung einer Datenverarbeitungsanlage ausge- führt werden. Die Messanordnung ist insbesondere dadurch charakterisiert, dass diese eine Datenleitung oder einen Datenbus aufweist, mittels welchem das Mess- Signal von der Messanordnung wegtransportiert bzw. geleitet wird. Besonders be- vorzugt ist es, wenn die Messanordnung ein rein empfangendes Element darstellt, sodass dieses keinen Informationsträger emittiert, sondern lediglich empfängt. In anderen Worten ist die Messanordnung daher bevorzugt ein Wandler, welcher den Informationsträger in ein, insbesondere analoges oder digitales elektrisches, Messsignal konvertiert. Durch das unmittelbare oder mittelbare Anordnen des Ge- berelements und der Messanordnung an den Kupplungspartnern resultiert eine besonders kompakte Gierwinkelmessvorrichtung. In einer beispielhaften Ausfüh- rungsform kann das Geberelement beispielsweise durch einen Magneten, insbe- sondere einen Permanentmagneten, gebildet sein. Die Messanordnung kann in diesem Ausführungsbeispiel über einen weiteren Magneten verfügen, dessen Aus- richtung, insbesondere durch ein Potenziometer, gemessen wird. Der Vorteil die- ser Ausführungsform liegt darin, dass in diesem Ausführungsbeispiel nicht vom Halleffekt Gebrauch gemacht wird, sodass ein zeitlich stationärer Zustand gemes- sen werden kann. Bevorzugt ist die Gierwinkelmessvorrichtung dabei im Wesentli- chen innerhalb des Raumes bzw. Bauraums angeordnet, welcher sich zwischen der Unterkante des Königszapfens bis zur Oberkante der Kupplungsplatte bzw. bis zur Unterkante des Verschraubungsabsatzes des Königszapfens erstreckt.

Bevorzugt weisen der erste Kupplungspartner und der zweite Kupplungspartner über Kraftübertragungsflächen auf, wobei die Kraftübertragungsflächen dazu aus- gelegt sind, Kräfte in eine Ausfahrrichtung und/oder in eine Querrichtung vom ers- ten Kupplungspartner auf den zweiten Kupplungspartner zu übertragen, und wobei das Geberelement und die Messanordnung außerhalb, insbesondere oberhalb und/oder unterhalb, der Kraftübertragungsflächen angeordnet sind. Die Ausfahr- richtung ist dabei insbesondere diejenige Richtung, in welche die beiden Kupp- lungspartner bewegt werden müssen, damit diese voneinander entkoppelt werden können. Bei einer Sattelkupplung ist die Ausfahrrichtung daher insbesondere die Richtung, in welche sich der Königszapfen von der Festhalte- oder Kuppelposition in Richtung der Aus- oder Einfahröffnung relativ zur Sattelkupplungsplatte bewe- gen muss, um entkoppelt zu werden. Besonders bevorzugt handelt es sich daher bei der Ausfahrrichtung um diejenige Richtung, welche entgegen der Einfahrrich- tung gerichtet ist. Die Einfahrrichtung hingegen ist insbesondere diejenige Rich- tung, in welche das Fahrzeug in Zugrichtung fährt. Die Zugrichtung ist dabei insbe- sondere diejenige Richtung, in welche sich das Zugfahrzeug bei Vorwärtsfahrt be- wegt. Die Ausfahrrichtung und die Einfahrrichtung stehen dabei bevorzugt im We- sentlichen senkrecht zu der Rotationsachse. Unter im Wesentlichen senkrecht ist dabei in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Ausfahrrichtung bzw. die Einfahrrichtung einen Winkel von 80° - 100° mit der Rotationsachse bilden kön- nen. Die Querrichtung steht dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Ausfahrrich- tung und der Rotationsachse. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Quer- richtung diejenige Richtung ist, in welche sich die Breite der Fahrzeuge, welche mittels der Kupplungsanordnung verbunden sind bzw. verbunden werden sollen, bei Geradeausfahrt bestimmt. Die Kraftübertragungsflächen des ersten bzw. des zweiten Kupplungspartners sind daher diejenigen Flächen, welche dazu dienen, eine Zugkraft von einem Fahrzeugteil auf den anderen zu übertragen. Die Kraft- übertragungsflächen sind daher insbesondere durch die Flächen des Königszap- fens und einer Kupplungsverschlusseinheit gebildet, welche miteinander kontaktie- ren können. Keine Kraftübertragungsflächen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dabei insbesondere die Flächen, welche bei einer Verlagerung der beiden Kupplungspartner in Einfahrrichtung in Kontakt treten, wie es beispielsweise bei einer Bremsung der Fall ist. Daher stellt insbesondere der Verschleißring der Sat- telkupplung keine Kraftübertragungsfläche dar. Das Geberelement und die

