CN105300571B - 测量力或力矩的装置和机器元件及制造该机器元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测量力或力矩的装置和机器元件及制造该机器元件的方法。本发明首先涉及一种机器元件，其构造用于传递力和/或力矩以及用于测量要传递的力或要传递的力矩。此外，本发明还涉及一种用于测量力和/或力矩的装置，其包括根据本发明的机器元件。此外，本发明还涉及一种用于制造根据本发明的机器元件的方法。根据本发明的机器元件具有用于测量要传递的力或要传递的力矩的初级传感器，其具有永磁化部。通过永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起在机器元件外部出现的能测量的磁场。永磁化部沿闭合的磁化路径(02)延伸。永磁化部构造在机器元件的表面层(01)中，其至少比机器元件的位于表面层(01)之下的区段具有更大的磁导率。

Description

测量力或力矩的装置和机器元件及制造该机器元件的方法
技术领域
本发明首先涉及一种机器元件，其构造用于传递力和/或力矩以及用于测量要传递的力或要传递的力矩。此外，本发明还涉及一种用于测量力和/或力矩的装置，其包括根据本发明的机器元件。本发明此外还涉及一种用于制造根据本发明的机器元件的方法。
背景技术
US 5321985教导了一种磁致伸缩的扭矩传感器，其中，磁致伸缩层施加到轴的外表面上，并且相对于励磁线圈和探测线圈定位。磁致伸缩层可以通过励磁线圈加载以磁场，其中，从磁致伸缩层离开的磁场可以利用探测线圈来测量。作用到轴上的扭矩导致磁致伸缩层中的材料应力，由此，磁致伸缩层的相对磁导率依赖于方向发生改变。
US 2007/0022809 A1示出了一种用于测量扭矩的设备，其中，由磁致伸缩的材料构成的层构造在轴中。该层包括铝扩散层。
DE 39 40 220 A1教导了一种用于测量由作用到轴上的扭矩产生的负载的负载传感器。磁致伸缩的元件分两组以锯齿图案施加到轴上。借助扫描线圈引起穿过磁致伸缩的元件的磁通量。
由US 5052232公知了一种磁致弹性的传送器，其中，机器元件设有两个环绕的磁致伸缩的覆层。覆层具有反向的螺旋形的磁化部(Magnetisierung)。
由DE 698 38 904 T2公知了一种带有圆形的磁化部的扭矩传感器。磁化部构造在轴的铁磁的、磁致伸缩的材料中，并且圆形地绕轴延伸。
US 7752923 B2示出了一种磁致伸缩的扭矩传感器，其中，磁绝缘层和位于其上的磁致伸缩层施加到轴上。磁绝缘且导电的层构造为空心柱体，并且挤压到承受扭矩的元件上。
EP 0 162 957 A1教导了一种在利用布置在轴上的磁材料的磁致伸缩特性的情况下测量轴上的机械应力的方法。在轴与磁材料之间存在没有磁性的承载套筒，其力锁合地(kraftschlüssig)施加到轴上。
DE 602 00 499 T2示出了一种位置感应器，其带有由两个铁磁圈环构成的磁结构。
DE 691 32 101 T2示出了一种带有在周边方向上具有磁化部的线的磁图像传感器。
由DE 692 22 588 T2公知了一种环形磁化的扭矩传感器。
WO 2007/048143 A2教导了一种带有磁化杆的传感器。
WO 01/27638 A1示出了一种带有在周边上或沿纵向被磁化的杆的振动传感器。
由WO 2006/053244 A2公知了一种扭矩传感器，其包括在旋转的杆上的磁化部。磁化部构造在周边上。
US 8191431 B2示出了一种带有磁化杆的传感器装置。
由DE 600 08 543 T2公知了一种转换元件，其设置用于使用在扭矩传感器或力传感器中。转换元件单件式地存在于由可磁化的材料构成的轴中，并且具有沿轴向方向取向的磁化部。
