DE10057468B4

DE10057468B4 - Drehmomenterfassungssystem

Info

Publication number: DE10057468B4
Application number: DE10057468A
Authority: DE
Inventors: Yingjie El Paso Lin; Daniel J. El Paso Moreno; Lorezo G. Juarez Rodriguez
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2020-11-21
Also published as: US6289748B1; DE10057468A1

Abstract

Drehmomenterfassungssystem (10, 100, 200) zur Erfassung eines auf eine Welle (12, 112, 204) wirkenden Drehmoments und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches das Drehmoment darstellt, umfassend:
ein Messsystem mit zwei örtlich getrennten Spulenanordnungen, die jeweils eine Erregungsspule (18, 104, 206) und eine Aufnahmespule (22, 106, 208) umfassen, wobei die Erregungsspule (18, 104, 206) mit einer Elektrizitätsquelle verbindbar ist, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der die Welle (12, 112, 204) durchsetzt, und wobei die Aufnahmespule (22, 106, 208) derart ausgestaltet ist, dass sie von dem durch die Erregungsspule erzeugten magnetischen Fluss durchsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle mittels mindestens drei Lagern (24, 108, 110, 210) gelagert ist, wobei alle Lager als Flusskopplungselemente ausgebildet sind, welche die Welle berühren und wobei eines der Lager zwischen den beiden getrennten Spulenanordnungen angeordnet ist, so dass der erzeugte magnetische Fluss ohne Durchsetzung eines Luftspalts in die Welle ein- bzw. aus...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehmomenterfassungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ( DE 33 19 449 ).

Sensoren zum Messen des Drehmoments, das auf rotierende Wellen aufgebracht wird, wie zum Beispiel und ohne Beschränkung Wellen in Fahrzeugen, werden bei vielen Anwendungen benutzt. Beispielsweise kann es erwünscht sein, das Drehmoment an rotierenden Wellen in einem Fahrzeuggetriebe oder in einem Fahrzeugmotor (z. B. die Kurbelwelle) oder in einem automatischen Bremssystem (ABS) eines Fahrzeuges für eine Vielzahl von in der Technik bekannten Zwecken zu messen.

Zu diesem Zweck sind magnetostriktive Drehmomentsensoren vorgesehen worden, bei denen ein Sensor in einer umgebenden Beziehung zu einer rotierenden Welle angeordnet ist, wobei ein Luftspalt zwischen dem Sensor und der Welle gebildet ist, damit die Welle ohne an dem Sensor zu streifen rotieren kann. In dem Sensor wird ein Magnetfeld erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch eine Erregungsspule des Sensors hindurchgeleitet wird. Dieses Magnetfeld durchdringt die Welle und kehrt zu einer Aufnahmespule des Sensors zurück.

Der Ausgang der Aufnahmespule ist ein elektrisches Signal, das von der gesamten magnetischen Reluktanz in der oben beschriebenen Schleife abhängt. Ein Teil der gesamten magnetischen Reluktanz wird durch den Luftspalt festgelegt, und ein Teil wird durch die Welle selbst festgelegt, wobei die magnetische Reluktanz der Welle sich als Funktion des Drehmoments an der Welle ändert. Somit können Änderungen im Ausgang der Aufnahmespule mit dem von der Welle erfahrenen Drehmoment in Übereinstimmung gebracht werden.

Der Luftspalt, der bisher notwendig war, um eine Relativbewegung zwischen der Welle und dem Sensor zu gestatten, reduziert nichtsdestoweniger ungewollt die Empfindlichkeit von herkömmlichen magnetostriktiven Drehmomentsensoren. Es ist möglich, den Luftspalt zwischen der Welle und einem magnetostriktiven Drehmomentsensor zu beseitigen, wodurch die Empfindlichkeit des Sensors gegenüber herkömmlichen Sensoren erhöht wird. Ein in der Technik als "Wellenschlag" bekanntes Phänomen kann herkömmliche magnetostriktive Drehmomentsensoren nachteilig beeinflussen.

In DE 40 13 429 A1 ist ein Spannungsdetektor beschrieben, bei dem äußere und innere magnetische Felder voneinander getrennt werden, um den Einfluß von Störfeldern zur Erhöhung der Genauigkeit und der stabilen Erfassung der Verformung einer getriebenen Welle auszuschließen. Der Spannungsdetektor besteht aus einer magnetischen Schicht aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität, die am äußeren Umfang der Welle angeordnet ist, Lagern aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität zum Halten der Welle, einer um die magnetische Schicht angeordneten Erfassungsspule zur Erfassung einer Änderung in der Permeabilität der magnetischen Schicht, die auf einer Verformung der magnetischen Schicht beruht, die von einer auf die Welle einwirkenden äußeren Kraft verursacht wird, und einer Abschirmung, die um den äuße ren Umfang der Erfassungsspule angeordnet ist und die magnetisch an ihren axial gegenüberliegenden Enden mit den Lagern verbunden ist.