Messanordnung sind bevorzugt außerhalb dieser Kraftübertragungsflächen ange- ordnet, insbesondere oberhalb oder unterhalb dieser Flächen, wobei sich ober- o- der unterhalb insbesondere auf die Richtung bezieht, in welche die Rotations- achse weist. Unter "außerhalb angeordnet" ist dabei in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass diese nicht an den Kraftübertragungsflächen angeordnet sind o- der mit diesen in Kontakt stehen. Hierdurch wird erreicht, dass das Geberelement und die Messanordnung zumindest nur geringfügig durch die zu übertragenden Kräfte in Zugrichtung während des Ziehens belastet werden, sodass eine hohe Le- bensdauer der Gierwinkelmessvorrichtung erreicht werden kann. Besonders be- vorzugt ist es, um Bauraum zu sparen, wenn die Messanordnung am Verschleiß- ring angeordnet ist und/oder in welchem der Gierwinkel von der Gierwinkelmess- Vorrichtung detektiert bzw. gemessen werden kann.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Messanordnung in einem Bereich von min- destens + 89° bis - 89°, bevorzugt von + 45° bis - 45° und besonders bevorzugt in einem Bereich von + 15° bis - 15° um die Rotationsachse. Der Nullpunkt dieses Erstreckungswinkels liegt dabei zweckmäßigerweise in bzw. auf der Einfahrrich- tung. Bei einem Erstreckungswinkel von + 89° bis - 89° wird ein besonders großer Messbereich ermöglicht, sodass eine extrem sichere Überwachung des Gierwin- kels resultiert. Bei einem Erstreckungswinkel um die Rotationsachse von mindes- tens + 45° bis - 45° wird sichergestellt, dass der Gierwinkel auch während kurven- reicher Manöver, insbesondere Rangierfahrten, detektiert werden kann. Bei einem Erstreckungswinkel von + 15° bis - 15° wird eine Gierwinkeldetektion erreicht, wel- che die besonders kritischen Fahrsituationen abdeckt, jedoch nur einen geringen Bauraumbedarf einnimmt. Der Erstreckungswinkel ist dabei insbesondere der Winkel um die Rotationsachse, welcher die Messanordnung beidseitig umschließt.

Vorteilhafterweise ist das Geberelement rotationsstarr mit dem ersten Kupplungs- partner verbunden oder verbindbar. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt ist auch die Messanordnung rotationsstarr mit dem zweiten Kupplungspartner verbunden oder verbindbar. Durch diese rotationsstarre Anordnung, insbesondere bezogen auf die Rotationsachse - um die der Gierwinkel gemessen wird - oder alternative um alle potentiellen Rotationsachsen, wird erreicht, dass keine relative Rotation zwischen dem Geberelement und dem ersten Kupplungspartner bzw. der Messan- ordnung und dem zweiten Kupplungspartner stattfinden kann, welche zu Messfeh- lern führen kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Verbindung zwischen dem ersten Kupplungspartner und dem Geberelement und/oder dem zweiten Kupp- lungspartner und der Messanordnung ortsfest ausgeführt ist, sodass sowohl keine Verlagerung als auch keine Rotation zwischen den Verbindungspartnern stattfin- den kann. Hierdurch wird eine besonders verschleißarme Verbindung sicherge- stellt, da kein abrasiver Verschleiß auftreten kann.