由JP 59-192930 A公知了借助磁场传感器来确定作用在旋转轴上的扭矩，其中，各向异性的磁层施加到轴的表面上。该层本身不是永磁化的，而是通过永磁体沿一个方向磁化的。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务是：在稳定性和使用寿命方面改进根据逆磁致伸缩效应测量力和/或力矩所需的磁化部。尤其是应该改进对抗温度影响、交变磁化和机械影响(例如击打或晃动)的稳定性。剩余磁通密度的值尤其是视为稳定性的量度，在任何情况下，该值在使用寿命内应该仅略微地改变。
根据本发明的机器元件一方面用于传递机器内部的力和/或力矩。力或力矩作用到机器元件上，由此导致机械应力，并且机器元件大多会稍微变形。
机器元件优选沿优选是机器元件的旋转轴线的轴线延伸。
根据本发明的机器元件另一方面可以测量要传递的力或要传递的力矩。为此，机器元件具有用于测量要传递的力或要传递的力矩的初级传感器，其具有永磁化部(Permanentmagnetisierung)。由于逆磁致伸缩效应，通过永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起在机器元件外部出现的能测量的磁场，其尤其是可以利用由磁场传感器形成的次级传感器来测量。初级传感器，即永磁化部用于将要测量的力或要测量的力矩转换为相应的磁场，而次级传感器可以将磁场转换为电信号。
永磁化部沿闭合的磁化路径延伸，从而磁化路径是环状的。磁化路径在机器元件的材料中延伸。在磁化路径周围的区域中，机器元件的材料是永磁化的。在该区域之外，机器元件优选是没有磁化的。磁化路径优选至少局部具有关于机器元件的轴线的切向分量。沿磁化路径的永磁化部优选以剩磁方式引入或压入或编码到机器元件中。
根据本发明，永磁化部构造在机器元件的如下表面层中，尤其是在没有负载力或力矩的状态下，该表面层比机器元件的位于表面层之下的区段具有更大的磁导率。表面层优选比机器元件的所有位于表面层之下的区段具有更大的磁导率。表面层优选仅构造在机器元件的表面的部分区域中。特别优选地，表面层仅构造在永磁化部的区域中。永磁化部优选仅构造在表面层内部。表面层可以布置在机器元件基体上。
根据本发明的机器元件的主要优点是：表面层以位于那里的闭合的磁化路径确保了稳定的永磁化部。
表面层优选由磁致伸缩材料构成，从而可以根据逆磁致伸缩效应测量出现的力或出现的力矩。
沿闭合的磁化路径的永磁化部的特殊的特性是：其在没有负载的状态下不会导致可从外部测定的磁场。因此，在机器元件没有负载力和/或力矩的状态下，永磁化部在机器元件外部优选是磁中性的。但原则上，能测量到微小的或可忽略地小的磁场。
永磁化部优选通过机器元件体积的磁化的三维的部分区域形成，该部分区域具有闭合绳的形式，其中，磁化路径是绳的中间轴线。位于表面层中的绳优选具有圆形的或者四边形的横截面。横截面也可以是被压平的，例如是被压平的超椭圆或扁平的矩形的形状。绳的横截面沿绳的延伸部优选是不变的。但绳的横截面沿绳的延伸部也可以是变化的。
磁化路径优选通过在空间中闭合的三维曲线形成。该曲线在机器元件的表面层中延伸，尤其是延伸穿过机器元件的表面层的材料。曲线原则上可以任意地延伸，曲线尤其是也可以不规则地延伸。
磁化路径或三维曲线优选是轴线对称的。磁化路径或三维曲线因此优选具有至少一个对称轴线。
表面层也可以构造在机器元件的空腔中。表面层也可以具有不同的层厚。磁化路径可以在表面层的不同的深度中延伸，例如也延伸穿过留空部。
磁化路径或三维曲线也可以在周边上环绕机器元件中的凹部延伸。凹部例如可以是钻孔，其沿径向布置在机器元件中。
永磁化部相对轴线的取向沿磁化路径优选是改变的。因此，磁化路径沿其延伸部相对轴线的取向也是改变的。也就是说，存在磁化路径的相对轴线具有不同取向的区段。