In US 5 165 286 ist ein Spannungsdetektor beschrieben, bei dem ein Paar von magnetischen Schichtmustern, die aus einem magnetisch permeablen, weichmagnetischen Material hergestellt sind, an einer Antriebswelle angebracht sind. Ein Paar von Detektionsspulen ist so angeordnet, daß es die entsprechenden magnetischen Schichtmuster zur Detektion einer Änderung der magnetischen Permeabilität der magnetischen Schichten, die durch eine auf die Antriebswelle ausgeübte Kraft hervorgerufen wird, umgeben. Ein magnetisches Joch ist um jede der Detektionsspulen angeordnet, um den Durchgriff des magnetischen Flusses durch diese zu fördern und damit ein Streuen des Flusses zu reduzieren. Die magnetischen Joche umfassen jeweils ein sich axial erstreckendes Röhrenelement und sich radial nach innen erstreckende innere und äußere Flansche, die von axialen äußeren bzw. inneren Enden des Röhrenelements ausgehen.

In DE 39 05 251 A1 ist eine Vorrichtung zum Ermitteln des in einer Welle übertragenen Drehmoments beschrieben, die aus zwei im gegenseitigen axialen Abstand auf der Welle angeordneten, insbesondere scheibenförmigen Meßwertgebern besteht, denen Meßfühler berührungsfrei zugeordnet sind. Jeder Meßwertgeber ist in unmittelbarer Nachbarschaft einer Stirnseite eines Radial-Wellenlagers angeordnet. Dadurch werden verfälschende Einflüsse infolge von Wellendurchbiegungen bei der Ermittlung des Winkelversatzes der Meßwertgeber als Berechnungsgrundlage für das Drehmoment ausgeschaltet.

In US 4 920 809 ist eine Vorrichtung zur Messung eines Drehmoments in einer Welle ohne Kontakt zu der Welle beschrieben. Eine drehmomentübertragende Welle weist wenigstens einen magnetisch anisotropen Detektionsbereich auf, der so geneigt ist, daß er in Bezug auf die Drehachse der Welle einen Winkel bildet. Eine Detektionsspule ist auf dem Umfang des magnetisch anisotropen Detektionsbereichs angeordnet.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Drehmomenterfassungssystem mit erhöhter Empfindlichkeit zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lager und Spulen in einem die Welle umgebenden, hohlen Gehäuse festgehalten. Innerhalb des Gehäuses ist eine Aufnahmespule radial außen in Bezug auf eine zugeordnete Erregungsspule angeordnet und mit der Erregungsspule ausgerichtet. Die Lager umfassen auch mehrere Rollen.

Bei einer Ausführungsform, wie sie weiter unten anhand der 2 und 3 gezeigt und beschrieben ist, ist ein innerer Lagerring derart zwischen den Rollen und der Welle angeordnet, daß die Rollen direkt mit dem inneren Lagerring in Kontakt stehen, um die Welle mit dem Gehäuse in Rolleingriff zu bringen. Bei dieser Ausführungsform befinden sich ein erster, ein zweiter und ein dritter Bereich mit hoher Permeabilität an der Welle, und die Bereiche mit hoher Permeabilität sind in Längsrichtung durch Flußsteuerbereiche voneinander getrennt. Jedes Lager ist in der radialen Ausdehnung mit einem jeweiligen Bereich mit hoher Permeabilität ausgerichtet. Im Gegensatz dazu ist jedes Erregungs-/Aufnahmespulenpaar radial mit einem jeweiligen Flußsteuerbereich ausgerichtet.

Wie es unten ausführlicher offenbart wird, umfassen die Flußsteuerbereiche mehrere Schlitze, die unter einem schiefen Winkel, vorzugsweise einem Winkel von 45°, relativ zur Achse stehen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind in dem ersten und zweiten Flußsteuerbereich Schlitze ausgebildet, wobei die Schlitze im ersten Flußsteuerbereich rechtwinklig zu den Schlitzen im zweiten Flußsteuerbereich stehen.