Bevorzugt weist das Geberelement einen Vorsprung auf, welcher in eine Richtung senkrecht zu der Rotationsachse und in Richtung des zweiten Kupplungspartners hervorspringt. Hierdurch kann ein besonders bauraumsparendes Geberelement und somit eine bauraumsparende Gierwinkelmessvornchtung erreicht werden. Der Vorsprung kann dabei durch eine Nase, eine Exzentrizität oder durch eine ovale oder nockenförmige Außenkontur gebildet sein. Dieser Vorsprung ist bevorzugt derart an dem Geberelement bzw. an dem ersten Kupplungspartner angeordnet, dass dieser bei Geradeausfahrt in Richtung der Einfahrrichtung oder in Richtung der Ausfahrrichtung weist. Hierdurch wird ermöglicht, dass eine besonders einfa- che Kalibrationskontrolle stattfinden kann. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Vorsprung von einer Außenfläche, welche zumindest bereichsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse ist. Durch die rotationssymmetrische Ausgestaltung der Außenfläche kann erreicht werden, dass diese während einer Lenk- bzw. Manövrierbewegung keine äußeren Erscheinungs- bzw. Bauraumbedarfsveränderungen aufweist. Es versteht sich da- bei, dass die Rotationssymmethe nicht den Vorsprung mit einbezieht, daher be- zieht sich diese Rotationssymmetrie nur auf die Bereiche der Außenfläche, welche nicht durch den Vorsprung gebildet sind. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Außenfläche komplett rotationssymmetrisch um die Rotationsachse - bis auf den insbesondere einen Vorsprung - ist, sodass eine kostengünstige Fertigung re- sultiert. Zweckmäßigerweise ist der erste Kupplungspartner ein Königszapfen, wobei das Geberelement ein Teil des Königszapfens ist, oder durch eine Hülse gebildet ist, welche den Königszapfen zumindest bereichsweise, bevorzugt vollständig, umgibt. Hierdurch kann eine besonders gute Zugänglichkeit des Geberelements erreicht werden, sodass Kosten bei der Wartung und der Montage gespart werden können. Alternativ kann das Geberelement auch zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, in den Königszapfen eingelassen sein. Dies kann beispielsweise durch ein Anordnen des Geberelements in einer Bohrung des Königszapfens erfolgen. Hierdurch wird erreicht, dass das Geberelement durch die äußeren Abmessungen des Königszapfens geschützt wird.

