DE102020213399A1 - Shaft arrangement, steering system and method - Google Patents

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DE102020213399A1 DE102020213399.9A DE102020213399A DE102020213399A1 DE 102020213399 A1 DE102020213399 A1 DE 102020213399A1 DE 102020213399 A DE102020213399 A DE 102020213399A DE 102020213399 A1 DE102020213399 A1 DE 102020213399A1
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arrangement
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Eckbert Schäfer
Felix Bethmann
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    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung (10, 10a) umfassend einer ersten Welle, die in einem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist; einer zweiten Welle, die in dem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist, und einen Torsionsstab (3), der zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um eine Drehbewegung der ersten Welle und der zweiten Welle relativ zueinander zu erlauben, wobei die Wellenanordnung (10, 10a) einen Deckel (20,20a) zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse (6) aufweist, und wobei der Deckel (20,20a) eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der ersten Welle aufweist, und wobei eine Sensoreinheit vorgesehen ist und die Sensoreinheit innerhalb des Deckels (20,20a) angeordnet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Lenksystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren.

Figure DE102020213399A1_0000
The invention relates to a shaft arrangement (10, 10a) comprising a first shaft which is rotatably mounted in a housing (6); a second shaft rotatably supported in the housing (6), and a torsion bar (3) positioned between and connecting the first shaft and the second shaft and equipped to cause rotational movement of the first shaft and the second To allow shaft relative to each other, wherein the shaft arrangement (10, 10a) has a cover (20, 20a) for sealing arrangement on the housing (6), and wherein the cover (20, 20a) has a through opening for the passage of the first shaft , and wherein a sensor unit is provided and the sensor unit is arranged within the cover (20,20a).
Furthermore, the invention relates to a steering system, a vehicle and a method.
Figure DE102020213399A1_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung umfassend einer ersten Welle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist; einer zweiten Welle, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, und einen Torsionsstab, der zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um eine Drehbewegung der ersten Welle und der zweiten Welle relativ zueinander zu erlauben, wobei die Wellenanordnung einen Deckel zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse aufweist, und wobei der Deckel eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der ersten Welle aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Lenksystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren.The invention relates to a shaft arrangement comprising a first shaft which is rotatably mounted in a housing; a second shaft rotatably supported in the housing and a torsion bar positioned between and connecting the first shaft and the second shaft and equipped to permit rotational movement of the first shaft and the second shaft relative to one another, wherein the shaft assembly has a cover for sealing arrangement on the housing, and wherein the cover has a through opening for the passage of the first shaft. Furthermore, the invention relates to a steering system, a vehicle and a method.

Technischer HintergrundTechnical background

In Kraftfahrzeugen werden unter anderem Lenksysteme eingesetzt, durch welche ein Fahrer während verschiedener Lenkmanöver unterstützt wird. Solche Lenksysteme umfassen meistens mehrere Wellen, die verschieden zueinander angeordnet sind. Bei den Wellen kann es sich um Eingangswellen/Ritzelwellen oder Wellen einer Getriebeeinheit handeln. Für gewöhnlich werden die Wellen zueinander verdreht und es wird ein Drehmoment bestimmt. Solche Lenksysteme sind bekannt.In motor vehicles, steering systems are used, among other things, which support a driver during various steering maneuvers. Such steering systems usually include several shafts that are arranged differently from each other. The shafts can be input shafts/pinion shafts or shafts of a transmission unit. Usually, the shafts are twisted relative to each other and a torque is determined. Such steering systems are known.

Die DE 10 201 111 1846 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments und Lenkwinkels, wobei das Drehmoment auf eine Welle aufbringbar ist, wobei die Welle einen ersten und einen zweiten Wellenabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Wellenabschnitt relativ zueinander verdrehbar sind, wobei an dem ersten Wellenabschnitt mindestens ein erstes Mittel zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes angeordnet ist, wobei die Vorrichtung einen ersten Sensor und mindestens einen weiteren Sensor zur Erfassung eines Magnetfeldes umfasst, wobei der erste Sensor einen ersten Erfassungsbereich und der mindestens eine weitere Sensor einen weiteren Erfassungsbereich aufweisen, wobei mittels des ersten und des mindestens einen weiteren Sensors zumindest ein Teil des ersten Magnetfeldes erfassbar ist, falls der erste und der zweite Wellenabschnitt relativ zueinander verdreht sind, wobei an dem ersten Wellenabschnitt oder dem zweiten Wellenabschnitt mindestens ein Mittel zur Erzeugung eines weiteren Magnetfelds angeordnet ist, wobei mittels des ersten und des mindestens einen weiteren Sensors zumindest ein Teil des weiteren Magnetfeldes oder ein aus einer Überlagerung zumindest eines Teils des ersten und zumindest eines Teils des weiteren Magnetfeldes resultierendes Magnetfeld erfassbar ist, wobei in Abhängigkeit entweder des von dem ersten Sensor erfassten oder des von dem mindestens einen weiteren Sensor erfassten Magnetfeldes der Lenkwinkel und in Abhängigkeit des von dem ersten Sensor erfassten und des von dem mindestens einen weiteren Sensor erfassten Magnetfeldes das Drehmoment bestimmbar ist.the DE 10 201 111 1846 A1 discloses a device and a method for determining a torque and a steering angle, the torque being able to be applied to a shaft, the shaft having a first and a second shaft section, the first and the second shaft section being rotatable relative to one another, with the first shaft section being at least one first means for generating a first magnetic field is arranged, wherein the device comprises a first sensor and at least one additional sensor for detecting a magnetic field, wherein the first sensor has a first detection area and the at least one additional sensor has an additional detection area, wherein by means of the at least part of the first magnetic field can be detected by the first and the at least one further sensor if the first and the second shaft section are twisted relative to one another, with at least one means for generating a further magnetic field, whereby at least a part of the further magnetic field or a magnetic field resulting from a superimposition of at least a part of the first and at least a part of the further magnetic field can be detected by means of the first and the at least one further sensor, whereby depending on either the the steering angle detected by the first sensor or the magnetic field detected by the at least one additional sensor, and the torque can be determined as a function of the magnetic field detected by the first sensor and the magnetic field detected by the at least one additional sensor.