Bei einer alternativen Ausführungsform, wie sie weiter unten anhand der 4 und 5 gezeigt und beschrieben ist, ist kein innerer Ring vorgesehen, so daß die Rollen direkt mit der Welle in Kontakt stehen. Bei dieser Ausführungsform sind die Rollen in Sätzen angeordnet. Jeder Satz Rollen umfaßt vordere und hintere Aufnahmerollen, die parallel zur Achse der Welle ausgerichtet sind, und eine mittlere Erregungsrolle, die in Längsrichtung zwischen den Aufnahmerollen angeordnet und von der durch die Aufnahmerollen definierten Linie um einen Winkel von 45° versetzt ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform, wie sie weiter unten anhand der 6 und 7 gezeigt und beschrieben ist, umfaßt ein Drehmomenterfassungssystem zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das ein Drehmoment an einer Welle darstellt, ein Sensorgehäuse, das die Welle umgibt, und mehrere Paare von Erregungs-/Aufnahmespulen, die wie bei den beiden obigen Ausführungsformen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Spulen nicht durch Rollen magnetisch gekoppelt, sondern durch mehrere Pole, die an der Welle entlanggleiten, wenn die Welle rotiert. In jedem Fall ist kein Luftspalt im Flußweg vorhanden.

Bei dieser letzten Ausführungsform sind vorzugsweise vier Sensorkerne an der Welle vorgesehen, und jeder Kern umfaßt vordere und hintere Aufnahmepole und einen sich in Längsrichtung erstreckenden dazwischenliegenden Erregungspol, der von der durch die Aufnahmepole definierten Linie um 45° versetzt ist. Mit dieser Polanordnung bildet jeder Sensorkern in der Ausdehnung in der Längsrichtung die Form eines "V". Erfindungsgemäß ist jeder Sensorkern aus Pulvermetall hergestellt, das kugelförmige Pulverbestandteile umfaßt. Jeder Bestandteil weist vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als drei Mikron auf.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:
1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs, das das vorliegende Drehmomenterfassungssystem enthält,
2 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer ersten Ausführungsform des Drehmomenterfassungssystems, das in Wirkeingriff mit einer rotierenden Welle steht,
3 eine schematische Querschnittsansicht des in 2 gezeigten Systems,
4 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer zweiten Ausführungsform des Drehmomenterfassungssystems, das in Wirkeingriff mit einer rotierenden Welle steht,
5 eine schematische Querschnittsansicht des in 4 gezeigten Systems,
6 eine schematische Schnittansicht von der Seite einer dritten Ausführungsform des Drehmomenterfassungssystems, das in Wirkeingriff mit einer rotierenden Welle steht, und
7 eine schematische Querschnittsansicht des in 6 gezeigten Systems.
1 zeigt ein Drehmomenterfassungssystem, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das System 10 ist wie gezeigt in einer umgebenden Beziehung zu einer Welle 12 angeordnet, um das auf die Welle 12 aufgebrachte Drehmoment zu erfassen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Welle 12 eine rotierende Welle innerhalb eines Fahrzeugs 14. Beispielsweise kann die Welle 12 eine ABS-Welle, eine Motorwelle oder eine Getriebewelle sein, obwohl festzustellen ist, daß die hierin ausgeführten Prinzipien gleichermaßen für andere rotierende Wellen an Fahrzeugen und auf anderen Gebieten gelten.
In den 2 und 3 ist eine erste Ausführungsform des Systems 10 gezeigt. Das System 10 umfaßt wie gezeigt ein hohles Sensorgehäuse 16, das derart ausgestaltet ist, daß es die Welle 12 umgibt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind in Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Erregungsspulen 18 wie gezeigt in dem Gehäuse 16 festgehalten, wobei zu verstehen ist, daß jede Erregungsspule 18 mit einer Elektrizitätsquelle verbunden sein kann, um einen in 2 durch Flußlinien 20 dargestellten magnetischen Fluß zu erzeugen. Gemäß in der Technik bekannten magnetostriktiven Prinzipien durchdringt der Fluß die Welle 12, wenn die Erregungsspulen 18 neben der Welle 12 liegen.
Wie es ebenfalls am besten in der beispielhaften Ausführungsform von 2 gezeigt ist, kann sich radial außen in Bezug auf jede Erregungsspule 18 angeordnet und mit dieser in der radialen Ausdehnung ausgerichtet eine jeweilige Aufnahmespule 22 befinden, die derart ausgestaltet ist, daß sie einen magnetischen Fluß von der Welle 12 empfängt. Der Fachmann wird feststellen, daß der Fluß einen Flußweg von jeder Erregungsspule 18 zu ihrer jeweiligen Aufnahmespule 22 definiert. Es können andere Flußsensoren im Bereich der vorliegenden Erfindung verwendet werden, z. B. können Hall-Effekt-Sensoren verwendet werden, oder es können Induktivitätsänderungen in der Erregungsspule 18 gemessen und verwendet werden, oder es können andere in der Technik bekannte Induktivitätsänderungssensoren verwendet werden.