Bevorzugt steht das Geberelement unmittelbar mit der Messanordnung in Kontakt, und wobei dieser unmittelbare Kontakt das Messsignal in der Messanordnung er- zeugt. Hierdurch kann ein besonders hohes Maß an Sicherheit bzw. Verlässlich- keit der Messung des Gierwinkels erreicht werden. In anderen Worten handelt es sich bei der Gierwinkelmessvorrichtung dabei um eine kontaktierende Messappa- ratur, welche durch das Geberelement und die Messanordnung gebildet wird. Be- sonders bevorzugt erfolgt dieser unmittelbare (direkte) Kontakt dabei verbindungs- los, d. h. derart, dass bei einem Auskuppeln (Trennen der Kupplungspartner) keine Verbindungen zwischen dem Geberelement und der Messanordnung ge- trennt werden müssen. Hierdurch kann der Auskupplungsprozess beschleunigt werden und somit Geld gespart werden. Insbesondere können verbindungslose Kontakte dadurch gekennzeichnet sein, dass durch diese lediglich Druckspannun- gen übertragen werden können und keine Zugspannungen auftreten können. Be- sonderes bevorzugt ist es, wenn der unmittelbare Kontakt dabei flächig erfolgt. Hierdurch sinken die lokalen Flächenpressungen, sodass eine besonders standsi- chere und langlebige Gierwinkelmessvorrichtung resultiert. Unter flächigem Kon- takt kann unter anderem verstanden werden, dass eine geometrisch zusammen- hängende Kontaktfläche mindestens eine Größe von 5 cm 2 aufweist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Kontakt dabei derart ausgestaltet ist, dass dieser in ei- nem eingekuppelten Zustand vorgespannt ist. Hierdurch kann sichergestellt wer- den, dass das Geberelement immer mit der Messanordnung in Kontakt steht, so- dass eine besonders ausfallsichere Gierwinkelmessvorrichtung resultiert. Insbe- sondere ist der Kontakt dabei derart auszugestalten, dass dieser bevorzugt auch bei einer Beschleunigung und/oder Bremsung vorgespannt ist. Zusätzlich oder al- ternativ kann die Vorspannung auch zum Kalibrieren der Messanordnung genutzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Messanordnung über einen De- formationsbestandteil und eine Detektionsanordnung, wobei der Deformationsbe- standteil dazu ausgelegt ist, mit einem Teil des Geberelements, insbesondere dem Vorsprung, unmittelbar in Kontakt zu treten, und wobei die Detektionsanord- nung dazu dient, die Lokation des Kontaktes zu bestimmen. Der Deformationsbe- standteil der Messanordnung ist dabei bevorzugt aus einem elastischen Material gebildet, welches dazu ausgelegt ist, verformt zu werden. Zweckmäßigerweise ist der Deformationsbestandteil daher aus einem Polymerwerkstoff gebildet, um die Herstellungskosten zu reduzieren und die Verformbarkeit des Deformationsbe- standteils zu erleichtern. Der Deformationsbestandteil ist dabei bevorzugt dazu ausgelegt, nur bereichsweise verformt zu werden, sodass dieser insbesondere keine Feder ist. Der Deformationsbestandteil ist zweckmäßigerweise zumindest ringsegmentförmig ausgestaltet, wobei das Ringsegment dabei die Rotations- achse zumindest bereichsweise umschließt. Die Detektionseinheit nutzt dabei die induzierten mechanische Spannung bzw. die Verformung des Deformationsbe- Standteils, um die Lokation des Kontaktes zu bestimmen. Die Detektionsanord- nung kann daher insbesondere durch Piezoelemente oder durch Dehnungsmess- streifen gebildet sein. Bevorzugt ist die Detektionsanordnung zumindest bereichs- weise durch den Deformationsbestandteil umschlossen. Hierdurch wird die meist empfindliche Detektionsanordnung durch den Deformationsbestandteil geschützt. Insbesondere umschließt der Deformationsbestandteil dabei die Detektionsanord- nung derartig, dass nur der Deformationsbestandteil mit dem Geberelement kon- taktieren kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Detektionsanordnung über verschiedene Messsektionen bzw. Messpunkte oder Messelemente verfügt, wel- che insbesondere ringsegmentförmig um die Rotationsachse angeordnet oder anordenbar sind. Hierdurch wird erreicht, dass die einzelnen Messpunkte bzw. Messelemente der Detektionsanordnung jeweils separiert voneinander operieren können, sodass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Messanordnung verringert wird. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Messelemente bzw. Messpunkte, insbeson- dere in Form von Piezoelementen oder Dehnungsmessstreifen, derart nahe, ins- besondere in Umfangsrichtung, zu einander angeordnet sind, dass eine Verfor- mung des Deformationsbestandteils zumindest im eingekuppelten Zustand ein Messsignal in zumindest zwei Messelementen bzw. Messpunkten verursacht. Vorteilhafterweise ist die Detektionsanordnung durch Piezoelemente gebildet. Hierdurch kann eine besonders verschleiß- und wartungsarme Detektionsanord- nung erreicht werden.

Bevorzugt weist die Messanordnung eine Vielzahl von, insbesondere parallel zu der Rotationsachse verlaufenden, elektrischen Kontakte auf, wobei das Geberele- ment derart mit den elektrischen Kontakten in Eingriff bringbar ist, dass das Ge- berelement unmittelbar oder mittelbar zwei dieser elektrischen Kontakte leitend verbindet. Hierdurch wird ein besonders einfaches und störungsunanfälliges Messprinzip genutzt, sodass eine besonders zuverlässige Gierwinkelmessvorrich- tung resultiert. Das Geberelement kann dabei unmittelbar die elektrischen Kon- takte leitend verbinden, sodass das Geberelement selber als ein Teil dieser leiten- den Verbindung ausgebildet ist. Alternativ bevorzugt kann das Geberelement auch unmittelbar diesen leitenden Kontakt herstellen beispielsweise durch eine Defor- mation des die elektrischen Kontakte umgebenden Bauteils oder Bereichs. Beson- ders bevorzugt ist dabei der Vorsprung des Geberelements derjenige Teil des Ge- berelements, welcher die elektrischen Kontakte leitend unmittelbar oder mittelbar verbindet. Um einen besonders guten Schutz der elektrischen Kontakte zu errei- chen, ist es zweckmäßig, wenn die elektrischen Kontakte bzw. die diese umge- benden Elemente dabei als Detektionsanordnung innerhalb eines bereits be- schriebenen Deformationsbestandteils angeordnet sind. In anderen Worten be- deutet dies, dass die elektrischen Kontakte in dieser Ausführungsform nur mittel- bar mit dem Geberelement in Kontakt treten.

Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Geberelement und der Messanordnung ein Spalt gebildet. In anderen Worten bedeutet dies, dass keine direkte Berührung des Geberelements mit der Messanordnung stattfindet. Hierdurch wird eine berüh- rungslose Messmethodik ermöglicht. Durch diese berührungslose Messmethodik wird eine besonders verschleißarme Gierwinkelmessvorrichtung erreicht, welche daher eine besonders hohe Lebensdauer aufweist. Die berührungslose Messme- thodik kann beispielsweise durch Ausnutzung von Magnetismus erreicht werden. Dies kann unter anderem durch die Nutzbarmachung des Halleffekts oder durch die Detektion der Pollagen eines Magnets, insbesondere eines Permanentmag- nets, erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Messanordnung eine optische Detektionsanordnung. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Gierwinkelmess- Vorrichtung eine berührungslose optische Messmethodik verwendet. Bevorzugt ist das Geberelement dabei als ein passives Element ausgestaltet. Dies kann bei- spielsweise durch das Aufbringen eines optisch erkennbaren Musters erfolgen. Ein optisch erkennbares Muster kann beispielsweise durch einen Bar-, Färb- oder Strichcode oder alternativ durch eine oder mehrere Vertiefungen oder Absätze ge- bildet sein. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das optisch erkennbare Mus- ter durch den bereits beschriebenen Vorsprung gebildet ist. Alternativ bevorzugt kann das Geberelement auch als ein aktives Element ausgebildet sein. In anderen Worten bedeutet dies in diesem Zusammenhang, dass das Geberelement eine Lichtquelle umfasst. Beispielsweise kann das Geberelement daher einen Laser o- der eine Stroboskoplampe aufweisen. Die Detektionsanordnung verfügt dabei be- vorzugt zumindest über eine optische Erfassungseinrichtung, wie beispielsweise eine Kamera. Zusätzlich kann die Detektionsanordnung auch über eine Lichtquelle verfügen, wobei bei dieser Ausführungsform das Geberelement meist eine rein re- flektierende Funktion erfüllt. Alternativ bevorzugt kann die Lichtquelle auch in ei- nem separaten Bauteil oder Element angeordnet sein. Das Verwenden eines opti- schen Messverfahrens weist dabei den Vorteil auf, dass durch die dabei Anwen- dung findenden Messapparaturen keine anderen Sensoren im Kupplungsbereich gestört werden, wie dies beispielsweise bei einer magnetischen oder elektrischen Messanordnung der Fall ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug mit einer Gierwinkel- messvorrichtung wie sie bereits beschreiben wurde.

Die weiteren Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne in den gezeigten Ausführungsformen offenbarte Merkmale können auch in ande- ren Ausführungsformen eingesetzt werden, sofern dies nicht ausdrücklich ausge- schlossen wurde. Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch einen Ausschnitt einer Kupplungsanordnung, welche über eine erfindungsgemäße Gierwinkelmessvorrichtung verfügt;

Figur 2 ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gierwinkelmessvorrichtung;