Die EP 2718171 B1 offenbart ein Lenksystem in einem Fahrzeug mit einer Eingangswelle zur Übertragung eines vom Fahrer vorgegebenen Lenkwinkels und einen elektrischen Servomotor zur Erzeugung eines unterstützenden Antriebsmomentes, wobei der Servomotor mit der Eingangswelle gekoppelt ist. Die Eingangswelle und der Servomotor sind in einem gemeinsamen Lagergehäuse aufgenommen, wobei die Eingangswelle und/oder die Motorwelle in mindestens einem einstellbaren Exzenterlager aufgenommen sind.the EP 2718171 B1 discloses a steering system in a vehicle with an input shaft for transmitting a steering angle specified by the driver and an electric servomotor for generating an assisting drive torque, the servomotor being coupled to the input shaft. The input shaft and the servomotor are accommodated in a common bearing housing, with the input shaft and/or the motor shaft being accommodated in at least one adjustable eccentric bearing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Im Bereich solcher Lenksysteme werden Wellenanordnungen angestrebt, welche besonders kostengünstig und einfach herzustellen sind.In the area of such steering systems, shaft arrangements are sought which are particularly inexpensive and easy to manufacture.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Wellenanordnung anzugeben, welche kostengünstig und einfach herzustellen ist. Weitere Aufgaben sind die Angabe eines Verfahrens zur Bestimmung eines Drehmoments einer solchen Eingangswelle, ein Lenksystem und ein Fahrzeug.The invention is therefore based on the object of specifying an improved shaft arrangement which is inexpensive and easy to manufacture. Further objects are the specification of a method for determining a torque of such an input shaft, a steering system and a vehicle.

Die Aufgabe wird durch eine Wellenanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren, ein Lenksystem und ein Fahrzeug gemäß nebengeordneten Ansprüchen gelöst.The object is achieved by a shaft arrangement according to claim 1 and by a method, a steering system and a vehicle according to the independent claims.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.Advantageous training and developments, which can be used individually or in combination with one another, are the subject matter of the dependent subclaims.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Wellenanordnung umfassend eine erste Welle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, eine zweite Welle, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, und einen Torsionsstab, der zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle positioniert ist und diese verbindet. Der Torsionsstab ist ausgerüstet ist, um eine Drehbewegung der ersten Welle und der zweiten Welle relativ zueinander zu erlauben, wobei die Wellenanordnung einen Deckel zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse aufweist, wobei der Deckel eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der ersten Welle aufweist, und wobei eine Sensoreinheit vorgesehen ist, und wobei die Sensoreinheit innerhalb des Deckels angeordnet ist.The object is achieved by a shaft assembly comprising a first shaft rotatably mounted in a housing, a second shaft rotatably mounted in the housing, and a torsion bar positioned between and connecting the first shaft and the second shaft . The torsion bar is equipped to allow rotational movement of the first shaft and the second shaft relative to one another, the shaft assembly having a cover for sealing arrangement on the housing, the cover having a through hole for the passage of the first shaft, and wherein a Sensor unit is provided, and wherein the sensor unit is arranged within the lid.

Wellen können beispielsweise eine Ritzelwelle/Eingangswelle eines Lenksystems oder Wellen eines Getriebes sein.Shafts can be, for example, a pinion shaft/input shaft of a steering system or shafts of a gearbox.

Die Sensoreinheit kann auch mehrere, nicht unbedingt voneinander abhängige Sensoren umfassen. So kann die Sensoreinheit beispielsweise einen Hall-Sensor, einen Lenkmomentsensor oder einen Drehmomentsensor oder eine Kombination der vorgenannten Sensoren umfassen. Insbesondere kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, die Stärke und die Richtung des auf die erste Welle wirkenden Drehmoments zu bestimmen.The sensor unit can also include several sensors that are not necessarily dependent on one another. For example, the sensor unit can include a Hall sensor, a steering torque sensor or a torque sensor or a combination of the aforementioned sensors. In particular, the sensor unit can be designed to determine the strength and the direction of the torque acting on the first shaft.

Der Deckel ist insbesondere auf der Oberseite des Gehäuses angeordnet und dient der Abdichtung des Gehäuses. Unter ,innerhalb des Deckels' kann auch als ,im Deckel‘ verstanden werden.The cover is arranged in particular on the upper side of the housing and is used to seal the housing. 'Inside the lid' can also be understood as 'in the lid'.

Durch die Erfindung wird vermieden, dass der Sensor im Innenraum zwischen Gehäuse und Deckel angeordnet ist. Eine solche Anordnung erfordert verschiedene Dichtungen wie beispielsweise einen Wellendichtring und einen Gleitring, wie in der 1 noch genauer beschrieben wird. Durch die Integration einer Sensoreinheit in den Deckel kann auf die Komponenten Wellendichtring und Gleitring verzichtet werden, wodurch Kosten eingespart werden. Ferner kann der Einbau der Sensoreinheit in den Deckel vor dem Zusammenbau der Wellenanordnung vorgenommen werden, sodass ein schnellerer und einfacherer Zusammenbau ermöglicht wird.The invention avoids the sensor being arranged in the interior space between the housing and the cover. Such an arrangement requires various seals such as a shaft seal ring and a sliding ring, as in the 1 will be described in more detail. By integrating a sensor unit into the cover, the shaft sealing ring and sliding ring components can be dispensed with, which saves costs. Furthermore, the installation of the sensor unit into the cover can be carried out before the assembly of the shaft arrangement, so that a quicker and easier assembly is made possible.

Ferner kann bei Verwendung einer Übermittlung der von der Sensoreinheit generierten Signale mittels Kabel auf eine Kabeldurchführung durch das Gehäuse verzichtet werden.Furthermore, when using a transmission of the signals generated by the sensor unit by means of a cable, there is no need for a cable bushing through the housing.

In einer Ausgestaltung ist ein Drehmoment auf die Wellenanordnung aufbringbar und die Sensoreinheit dazu konfiguriert, das Drehmoment zu bestimmen. Dabei wird das Drehmoment beispielsweise mittels eines Lenkrades auf beispielsweise eine Ritzelwelle/Eingangswellenanordnung aufgebracht. Das Drehmoment kann hierbei ein sogenanntes Handmoment oder Lenkmoment sein, welches von einem Fahrer auf das Lenkrad ausgeübt wird.In one configuration, a torque can be applied to the shaft arrangement and the sensor unit is configured to determine the torque. In this case, the torque is applied, for example by means of a steering wheel, to a pinion shaft/input shaft arrangement, for example. In this case, the torque can be a so-called manual torque or steering torque, which is exerted by a driver on the steering wheel.