在根据本发明的机器元件的优选的实施方式中，磁化路径以至少360°的圆心角在机器元件的周边上延伸。因此，磁化路径环绕机器元件延伸超过一圈。圆心角的顶点位于机器元件的轴线中。
在替选的优选的实施方式中，磁化路径以小于360°的圆心角在机器元件的周边上延伸，从而磁化路径环绕机器元件延伸小于一圈。
在根据本发明的机器元件的第一组优选的实施方式中，磁化路径围绕轴线闭合，从而轴线延伸穿过闭合的磁化路径的内部。在该第一组优选的实施方式中，磁化路径围绕机器元件的周边闭合。
在第一组优选的实施方式中，磁化路径优选通过闭合的锯齿线或通过闭合的波浪线形成，其环绕机器元件的周边延伸并且闭合。
在根据本发明的机器元件的第二组优选的实施方式中，磁化路径通过投影到表面层上的闭合曲线形成，从而表面层内部的磁化路径在没有轴线影响的情况下闭合。在第二组优选的实施方式中，虽然磁化路径可以在大于360°的圆心角上环绕轴线延伸，但轴线没有延伸穿过闭合的磁化路径的内部。
在第二组优选的实施方式中，磁化路径优选通过圆、椭圆、超椭圆、正方形、梯形、矩形、三角形或平行四边形形成。圆、椭圆、超椭圆、正方形、梯形、矩形、三角形或平行四边形投影到表面层上。
平行四边形、正方形、梯形或三角形的边或椭圆或超椭圆的轴线可以平行或垂直于机器元件的轴线，或者优选也可以相对机器元件的轴线倾斜。不同的倾斜角是可以实现的。
在根据本发明的机器元件的优选的实施方式中，构造有多个永磁化部。沿相应的磁化路径的多个永磁化部优选彼此相同或镜像地构造。多个永磁化部优选也以相同方式相对轴线取向。多个永磁化部可以彼此间隔开地或者彼此邻接地布置。多个永磁化部的极性优选在各相邻的永磁化部之间交替。多个永磁化部也可以不同地构造，以便可以同时测量通过永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起的磁场的不同的分量。原则上，可以存在多个在机器元件中形成初级传感器几何结构的永磁化部，即，构造有多个表面层和多个磁化路径。多个永磁化部可以具有不同的几何结构取向、不同的几何结构形状、不同的磁化方向和/或不同的磁化强度。
表面层的边沿优选也形成永磁化部沿磁化路径的边沿。因此，表面层优选具有与沿磁化路径的永磁化部相同的延伸尺寸和形状。但原则上，表面层也可以延伸超过永磁化部。
表面层比机器元件的直接位于表面层之下的区段具有更大的磁导率，尤其是更大的相对磁导率。优选地，表面层至少比机器元件的位于表面层之下的区段具有大很多倍的磁导率。特别优选地，表面层比机器元件的位于表面层之下的区段具有大于100倍的磁导率。机器元件的位于表面层之下的区段优选是没有磁性的，即，没有铁磁性并且没有磁致伸缩性，或者几乎没有磁致伸缩性。
表面层优选至少比机器元件的位于表面层之下的区段具有更小的磁阻。特别优选地，表面层至少比机器元件的位于表面层之下的区段具有小很多倍的磁阻。
表面层优选是高剩磁的，而机器元件的位于表面层之下的区段是没有剩磁的，或仅有少量剩磁。
表面层优选是硬磁的，而机器元件的位于表面层之下的区段是软磁的，或者更优选地是没有磁性的。
表面层优选具有高磁致伸缩性。因此，表面层优选具有如下磁致伸缩常数，其在数值上比机器元件的位于表面层之下的区段的磁致伸缩常数大10倍之上。
表面层优选比机器元件的所有位于表面层之下的区段具有更大的磁导率。表面层优选比机器元件的所有位于表面层之下的区段具有大于100倍的磁导率。除了表面层之外，机器元件优选是没有磁性的，尤其是顺磁或抗磁的。
在根据本发明的机器元件的优选的实施方式中，在表面层之下布置有构造在机器元件中的磁绝缘层，即，磁绝缘的层。磁绝缘层是没有磁性的，尤其是顺磁或抗磁的。磁绝缘层具有很小的磁导率。但是，机器元件的布置在磁绝缘层之下的区域在此可以是有磁性的，尤其可以是铁磁性的。磁绝缘层可以布置在机器元件基体上。