Figur 3 eine Außenansicht eines zweiten Kupplungspartners, welcher über eine Messanordnung verfügt. In der Figur 1 ist ein Schnitt durch eine Kupplungsanordnung 10 gezeigt, welche über eine Gierwinkelmessvorrichtung 1 verfügt. Die Kupplungsanordnung 10 um- fasst unter anderem einen ersten Kupplungspartner 12 in Form eines Königzap- fens, welcher sich entlang der Rotationsachse R erstreckt und einen zweiten Kupplungspartner 14 in Form einer Sattelkupplung. Der erste Kupplungspartner 12 ist dabei entlang der Einfahrrichtung E in den zweiten Kupplungspartner 14 einge- führt worden. Um eine Verlagerung des ersten Kupplungspartners 12 in Richtung der Ausfahrrichtung A zu verhindern, verfügt der zweite Kupplungspartner 14 über eine Kraftübertragungsfläche 19. Die Gierwinkelmessvorrichtung 1 dient dabei dazu, den relativen Gierwinkel α zwischen dem ersten Kupplungspartner 12 und dem zweiten Kupplungspartner 14 zu bestimmen. In der dargestellten Ausfüh- rungsform verfügt das Geberelement 20 der Gierwinkelmessvorrichtung 1 über ei- nen Vorsprung 22, welcher unmittelbar an einer Außenfläche 24 des ersten Kupp- lungspartners 12 angeordnet ist. Das Geberelement 20 ist dabei einstückig mit dem ersten Kupplungspartner 12 ausgeführt. Der Vorsprung 22 steht dabei in un- mittelbarem Kontakt mit einem ringsegmentförmigen Deformationsbestandteil 32, welcher daher zwischen dem ersten Kupplungspartner 12 und einem Verschleiß- ring 13 angeordnet ist. Ebenfalls zwischen dem Verschleißring 13 und dem ersten Kupplungspartner 12 ist eine Detektionsanordnung 34 angeordnet. Die Detekti- onsanordnung 34 erstreckt sich dabei von einer positiven Querrichtung Q halbring- förmig über die Einfahrrichtung E bis zur negativen Querrichtung Q, wobei die Qu- errichtung Q senkrecht auf der Einfahrrichtung E, der Rotationsachse R und der Ausfahrrichtung A steht. In der Figur 2 ist eine Teilschnittansicht gezeigt, in welcher eine Gierwinkelmess- vorrichtung 1 vorhanden ist, wobei der dargestellte Teilschnitt zu der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform passen könnte. In der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist der erste Kupplungspartner 12 wiederum als Königszapfen ausgebildet, welcher über Kraftübertragungsflächen 18 verfügt. Die Gierwinkel- messvorrichtung 1 ist dabei zum Teil durch eine Messanordnung 30 im zweiten Kupplungspartner 14 gebildet, welcher einen Deformationsbestandteil 32 und eine Detektionsanordnung 34 aufweist. Der Deformationsbestandteil 32 umschließen dabei die Detektionsanordnungen 34, sodass der erste Kupplungspartner 12 ledig- lich mit dem Deformationsbestandteil 32 kontaktiert.

In der Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Kupplungspartners 14 in Form einer Sattelkupplung dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform des zweiten Kupplungspartners 14 ist am äußeren Ende in Einfahrrichtung E der Ein- fahröffnung die Messanordnung 30 zu erkennen. Der zweite Kupplungspartner 14 verfügt dabei über ein Kupplungsschloss 40, welches dazu dient, den ersten Kupplungspartner (12) (nicht dargestellt) formschlüssig halten zu können und so die Kupplung zu verriegeln. Prinzipiell würde die in der Figur 3 dargestellte Aus- führungsform der Messanordnung 30 dabei zu den Schnitten aus der Figur 1 und der Figur 2 passen.

Bezugszeichenliste:

1 Gierwinkelmessvorrichtung

10 Kupplungsanordnung

12 ersten Kupplungspartner

13 Verschleißring

14 zweiter Kupplungspartner

18 Kraftübertragungsflächen des ersten Kupplungspartners (12)

19 Kraftübertragungsflächen des zweiten Kupplungspartners (14)

20 Geberelement

22 Vorsprung

24 Außenfläche

30 Messanordnung

32 Deformationsbestandteil

34 Detektionsanordnung

40 Kupplungsschloss

A Ausfahrrichtung

E Einfahrrichtung

Q Querrichtung

R Rotationsachse α Gierwinkel