In weiterer Ausgestaltung weist die Sensoreinheit zumindest einen Drehmomentsensor auf. Dazu kann die Sensoreinheit ein induktiver, kapazitiver, optischer oder magnetischer Sensor sein, beispielsweise ein Hall-Sensor, oder eine Kombination hiervon. Insbesondere können die Drehmomentsensoren in der Regel eine möglichst lineare Charakteristik in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich zur möglichst genauen Bestimmung des Drehmoments aufweisen.In a further refinement, the sensor unit has at least one torque sensor. For this purpose, the sensor unit can be an inductive, capacitive, optical or magnetic sensor, for example a Hall sensor, or a combination thereof. In particular, the torque sensors can generally have a characteristic that is as linear as possible in a predetermined rotational angle range for determining the torque as precisely as possible.

In weiterer Ausgestaltung ist die erste Welle als eine Eingangswelle und die zweite Welle als eine Ritzelwelle ausgebildet. Diese sind vorzugsweise in einem Lenksystem eines Fahrzeugs angeordnet. Dabei ist die Ritzelwelle zwischen dem Torsionsstab und einem Lenkritzel angeordnet, wobei das Lenkritzel eine mechanische Kopplung einer Lenksäule mit einer Zahnstange des Lenksystems darstellt. Der Drehmomentsensor erfasst beispielsweise über den Torsionsstab die durch das Lenkrad aufgebrachte relative Verdrehung zwischen der Eingangswelle und der Ritzelwelle und bestimmt das Drehmoment als Signal. Dabei ist das Drehmoment umso höher, je höher die Verdrehung ist.In a further embodiment, the first shaft is designed as an input shaft and the second shaft as a pinion shaft. These are preferably arranged in a steering system of a vehicle. The pinion shaft is arranged between the torsion bar and a steering pinion, with the steering pinion representing a mechanical coupling of a steering column to a rack of the steering system. The torque sensor detects, for example, the relative torsion between the input shaft and the pinion shaft applied by the steering wheel via the torsion bar and determines the torque as a signal. The higher the torsion, the higher the torque.

In weiterer Ausgestaltung ist der Deckel zur Aufnahme einer Flüssigkeit ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Deckel einen abgedichteten Innenraum aufweist, in welchem Flüssigkeit einbringbar ist. Dazu ist der Deckel abgedichtet oder weist eine konventionelle Dichtung auf. In weiterer Ausgestaltung ist im Deckel eine Flüssigkeit angeordnet.In a further embodiment, the cover is designed to hold a liquid. This means that the lid has a sealed interior space into which liquid can be introduced. For this purpose, the cover is sealed or has a conventional seal. In a further embodiment, a liquid is arranged in the cover.

Insbesondere umfasst diese Flüssigkeit ein Ferrofluid oder ist vollständig als ein Ferrofluid ausgebildet. Ferrofluide sind Flüssigkeiten, die auf magnetische Felder reagieren, ohne zu verfestigen. Diese weisen magnetisierbare Partikel auf. Dadurch kann eine magnetfeldempfindliche Sensoreinheit, insbesondere ein Hall-Sensor, in verbesserter Weise verwendet werden.In particular, this liquid comprises a ferrofluid or is designed entirely as a ferrofluid. Ferrofluids are liquids that respond to magnetic fields without solidifying. These have magnetizable particles. As a result, a sensor unit sensitive to magnetic fields, in particular a Hall sensor, can be used in an improved manner.

Ferner können Kabel vorgesehen sein. So kann die Sensoreinheit elektrische Signale erzeugen, welche mittels der Kabel durch eine dichte Kabeldurchführung im Deckel durch den Deckel hindurchführbar sind. Dabei bedeutet ,dicht‘ insbesondere abgedichtet. Die elektrischen Signale können zur Steuerung einer Servolenkung/Lenkunterstützung verwendet werden.Cables can also be provided. The sensor unit can thus generate electrical signals, which can be guided through the cover by means of the cable through a sealed cable bushing in the cover. In this context, 'tight' means, in particular, sealed. The electrical signals can be used to control power steering/assisted steering.

In weiterer Ausgestaltung kann eine Kabeltülle im Deckel vorgesehen sein. Insbesondere werden das oder die Kabel mittels der Kabeltülle durch den Deckel hindurchgeführt. Eine solche Kabeltülle wird auch als Kabeldurchlass bezeichnet und ist Teil einer Kabelführung. Die Kabeltülle kann dabei aus Neopren oder EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk) sein. Eine solche Kabeltülle bietet genügend Abdichtung gegen das Herausfließen der Flüssigkeit.In a further embodiment, a cable grommet can be provided in the cover. In particular, the cable or cables are passed through the cover by means of the cable grommet. Such a cable grommet is also referred to as a cable outlet and is part of a cable guide. The grommet can be made of neoprene or EPDM (ethylene propylene diene monomer rubber). Such a grommet provides a sufficient seal against the liquid flowing out.

Alternativ oder zusätzlich ist ein Steckverbinder, beispielsweise eine Steckerbuchse, dicht in dem Deckel vorgesehen, mittels welcher von der Sensoreinheit erzeugte elektrische Signale durch den Deckel hindurchführbar sind. Dabei bedeutet ,dicht in dem Deckel‘, dass der Steckverbinder abgedichtet im Deckel angeordnet ist. Anhand dieses Steckverbinders können die Signale mittels Kabeln nach außen geführt werden. Dadurch können die Signale sicher ohne Austritt von Flüssigkeit nach außen geführt werden.Alternatively or additionally, a plug connector, for example a socket, is provided tightly in the cover, by means of which electrical signals generated by the sensor unit can be passed through the cover. In this context, 'tightly in the cover' means that the connector is arranged in a sealed manner in the cover. Using this connector, the signals can be traced using cables be guided outside. As a result, the signals can be routed safely to the outside without leaking liquid.

Alternativ oder zusätzlich erzeugt die Sensoreinheit elektrische Signale, wobei die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, die Signale kontaktlos zu übermitteln. Dabei bedeutet ,kontaktlos' auch drahtlos beispielsweise mittels Funkverbindung. Somit ist eine einfache Übermittlung möglich.Alternatively or additionally, the sensor unit generates electrical signals, with the sensor unit being designed to transmit the signals without contact. 'Contactless' also means wireless, for example by means of a radio link. Thus, a simple transmission is possible.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Lenksystem mit einer wie oben beschriebenen Wellenanordnung mit einer Sensorauswerteeinheit zum Auswerten der von der Sensoreinheit generierten elektrischen Signale. Die generierten elektrischen Signale werden in der Sensorauswerteeinheit ausgewertet und können beispielsweise der Steuereinheit zur Generierung einer Lenkunterstützung (Servolenkung) zugeführt werden.Furthermore, the object is achieved by a steering system with a shaft arrangement as described above with a sensor evaluation unit for evaluating the electrical signals generated by the sensor unit. The electrical signals generated are evaluated in the sensor evaluation unit and can, for example, be fed to the control unit to generate steering assistance (power steering).