磁绝缘层优选凸出超过表面层的边缘，从而磁绝缘层也在表面层的侧边缘上使表面层磁绝缘。
在替选的优选的实施方式中，在表面层的侧边缘上布置有构造在机器元件中的磁绝缘边缘，其也在表面层的侧边缘上使表面层磁绝缘。
表面层优选以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到机器元件的位于表面层之下的区段上。因此，表面层是通过覆层施加的层。对于几乎所有材料都有可供使用的适当的覆层技术。
表面层优选以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到磁绝缘层上。因此，表面层是通过覆层施加到磁绝缘层上的层。
磁绝缘层优选以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到机器元件的位于磁绝缘层之下的区段上。因此，磁绝缘层是通过覆层施加的层。
在替选的优选的实施方式中，表面层扩散到机器元件中。因此，表面层是通过扩散构造出的层。磁绝缘层同样替选地优选扩散到机器元件中，因此，磁绝缘层是通过扩散构造出的层。扩散尤其是可以应用在金属材料中。
通过以化学的、机械的、热的或热机械的方式覆层来构造表面层或磁绝缘层和通过扩散来构造磁绝缘层或表面层是可以相结合的。
在特别的实施方式中，机器元件具有机械固定的环形件，在该环形件上存在表面层并且必要时还有磁绝缘层。当机器元件的基础材料不适用于构造表面层以及必要时还有磁绝缘层时，可以选择该实施方式，从而可以针对该环形件选择适当的材料。
机器元件优选具有棱柱或柱体的形状，其中，棱柱或柱体与轴线同轴地布置。棱柱或柱体优选是直的。特别优选地，机器元件具有直圆柱的形状，其中，圆柱与轴线同轴地布置。在特定的实施方式中，棱柱或柱体锥形地构造。棱柱或柱体也可以是空心的。
机器元件优选通过轴、空心轴、换挡拨叉或法兰形成。轴、换挡拨叉或法兰可以设计用于负载不同的力和力矩。原则上，机器元件也可以通过完全不同的机器元件类型来形成。
根据本发明的装置用于测量根据本发明的机器元件上的力和/或力矩。该装置首先包括根据本发明的机器元件，并且此外包括至少一个通过磁场传感器形成的次级传感器，其构造用于测量通过永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起的磁场的至少一个分量。次级传感器用于将磁场转换为电信号，该电信号因此依赖于要测量的力或要测量的力矩。
根据本发明的装置优选包括根据本发明的机器元件的其中一个优选的实施方式。
机器元件优选形成该装置的整合的组成部分。
一个或多个磁场传感器优选通过霍尔传感器、线圈、福尔斯特探针或磁通门磁力仪形成。原则上也可以使用不同的传感器类型，只要其适用于测量通过逆磁致伸缩效应产生的磁场。
根据本发明的方法用于制造根据本发明的机器元件，尤其是用于构造机器元件的表面层。
在根据本发明的方法的一个步骤中，提供机器元件基体，在该机器元件基体上或在该机器元件基体中构造有表面层。机器元件基体已经具有如下机械特性，其对于传递要由机器元件传递的力或要由机器元件传递的力矩来说是必需的。机器元件基体可以包括被压上的环形件。
在根据本发明的方法的另一步骤中，将表面层构造在机器元件基体上或中。表面层具有永磁化部，其中，表面层至少比机器元件的位于表面层之下的区段具有更大的磁导率。永磁化部沿闭合的磁化路径延伸。
表面层原则上可以通过覆层过程构造在机器元件基体上，或者通过扩散过程构造在机器元件基体中。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中，以如下方式来构造表面层，即，将表面层以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到机器元件的位于表面层之下的区段上。因此，实现了对机器元件的位于表面层之下的区段的覆层。在简单的情况下，以如下方式来构造表面层，即，将表面层以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到机器元件基体上，例如尤其是环形件上。