Ferner wird die Aufgabe gelöst mit einem Fahrzeug mit einem wie oben beschriebenen Lenksystem. Dabei kann es sich bei dem Fahrzeug um einen PKW, um ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Motorrad etc. handeln. Ferner können Fahrzeuge zu Wasser und Luft gemeint sein.The object is also achieved with a vehicle having a steering system as described above. The vehicle can be a passenger car, an agricultural vehicle, a motorcycle, etc. Vehicles on water and air can also be meant.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments mit den Schritten:

  • - Aufbringen des Drehmoments auf eine Wellenanordnung, wobei die Wellenanordnung eine Eingangswelle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist; sowie eine Ritzelwelle, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, aufweist;
  • - Drehbewegung eines Torsionsstabs, der zwischen der Eingangswelle und der Ritzelwelle positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um die Drehbewegung der Eingangswelle und der Ritzelwelle relativ zueinander zu erlauben;
  • - Messen des Drehmoments mittels einer in einem Deckel angeordneten Sensoreinheit, wobei der Deckel zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse vorgesehen ist, und wobei der Deckel eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Eingangswelle aufweist.
Die Vorteile der Wellenanordnung und des Lenksystems können auch auf das Verfahren übertragen werden.Furthermore, the object is achieved by a method for determining a torque with the steps:
  • - Applying the torque to a shaft assembly, wherein the shaft assembly includes an input shaft rotatably mounted in a housing; and a pinion shaft rotatably supported in the housing;
  • - rotational movement of a torsion bar positioned between and connecting the input shaft and the pinion shaft and equipped to allow rotational movement of the input shaft and the pinion shaft relative to each other;
  • - Measuring the torque by means of a sensor unit arranged in a cover, the cover being provided for sealing arrangement on the housing, and the cover having a through-opening for the passage of the input shaft.
The advantages of the shaft arrangement and the steering system can also be transferred to the method.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: eine Wellenanordnung in Frontansicht gemäß dem Stand der Technik;
  • 2: eine Wellenanordnung im Querschnitt gemäß dem Stand der Technik;
  • 3: eine Wellenanordnung in einer ersten Ausgestaltung im Querschnitt gemäß der Erfindung schematisch;
  • 4: eine Wellenanordnung in einer zweiten Ausgestaltung in Frontansicht gemäß der Erfindung schematisch;
  • 5: die Wellenanordnung mit Endanschlägen gemäß der Erfindung schematisch;
  • 6: die Wellenanordnung mit Statorring gemäß der Erfindung schematisch.
Preferred embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 1: a shaft arrangement in front view according to the prior art;
  • 2 1: a cross-section of a shaft arrangement according to the prior art;
  • 3 1: a shaft arrangement in a first embodiment in cross section according to the invention schematically;
  • 4 1: a shaft arrangement in a second embodiment in front view according to the invention schematically;
  • 5 : the shaft arrangement with end stops according to the invention schematically;
  • 6 : the shaft arrangement with stator ring according to the invention schematically.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

1 zeigt eine Wellenanordnung 100 gemäß dem Stand der Technik. Eine solche Wellenanordnung 100 umfasst eine Eingangswelle 101 und eine Ritzelwelle 102. Die Eingangswelle 101 ist mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden. Die Wellenanordnung 100 wird zum Ändern des Drehzentrums der Räder benutzt, um das Fahrzeug in die gewünschte Richtung zu lenken. Die Ritzelwelle 102 und die Eingangswelle 101 sind über einen Torsionsstab 103 (2) miteinander drehelastisch verbunden. Ferner weist die Wellenanordnung 100 des Stands der Technik ein Gehäuse 106 (2) auf, welches ortsfest bzgl. der Wellenanordnung 100 angeordnet ist. Die Eingangswelle 101 und die Ritzelwelle 102 sind in dem Gehäuse 106 (2) angeordnet. Die Ritzelwelle 102 weist dabei einen Stator mit einem Statorring 104 auf, wobei der Statorring 104 in axialer Richtung A abragende Finger 105 aufweist. Die Finger 105 sind dabei gleichmäßig über zumindest einen Teil des Statorrings 104 verteilt. Der Eingangswelle 101 kann ein mulipolarer Magnetring (nicht gezeigt) zugeordnet sein, der ein erstes Magnetfeld erzeugt. Den Fingern 105 kann dabei der mulipolare Magnetring (nicht gezeigt) zugeordnet sein. 1 shows a shaft assembly 100 according to the prior art. Such a shaft assembly 100 includes an input shaft 101 and a pinion shaft 102. The input shaft 101 is connected to a steering wheel (not shown). The shaft assembly 100 is used to change the center of rotation of the wheels to steer the vehicle in the desired direction. The pinion shaft 102 and the input shaft 101 are connected via a torsion bar 103 ( 2 ) connected to each other in a torsionally flexible manner. Further, the prior art shaft assembly 100 includes a housing 106 ( 2 ) which is stationary with respect to the shaft arrangement 100 . The input shaft 101 and the pinion shaft 102 are housed in the housing 106 ( 2 ) arranged. The pinion shaft 102 has a stator with a stator ring 104, the stator ring 104 having fingers 105 protruding in the axial direction A. The fingers 105 are evenly distributed over at least part of the stator ring 104 . The input shaft 101 can be associated with a multipolar magnetic ring (not shown), which generates a first magnetic field. The multipolar magnet ring (not shown) can be assigned to the fingers 105 .

An dem Gehäuse 106 (2) ist dabei ein Deckel 110 (2) mit einer Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Eingangswelle 101 angeordnet.On the housing 106 ( 2 ) is a cover 110 ( 2 ) arranged with a through hole for the passage of the input shaft 101.

Das Gehäuse 106 (2) kann dabei der Abschirmung elektromagnetischer Felder dienen, insbesondere solcher, die auf den Deckel 110 (2) wirken. Das Gehäuse 106 (2) kann beispielsweise aus einem Metallwerkstoff hergestellt sein. Ferner kann der Deckel 106 (2) auch gegen den Eintritt von Verschmutzung wirken.The housing 106 ( 2 ) can serve to shield electromagnetic fields, in particular those that are on the cover 110 ( 2 ) works. The housing 106 ( 2 ) can be made of a metal material, for example. Furthermore, the lid 106 ( 2 ) also act against the entry of pollution.