此外优选地，磁绝缘层构造在表面层之下。在这种情况下，优选以如下方式来构造带永磁化部的表面层，即，将表面层以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到磁绝缘层上。
优选以如下方式来构造磁绝缘层，即，将绝缘层以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到机器元件基体上。因此，实现了对机器元件基体的覆层，例如尤其是对环形件的覆层。
在根据本发明的方法的替选的优选的实施方式中，以如下方式来构造表面层，即，将表面层扩散到机器元件基体中或磁绝缘层中。替选地，优选也以如下方式来构造磁绝缘层，即，将磁绝缘层扩散到机器元件基体中。
尤其是当机器元件在表面层之下是磁绝缘的时，在表面层的侧边缘上优选构造出磁绝缘边缘。磁绝缘边缘优选扩散到机器元件基体中。
通过覆层来构造表面层或磁绝缘层和通过扩散来构造绝缘层或表面层可以相互结合。表面层例如可以通过覆层施加到扩散出的绝缘层上。
附图说明
本发明其他细节、优点和改进方案从以下参考附图对本发明优选实施方式的描述中得到。其中：
图1示出根据本发明的机器元件的简单的实施方式的立体图；
图2示出图1所示的表面层的截面图；
图3示出根据本发明的机器元件的优选的实施方式的立体图；
图4示出表面层的第一优选实施方式；
图5示出表面层的第二优选实施方式；
图6示出表面层的第三优选实施方式；
图7示出表面层的第四优选实施方式；
图8示出表面层的第五优选实施方式；
图9示出根据本发明的带有不同的磁化路径的机器元件的立体图；
图10示出根据本发明的带有磁化路径的机器元件的修改的实施方式；
图11示出根据本发明的机器元件的优选的实施方式的截面图；
图12示出根据常见的实施方式的磁化路径；
图13示出根据第一优选实施方式的磁化路径；以及
图14示出根据第二优选实施方式的磁化路径。
具体实施方式
图1示出根据本发明的机器元件的简单的实施方式的立体图。该机器元件是空心轴，其可以承受不同的力和力矩，这些力和力矩能根据本发明测得。机器元件的基础材料例如是软磁钢。
在空心轴的外周侧上构造有表面层01，其在所示的简单的实施方式中具有投影呈圆环的形状。表面层01由磁致伸缩的材料构成，并且是硬磁性的。在表面层01中构造出永磁化部，其沿磁化路径02延伸，并且形成初级传感器。磁化路径02是闭合的。在所示的简单的实施方式中，磁化路径02沿圆形闭合。因为磁化路径02是闭合的，所以只要没有力和力矩作用到机器元件上，那么永磁化部就不会向外作用。
根据本发明，磁化路径02并不局限为圆形，而是可以实施为自由的形状，例如也可以实施为自由曲面形状。自由成形导致相对外部磁场和温度影响、尤其是也相对大的温度梯度的改进的补偿可能性。为此，初级传感器在不同的位置上的几何结构，即磁化路径，利用由磁场传感器形成的次级传感器(未示出)来探测，由此可以获得不同的测量参数，它们可以通过计算用于补偿。
图2示出带有布置在其中的磁化路径02的图1所示的表面层01的截面图。通过磁化路径02象征性地示出的永磁化部仅构造在表面层01内部。
图3示出根据本发明的机器元件的优选的实施方式的立体图。该机器元件又是空心轴。表面层01与图1所示的实施方式相同，带有在其中沿磁化路径02构造的永磁化部。此外，附加地构造有磁绝缘层03，即磁绝缘的层，其由顺磁或抗磁的材料构成。磁绝缘层03布置在表面层01之下，并且凸出超过该表面层。因此，磁绝缘层03也具有投影呈圆环的形状，其中，构造在中间的自由空间04是可选的。
磁绝缘层03具有小的相对磁导率μr，并且用于在表面层01中的永磁化部相对于其余由钢构成的机器元件的磁去耦。由此实现的是，使位于表面层01中的永磁化部的由磁绝缘层03和空气构成的环境具有大约为1或更小的相对磁导率μr。因此，该环境具有高的磁阻，其中，磁致伸缩的表面层01具有大得多的相对磁导率μr，并且因此在其环境中产生小得多的磁阻。因此，表面层01中的磁通密度大于其环境中的磁通密度，这是表面层01中的永磁化部的稳定性的重要前提。
图4示出在第一优选实施方式中的表面层01的截面图。磁绝缘层03和表面层01分别通过根据DIN 8580的化学的、机械的、热的或热机械的覆层法来施加。
图5示出在第二优选实施方式中的表面层01的截面图。磁绝缘层03和表面层01分别通过在机器元件的材料中的扩散来构造。为此，首先通过扩散产生具有小的磁导率的磁绝缘层03。随后，磁致伸缩的表面层01通过在已经产生的磁绝缘层03中的扩散来构造。
图6示出在第三优选实施方式中的表面层01的截面图。在该实施方式中，磁绝缘边缘06和表面层01分别通过到机器元件的材料中的扩散来构造。为此，首先通过扩散构造出磁致伸缩的表面层01。随后，环绕磁致伸缩的表面层01的磁绝缘边缘06通过扩散来构造。
图7示出在第四优选实施方式中的表面层01的截面图。在该实施方式中，磁绝缘边缘06通过覆层来产生，而表面层01通过扩散来构造。为此，首先通过覆层产生磁绝缘层03(在图3中示出)，在此之后，磁致伸缩的表面层01通过扩散引入磁绝缘层03(在图3中示出)中，这导致仅保留有磁绝缘边缘06。
图8示出在第五优选实施方式中的表面层01的截面图。在该实施方式中，表面层01通过覆层来产生，而磁绝缘层03通过扩散来构造。为此，首先通过扩散构造出磁绝缘层03，在此之后，磁致伸缩的表面层01通过覆层施加到磁绝缘层03中。
图9示出根据本发明的带有不同的磁化路径02的机器元件的立体图。在第一部位上示出的磁化路径02切向地环绕机器元件的整个周边延伸，从而磁化路径具有360°的圆心角。磁化路径02因此具有圆形形状。
在第二部位上示出的磁化路径02以锯齿线的形式环绕机器元件的整个周边延伸，从而磁化路径具有360°的圆心角。锯齿线由磁化路径02的彼此间具有相同的角度0°＜α＜180°的短线段组成。
在第三部位上示出的磁化路径02相对于切向方向倾斜地环绕机器元件的整个周边延伸，从而磁化路径同样具有360°的圆心角。磁化路径02的这种取向也可以描述为相对于机器元件以对角线形式斜穿。
在第四部位上示出的磁化路径02包括两个彼此邻接的在第二部位上示出的磁化路径02，从而可以形成重复的X形状。
图10示出根据本发明的带有磁化路径02的机器元件的修改的实施方式。在该实施方式中，机器元件通过变细的轴形成。磁化路径02一方面环绕轴的周边延伸，而另一方面沿轴向方向在轴的变细的区段上延伸，其方式是使磁化路径02分别多次以直角α改变其方向。但是，角度α也可以在0°至180°之间任意地选择。
图11示出根据本发明的机器元件的优选的实施方式的截面图。该机器元件又是空心轴，其可以承受不同的力和力矩。示出了角度β。图12至图14包含机器元件关于角度β的图示。图12至图14示出不同的实施方式的柱体周侧面式的表面07，其中，柱体周侧面式的表面07分别通过在角度β上展开空心轴来示出。因此，空心轴的柱体周侧面式的表面07分别作为矩形示出。
图12示出根据常见的实施方式的磁化路径02。磁化路径02在机器元件的柱体周侧面式的表面07上延伸(在图11中示出)。磁化路径02是闭合的，并且在所示的常见的实施方式中具有不规则的形状。磁化路径02的方向，即永磁化部的定向，显然也可以相反地实施。