In einem von dem Gehäuse 106 (2) und dem Deckel 110 (2) ausgebildeten Raum, d.h. unterhalb des Deckels 110 (2), ist ein Sensor 107 (2) angeordnet, insbesondere ein Drehmomentsensor zur Erfassung des Drehmomentes. Dieser kann beispielsweise als ein Hall-Sensor ausgebildet sein. Dieser misst das Drehmoment, wenn die Eingangswelle 101 und die Ritzelwelle 102 zueinander verdreht sind.In one of the housing 106 ( 2 ) and the cover 110 ( 2 ) formed space, ie below the lid 110 ( 2 ), is a sensor 107 ( 2 ) Arranged, in particular a torque sensor for detecting the torque. This can be designed as a Hall sensor, for example. This measures the torque when the input shaft 101 and the pinion shaft 102 are twisted relative to one another.

Ferner ist unterhalb des Deckels 110 (2) zur Abdichtung ein Wellendichtring 108 (2) angeordnet, wodurch verhindert wird, dass Staub oder Wasser in das Gehäuse 106 (2) eindringen. Dabei liegt der Wellendichtring 108 (2) mit einer sich in axialer Richtung A erstreckenden Fläche an der Eingangswelle 101 an. Weiterhin ist als separates Element ein Gleitring 111 (2) unterhalb des Deckels 110 (2) angeordnet. Weitere Abdichtelemente wie beispielsweise ein Abstreifring etc. können vorgesehen sein. Ferner kann der Wellendichtring 108 (2) auch den Abstreifring aufweisen.Furthermore, below the cover 110 ( 2 ) for sealing a shaft sealing ring 108 ( 2 ) which prevents dust or water from entering the housing 106 ( 2 ) penetrate. The shaft sealing ring 108 ( 2 ) with a surface extending in the axial direction A on the input shaft 101. Furthermore, as a separate element, a slide ring 111 ( 2 ) below the lid 110 ( 2 ) arranged. Further sealing elements such as a scraper ring etc. can be provided. Furthermore, the shaft sealing ring 108 ( 2 ) also have the wiper ring.

Zur Abdichtung kann weiterhin eine Staubkappe 112 (2) vorgesehen sein zur Abdichtung des Deckels 110 (2) und des Gehäuses 106 (2) gegen Staub.A dust cap 112 ( 2 ) be provided to seal the cover 110 ( 2 ) and the housing 106 ( 2 ) against dust.

Ferner weisen sowohl der Deckel 110 (2) als auch die Staubkappe 112 (2) eine abgedichtete Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Eingangswelle 101 auf.Furthermore, both the cover 110 ( 2 ) as well as the dust cap 112 ( 2 ) a sealed passage opening for the passage of the input shaft 101.

2 zeigt eine solche Wellenanordnung 100 gemäß dem Stand der Technik mit Gehäuse 106, Sensor 107, Wellendichtring 108, Deckel 110, Gleitring 111 und Staubkappe 112 im Detail. 2 shows such a shaft assembly 100 according to the prior art with housing 106, sensor 107, shaft seal 108, cover 110, sliding ring 111 and dust cap 112 in detail.

3 zeigt eine Wellenanordnung 10 gemäß der Erfindung. Diese umfasst ebenfalls eine Eingangswelle 1 und eine Ritzelwelle 2, welche identisch mit der Eingangswelle 102 ( 2) und der Ritzelwelle 102 (2) im Stand der Technik sein können. 3 Figure 1 shows a shaft assembly 10 according to the invention. This also includes an input shaft 1 and a pinion shaft 2, which are identical to the input shaft 102 ( 2 ) and the pinion shaft 102 ( 2 ) may be in the state of the art.

Ferner umfasst die Wellenanordnung 10 einen Torsionsstab 3, der zwischen der Eingangswelle 1 und der Ritzelwelle 2 positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um eine Drehbewegung der Eingangswelle 1 und der Ritzelwelle 2 relativ zueinander zu erlauben. Ferner weist die Wellenanordnung 10 ein Gehäuse 6 auf, welches ebenfalls drehfest angeordnet ist. Die Eingangswelle 1 und die Ritzelwelle 2 sind im Gehäuse 6 drehbar gelagert. Die Ritzelwelle 2 weist dabei einen Stator mit einem Statorring 4 (6) auf, wobei der Statorring 4 (6) in axialer Richtung A abragende Finger 5 (6) aufweist. Die Finger 5 (6) sind dabei vorzugsweise gleichmäßig über zumindest einen Teil des Statorrings 4 (6) verteilt. Der Statorring 4 (6) mit seinen Fingern 5 (6) kann dabei identisch mit dem Statorring 104 (2) und den Fingern 105 (2) im Stand der Technik sein.Further, the shaft assembly 10 includes a torsion bar 3 positioned between and connecting the input shaft 1 and the pinion shaft 2 and equipped to allow rotational movement of the input shaft 1 and the pinion shaft 2 relative to each other. Furthermore, the shaft arrangement 10 has a housing 6, which is also arranged in a rotationally fixed manner. The input shaft 1 and the pinion shaft 2 are rotatably mounted in the housing 6 . The pinion shaft 2 has a stator with a stator ring 4 ( 6 ) with the stator ring 4 ( 6 ) in the axial direction A protruding fingers 5 ( 6 ) having. The fingers 5 ( 6 ) are preferably uniform over at least part of the stator ring 4 ( 6 ) distributed. The stator ring 4 ( 6 ) with his fingers 5 ( 6 ) can be identical to the stator ring 104 ( 2 ) and the fingers 105 ( 2 ) be in the state of the art.

Ferner weist die Wellenanordnung 10 einen Deckel 20 auf, welcher zur Abdichtung des Gehäuses 6 oberhalb diesem angeordnet ist. Der Deckel 20 weist einen Deckelinnenraum 21 auf. Ferner weist der Deckel 20 eine abgedichtete Durchgangsöffnung zum Durchführen zumindest der Eingangswelle 1 auf.Furthermore, the shaft arrangement 10 has a cover 20 which is arranged above the housing 6 in order to seal it. The cover 20 has a cover interior 21 . Furthermore, the cover 20 has a sealed through-opening for at least the input shaft 1 to pass through.