图13示出根据第一优选实施方式的磁化路径02。在展开的图示中，磁化路径02具有正方形形状。正方形可以在替选的实施方式中通过改变角度α发生倾斜。在其他替选的实施方式中代替正方形，可以地通过改变角度δ和/或边长a、b、c、d来获得磁化路径02的梯形形状、平行四边形形状、三角形形状或类似形状。所提到的形状的拐角也可以是倒圆的。原则上，所有描述的实施方式的拐角都可以是倒圆的，由此分别形成出另外的实施方式。
图14示出根据第二优选实施方式的磁化路径02。在展开的图示中，磁化路径02具有超椭圆或长孔的形状。在替选的实施方式中，角度α、半径r1、r2和边长a可以任意改变。
附图标记列表
01 表面层
02 磁化路径
03 磁绝缘层
04 自由空间
05 -
06 磁绝缘边缘
07 柱体周侧面式的表面

Claims (10)

1.一种用于传递力和/或力矩的机器元件，其中，所述机器元件具有用于测量要传递的力或要传递的力矩的初级传感器，所述初级传感器具有永磁化部；其中，通过所述永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起在所述机器元件外部出现的能测量的磁场；其中，所述永磁化部沿闭合的磁化路径(02)延伸；并且其中，所述永磁化部构造在所述机器元件的表面层(01)中，所述表面层至少比所述机器元件的位于所述表面层(01)之下的区段具有更大的磁导率。
2.根据权利要求1所述的机器元件，其特征在于，所述磁化路径(02)以至少360°的圆心角在所述机器元件的周边上延伸，其中，所述磁化路径(02)环绕所述机器元件的轴线闭合。
3.根据权利要求1所述的机器元件，其特征在于，所述磁化路径(02)以小于360°的圆心角在所述机器元件的周边上延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器元件，其特征在于，所述磁化路径(02)是通过投影到所述表面层(01)上的闭合曲线而形成的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机器元件，其特征在于，在所述表面层(01)之下布置有构造在所述机器元件中的磁绝缘层(03)。
6.一种具有根据权利要求1至5中任一项所述的机器元件并且具有至少一个通过磁场传感器形成的次级传感器的装置，所述次级传感器构造用于测量通过永磁化部以及通过力和/或通过力矩引起的磁场的至少一个分量。
7.一种用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的机器元件的方法，其特征在于包括：
-提供机器元件基体；以及
-将表面层(01)构造在所述机器元件基体上，所述表面层具有永磁化部，其中，所述表面层(01)至少比所述机器元件的位于所述表面层(01)之下的区段具有更大的磁导率，并且其中，所述永磁化部沿闭合的磁化路径(02)延伸。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以如下方式来构造所述表面层(01)，即，将所述表面层(01)以化学的、机械的、热的或热机械的方式施加到所述机器元件的位于所述表面层之下的区段上。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还将磁绝缘层(03)构造在所述表面层(01)之下。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，以如下方式来构造带所述永磁化部的表面层(01)，即，将所述表面层扩散到所述机器元件基体中或所述磁绝缘层(03)中。
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