Ferner weist die Wellenanordnung 10 einen Sensor 7 auf, welcher in dem Deckelinnenraum 21 angeordnet ist. Der Sensor 7 kann identisch mit dem Sensor 107 (2) sein. Der Sensor 7 ist ebenfalls dazu konfiguriert, ein auf die Wellenanordnung 10 aufgebrachtes Drehmoment zu bestimmen.Furthermore, the shaft arrangement 10 has a sensor 7 which is arranged in the interior space 21 of the cover. The sensor 7 can be identical to the sensor 107 ( 2 ) be. The sensor 7 is also configured to determine a torque applied to the shaft assembly 10 .

Insbesondere kann der Deckel 20 aus Stahl sein. Dieser eignet sich besonders gut, um Umwelteinflüsse wie elektromagnetische Felder abzuschirmen.In particular, the cover 20 can be made of steel. This is particularly well suited to shielding against environmental influences such as electromagnetic fields.

Die generierten Signale des Sensors 7 können anhand von Kabeln aus dem Deckel 20 herausgeführt werden.The signals generated by the sensor 7 can be led out of the cover 20 using cables.

Durch die Anordnung des Sensors 7 innerhalb des Deckels 20 können diese Kabel direkt aus dem Deckel 20 herausgeführt werden, beispielsweise mittels einer Kabeltülle oder eines Steckverbinders. Dadurch kann auf ein Herausführen durch das Gehäuse 6 verzichtet werden. Da der Deckel 20 bereits als Dichtbereich ausgebildet ist, kann auf einen zusätzlichen Dichtring wie beispielsweise den Wellendichtring 108 (2) im Stand der Technik verzichtet werden. Dadurch wird nicht nur auf die Bereitstellung eines solchen Wellendichtrings 108 (2), sondern auch auf die Lagerung und Montage eines solchen Wellendichtrings 108 (2) verzichtet, wodurch Kosten und Zeit gespart werden. Ferner wird dadurch eine größere Präzision erzielt, da Toleranzen bzgl. des Wellendichtrings 108 (2) nicht einzuhalten sind. Auf die Bereitstellung einer Durchführung durch das Gehäuse 6 kann ebenfalls verzichtet werden.Due to the arrangement of the sensor 7 within the cover 20, these cables can be led out directly from the cover 20, for example by means of a cable grommet or a connector. Leading out through the housing 6 can thereby be dispensed with. Since the cover 20 is already designed as a sealing area, an additional sealing ring such as the shaft sealing ring 108 ( 2 ) can be dispensed with in the prior art. As a result, not only the provision of such a shaft sealing ring 108 ( 2 ), but also on the storage and assembly of such a shaft seal 108 ( 2 ) is eliminated, saving time and money. Greater precision is also achieved as a result, since tolerances with regard to the shaft sealing ring 108 ( 2 ) cannot be complied with. The provision of a feedthrough through the housing 6 can also be dispensed with.

Ferner wird durch die Anordnung des Sensors 7 auf die Bereitstellung, Lagerung und Montage eines Gleitrings 111 (2) wie im Stand der Technik verzichtet. Dadurch werden ebenfalls Kosten und Zeit gespart.Furthermore, the arrangement of the sensor 7 on the provision, storage and assembly of a slide ring 111 ( 2 ) as in the prior art. This also saves time and money.

Die Wellenanordnung 10 kann ebenfalls eine Staubkappe aufweisen, welche hier nicht gezeigt ist.The shaft assembly 10 may also include a dust cap, which is not shown here.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Wellenanordnung 10a. Diese weist die Eingangswelle 1 und die Ritzelwelle 2 auf. 4 shows a further embodiment of a shaft arrangement 10a according to the invention. This has the input shaft 1 and the pinion shaft 2 .

Ferner umfasst die Wellenanordnung 10a den Torsionsstab 3 und das Gehäuse 6. Die Eingangswelle 1 und die Ritzelwelle 2 sind im Gehäuse 6 drehbar gelagert. Die Ritzelwelle 2 weist dabei den Stator mit dem Statorring 4 (6) auf, wobei der Statorring 4 (6) in axialer Richtung A abragende Finger 5 (6) aufweist. Ferner weist die Wellenanordnung 10a einen Deckel 20a auf, welcher zur Abdichtung des Gehäuses 6 oberhalb diesem angeordnet ist. Der Deckel 20a weist einen Deckelinnenraum 21 auf. Ferner weist der Deckel 20a die abgedichtete Durchgangsöffnung zum Durchführen zumindest der Eingangswelle 1 auf.Further, the shaft assembly 10a includes the torsion bar 3 and the housing 6. The input shaft 1 and the pinion shaft 2 are in the housing 6 pivoted. The pinion shaft 2 has the stator with the stator ring 4 ( 6 ) with the stator ring 4 ( 6 ) in the axial direction A protruding fingers 5 ( 6 ) having. Furthermore, the shaft arrangement 10a has a cover 20a, which is arranged above the housing 6 in order to seal it. The cover 20a has a cover interior 21 . Furthermore, the cover 20a has the sealed through hole for at least the input shaft 1 to pass through.

Ferner weist die Wellenanordnung 10a einen Sensor 7 auf, welcher in dem Deckelinnenraum 21 angeordnet ist. Der Sensor 7 ist ebenfalls dazu konfiguriert, ein auf die Wellenanordnung 10a aufgebrachtes Drehmoment zu bestimmen.Furthermore, the shaft arrangement 10a has a sensor 7 which is arranged in the interior space 21 of the cover. The sensor 7 is also configured to determine a torque applied to the shaft assembly 10a.

Im Deckel 20a ist als eine Flüssigkeit ein Ferrofluid angeordnet. Dies ist eine Flüssigkeit, die auf magnetische Felder reagiert, ohne zu verfestigen und magnetisierbare Partikel aufweist. Dadurch können Umwelteinflüsse wie elektromagnetische Felder abgeschirmt werden. Zudem werden unerwünschte Wechselwirkungen mit den in dem Gehäuse 6 eingesetzten elektronischen Bauteilen vermieden.A ferrofluid is arranged as a liquid in the cover 20a. This is a liquid that responds to magnetic fields without solidifying and has magnetizable particles. This allows environmental influences such as electromagnetic fields to be shielded. In addition, undesired interactions with the electronic components used in the housing 6 are avoided.

Insbesondere ergibt sich durch die Flüssigkeit eine besonders gute Abdichtung, die Flüssigdichtung. Mit einer solchen Flüssigdichtung ergibt sich ein besonders zuverlässiges Abdichten.In particular, the liquid results in a particularly good seal, the liquid seal. A particularly reliable sealing results with such a liquid seal.

Die generierten Signale des Sensors 7 können wiederum anhand von Kabeln aus dem Deckel 20a herausgeführt werden.The signals generated by the sensor 7 can in turn be led out of the cover 20a using cables.

Durch die Anordnung des Sensors 7 innerhalb des Deckels 20a können diese Kabel direkt aus dem Deckel 20a herausgeführt werden. Dadurch kann auf ein Herausführen durch das Gehäuse 6 verzichtet werden. Da der Deckel 20a bereits als Dichtbereich ausgebildet ist, kann auf einen zusätzlichen Dichtring wie beispielsweise den Wellendichtring 108 (2) im Stand der Technik verzichtet werden. Dadurch wird nicht nur auf die Bereitstellung eines solchen Wellendichtrings 108 (2), sondern auch auf die Lagerung und Montage eines solchen Wellendichtrings 108 (2) verzichtet, wodurch Kosten und Zeit gespart werden. Ferner wird dadurch eine größere Präzision erzielt, da Toleranzen bzgl. des Wellendichtrings 108 (2) nicht einzuhalten sind. Auf die Bereitstellung einer Durchführung durch das Gehäuse 6 kann ebenfalls verzichtet werden.Due to the arrangement of the sensor 7 within the cover 20a, these cables can be led out directly from the cover 20a. Leading out through the housing 6 can thereby be dispensed with. Since the cover 20a is already designed as a sealing area, an additional sealing ring such as the shaft sealing ring 108 ( 2 ) can be dispensed with in the prior art. As a result, not only the provision of such a shaft sealing ring 108 ( 2 ), but also on the storage and assembly of such a shaft seal 108 ( 2 ) is eliminated, saving time and money. Greater precision is also achieved as a result, since tolerances with regard to the shaft sealing ring 108 ( 2 ) cannot be complied with. The provision of a feedthrough through the housing 6 can also be dispensed with.

Ferner wird durch die Anordnung des Sensors 7 auf die Bereitstellung, Lagerung und Montage eines Gleitrings 111 wie im Stand der Technik verzichtet. Dadurch werden ebenfalls Kosten und Zeit gespart.Furthermore, the arrangement of the sensor 7 dispenses with the provision, storage and assembly of a slide ring 111 as in the prior art. This also saves time and money.

Die Wellenanordnung 10a kann ebenfalls eine Staubkappe aufweisen, welche hier nicht gezeigt ist. The shaft assembly 10a can also have a dust cap, which is not shown here.

5 zeigt die Wellenanordnung 10, 10a mit Endanschlägen 15 gemäß der Erfindung schematisch. 5 shows the shaft assembly 10, 10a with end stops 15 according to the invention schematically.

6 zeigt die Wellenanordnung 10, 10a mit Statorring 4 und den Fingern 5 gemäß der Erfindung schematisch. 6 shows the shaft arrangement 10, 10a with the stator ring 4 and the fingers 5 according to the invention schematically.

Ferner kann der Sensor 7 auch als kontaktloser Sensor ausgebildet sein, welcher elektrische Signale erzeugt und diese kontaktlos übermittelt.Furthermore, the sensor 7 can also be designed as a contactless sensor, which generates electrical signals and transmits them without contact.

BezugszeichenlisteReference List

100100
eine Wellenanordnung gemäß dem Stand der Technika shaft arrangement according to the prior art
101101
Eingangswelle gemäß dem Stand der TechnikState of the art input shaft
102102
Ritzelwelle gemäß dem Stand der TechnikPinion shaft according to the state of the art
103103
Torsionsstab gemäß dem Stand der TechnikState of the art torsion bar
104104
Statorring gemäß dem Stand der TechnikStator ring according to the prior art
105105
Finger gemäß dem Stand der TechnikPrior art fingers
106106
Gehäuse gemäß dem Stand der TechnikState of the art housing
107107
Sensor gemäß dem Stand der TechnikState of the art sensor
108108
Wellendichtring gemäß dem Stand der Technik State-of-the-art oil seal
110110
Deckel gemäß dem Stand der TechnikState of the art cover
111111
Gleitring gemäß dem Stand der TechnikState-of-the-art sliding ring
112112
Staubkappe gemäß dem Stand der TechnikPrior art dust cap
10, 10a10, 10a
eine Wellenanordnunga wave arrangement
11
Eingangswelle gemäß der ErfindungInput shaft according to the invention
22
Ritzelwelle gemäß der ErfindungPinion shaft according to the invention
33
Torsionsstab gemäß der ErfindungTorsion bar according to the invention
44
Statorring gemäß der ErfindungStator ring according to the invention
55
Finger gemäß der ErfindungFingers according to the invention
66
Gehäuse gemäß der ErfindungHousing according to the invention
77
Sensor gemäß der Erfindung Sensor according to the invention
1515
Endanschläge gemäß der ErfindungEnd stops according to the invention
20,20a20:20a
Deckel gemäß der ErfindungLid according to the invention
2121
Deckelinnenraum gemäß der ErfindungLid interior according to the invention

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102011111846 A1 [0003]DE 102011111846 A1 [0003]
  • EP 2718171 B1 [0004]EP 2718171 B1 [0004]

Claims (15)

Wellenanordnung (10, 10a) umfassend einer ersten Welle, die in einem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist; einer zweiten Welle, die in dem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist, und einen Torsionsstab (3), der zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um eine Drehbewegung der ersten Welle und der zweiten Welle relativ zueinander zu erlauben, wobei die Wellenanordnung (10, 10a) einen Deckel (20,20a) zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse (6) aufweist, und wobei der Deckel (20,20a) eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der ersten Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinheit vorgesehen ist und die Sensoreinheit innerhalb des Deckels (20,20a) angeordnet ist.Shaft assembly (10, 10a) comprising a first shaft rotatably mounted in a housing (6); a second shaft rotatably supported in the housing (6), and a torsion bar (3) positioned between and connecting the first shaft and the second shaft and equipped to cause rotational movement of the first shaft and the second To allow shaft relative to each other, wherein the shaft arrangement (10, 10a) has a cover (20, 20a) for sealing arrangement on the housing (6), and wherein the cover (20, 20a) has a through opening for the passage of the first shaft , characterized in that a sensor unit is provided and the sensor unit is arranged inside the cover (20, 20a). Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmoment auf die Wellenanordnung (10, 10a) aufbringbar ist und die Sensoreinheit dazu konfiguriert ist, das Drehmoment zu bestimmen.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 1 , characterized in that a torque can be applied to the shaft arrangement (10, 10a) and the sensor unit is configured to determine the torque. Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit zumindest einen Drehmomentsensor aufweist.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 1 or 2 , characterized in that the sensor unit has at least one torque sensor. Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle als eine Eingangswelle (1) und die zweite Welle als eine Ritzelwelle (2) ausgebildet ist.Shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that the first shaft is designed as an input shaft (1) and the second shaft as a pinion shaft (2). Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (20,20a) zur Aufnahme einer Flüssigkeit ausgebildet ist.Shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (20, 20a) is designed to hold a liquid. Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (20,20a) eine Flüssigkeit angeordnet ist.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 5 , characterized in that a liquid is arranged in the cover (20, 20a). Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein Ferrofluid umfasst.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 6 , characterized in that the liquid comprises a ferrofluid. Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vollständig als ein Ferrofluid ausgebildet ist.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 6 , characterized in that the liquid is formed entirely as a ferrofluid. Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kabel vorgesehen sind und die Sensoreinheit elektrische Signale erzeugt, welche mittels Kabel durch eine dichte Kabeldurchführung im Deckel (20,20a) durch den Deckel (20,20a) hindurchführbar sind.Shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that cables are provided and the sensor unit generates electrical signals which can be fed through the cover (20, 20a) through a sealed cable bushing in the cover (20, 20a). . Wellenanordnung (10, 10a) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kabeltülle im Deckel (20, 20a) vorgesehen ist und das Kabel mittels der Kabeltülle durch den Deckel (20,20a) hindurchführt wird.Shaft arrangement (10, 10a) after claim 9 , characterized in that a cable grommet is provided in the cover (20, 20a) and the cable is guided through the cover (20, 20a) by means of the cable grommet. Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckverbinder dicht in dem Deckel (20,20a) vorgesehen ist, mittels dem von der Sensoreinheit erzeugte elektrische Signale durch den Deckel (20,20a) hindurchführbar sind.Shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that a connector is provided tightly in the cover (20, 20a) by means of which electrical signals generated by the sensor unit can be passed through the cover (20, 20a). Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit elektrische Signale erzeugt und die Sensoreinheit ausgebildet ist, die Signale kontaktlos zu übermitteln.Shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit generates electrical signals and the sensor unit is designed to transmit the signals without contact. Lenksystem mit einer Wellenanordnung (10, 10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorauswerteeinheit zum Auswerten der von der Sensoreinheit generierten elektrischen Signale vorgesehen ist.Steering system with a shaft arrangement (10, 10a) according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor evaluation unit is provided for evaluating the electrical signals generated by the sensor unit. Fahrzeug mit einem Lenksystem nach Anspruch 13.vehicle with a steering system Claim 13 . Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments, gekennzeichnet durch die Schritte: - Aufbringen des Drehmoments auf eine Wellenanordnung (10, 10a), wobei die Wellenanordnung (10, 10a) eine Eingangswelle (1), die in einem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist, und eine Ritzelwelle (2), die in dem Gehäuse (6) drehbar gelagert ist, aufweist (6); - Drehbewegung eines Torsionsstabs (3), der zwischen der Eingangswelle (1) und der Ritzelwelle (2) positioniert ist und diese verbindet und der ausgerüstet ist, um die Drehbewegung der Eingangswelle (1) und der Ritzelwelle (2) relativ zueinander zu erlauben; - Messen des Drehmoments mittels einer in einem Deckel (20,20a) angeordneten Sensoreinheit, wobei der Deckel (20,20a) zur abdichtenden Anordnung an dem Gehäuse (6) vorgesehen ist, und wobei der Deckel (20,20a) eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Eingangswelle (1) aufweist.Method for determining a torque, characterized by the steps: - applying the torque to a shaft arrangement (10, 10a), the shaft arrangement (10, 10a) having an input shaft (1) which is rotatably mounted in a housing (6), and a pinion shaft (2) rotatably supported in the housing (6) (6); - rotational movement of a torsion bar (3) positioned between and connecting the input shaft (1) and the pinion shaft (2) and equipped to allow rotational movement of the input shaft (1) and the pinion shaft (2) relative to each other; - Measuring the torque by means of a sensor unit arranged in a cover (20,20a), the cover (20,20a) being provided for sealing arrangement on the housing (6), and the cover (20,20a) having a through-opening for the Passage of the input shaft (1).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011016627A1 (en) 2011-04-09 2012-10-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Measuring apparatus for measuring rotational angle between steering shaft connected portions to determine rotational torque of motor car steering system, has engaging device coupled with structure that is provided at housing or sensor unit
DE102011111846A1 (en) 2011-08-27 2013-02-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for determining rotational torque and steering angle of steering system in motor car during steering maneuvers, has sensors for detecting part of magnetic field and overlapping of two magnetic fields to determine torque and angle
EP2718171B1 (en) 2011-06-10 2017-03-22 Robert Bosch GmbH Steering system in a vehicle
DE102016209190A1 (en) 2016-05-26 2017-11-30 Audi Ag Cover arrangement for a steering housing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3501950A (en) * 1968-04-08 1970-03-24 Avco Corp Electromagnetic torquemeter having its air gap eliminated by a magnetic fluid
DE60121541T2 (en) * 2001-03-16 2007-07-05 Mando Corp., Pyungtaek Torque sensor for a vehicle
DE10229084A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-29 Zf Sachs Ag A friction clutch having a torque-detecting assembly and a wear-detecting assembly, a torque-detecting assembly for a friction clutch
WO2013153585A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 日本精工株式会社 Electric power steering device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011016627A1 (en) 2011-04-09 2012-10-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Measuring apparatus for measuring rotational angle between steering shaft connected portions to determine rotational torque of motor car steering system, has engaging device coupled with structure that is provided at housing or sensor unit
EP2718171B1 (en) 2011-06-10 2017-03-22 Robert Bosch GmbH Steering system in a vehicle
DE102011111846A1 (en) 2011-08-27 2013-02-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for determining rotational torque and steering angle of steering system in motor car during steering maneuvers, has sensors for detecting part of magnetic field and overlapping of two magnetic fields to determine torque and angle
DE102016209190A1 (en) 2016-05-26 2017-11-30 Audi Ag Cover arrangement for a steering housing

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