Um die Erregungsspulen mit den Aufnahmespulen ohne einen Luftspalt in dem Flußweg magnetisch zu koppeln, wodurch die Sensorempfindlichkeit gefördert wird, sind gemäß der vorliegenden Erfindung drei Lager 24 im Flußweg in physikalischem Kontakt mit der Welle 12 angeordnet. Die Lager 24 können Gleitlager sein, sind aber bei der gezeigten Ausführungsform Rollenlager. Wie es in 3 gezeigt ist, umfassen demgemäß die Lager 24 mehrere Rollen 26, die mit einem inneren Lagerring 28, der sich auf der Welle 12 befindet, in Rolleingriff stehen. Auf diese Weise koppeln die Rollen 26 rollend die Welle 12 mit dem Gehäuse 16. Erfindungsgemäß ist das mittlere Lager 24 im wesentlichen ein Erregungslager, und die linken und rechten Lager 24 sind Aufnahmelager. Mit anderen Worten verläuft der Fluß durch zunächst das mittlere Lager 24, dann zu den linken und rechten Lagern und dann zu den Aufnahmespulen 22.
2 zeigt am besten, daß sich ein erster, ein zweiter und ein dritter Bereich mit hoher magnetischer Permeabilität 30 an der Welle 12 befinden und radial mit jeweiligen Lagern 24 ausgerichtet sind. Dementsprechend sind die Bereiche mit hoher Permeabilität in Längsrichtung voneinander getrennt.
Zwischen benachbarten Bereichen mit hoher Permeabilität 30 und somit radial mit jeweiligen Sätzen von Spulen 18/22 ausgerichtet liegen Flußsteuerbereiche 32, die derart ausgestaltet sind, daß sie den Fluß von den Erregungsspulen 18 durch die Rollen 26 hindurch und zurück zu den Aufnahmespulen 22 steuern bzw. lenken. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Flußsteuerbereiche mehrere Schlitze 34, die jeweils unter einem schiefen Winkel α relativ zur Längsachse "L" der Welle 12 liegen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel α fünfundvierzig Grad (45°). Um den Fluß korrekt zu steuern, stehen außerdem die Schlitze 34 im am weitesten links liegenden Flußsteuerbereich 32, der in 2 gezeigt ist, rechtwinklig zu den Schlitzen im am weitesten rechts liegenden Flußsteuerbereich 32.
Die 4 und 5 zeigen ein alternatives System, das allgemein mit 100 bezeichnet ist. Bei dem in den 4 und 5 gezeigten System 100 hält ein hohles Gehäuse 102 mehrere Erregungsspulen 104 mit jeweiligen Aufnahmespulen 106 fest. Das System 100 umfaßt auch nicht weniger als drei Sätze von jeweils drei Rollen, die um die Welle herum eingepaßt sein können, wobei jeder Satz ein Lager bildet, das eine mittlere Rolle 108 und zwei seitliche Rollen 110 umfaßt. Jeweils zwei Spulen 104, 106 sind wie gezeigt in Längsrichtung zwischen benachbarten Rollensätzen gestaffelt angeordnet. Die seitlichen Rollen 110 kann man sich als vordere und hintere Rollen vorstellen, da sie in Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. In jedem Fall stehen die Rollen 108, 110 direkt mit einer Welle 112 in Kontakt, wobei die Rollen 108, 110 in dem durch Flußlinien 114 bezeichneten Flußweg zwischen den Spulen 104, 106 angeordnet sind.
Während die seitlichen Rollen 110 eines Satzes sich auf einer Linie befinden, die parallel zur Längsachse 116 der Welle 112 liegt, ist die mittlere Rolle 108 jedes Satzes nicht mit den seitlichen Rollen 110 ausgerichtet, wie es am besten in 2 gezeigt ist. Stattdessen sind die mittleren Rollen 108 von ihren jeweiligen seitlichen Rollen 110 auf dem Umfang der Welle 112 versetzt angeordnet, um den Fluß geeignet zu steuern. Im besonderen spannt eine Linie entlang des Umfangs der Welle 112 von der mittleren Rolle 108 zu jeder der beiden seitlichen Rollen 110 einen Winkel α in Bezug auf die Achse 116 von fünfundvierzig Grad (45°) auf. Es ist nun festzustellen, daß gemäß den vorliegenden Prinzipien die seitlichen Rollen 110 im wesentlichen Aufnahmerollen sind und die mittleren Rollen 108 im wesentlichen Erregungsrollen sind.
Die 6 und 7 zeigen ein weiteres Drehmomenterfassungssystem, das allgemein mit 200 bezeichnet ist und wie die oben beschriebenen Systeme 10, 100 keinen Luftspalt im Flußweg aufweist. Ein hohles Sensorgehäuse 202 umgibt eine Welle 204, und das Gehäuse 202 hält zwei Paare von Erregungsspulen 206 und zugeordneten Aufnahmespulen 208 fest, die wie oben in Verbindung mit dem in den 2 und 3 gezeigten System 10 ausgeführt angeordnet sind.
Es sind mehrere, vorzugsweise vier, Sensorkerne 210 in dem Gehäuse 202 wie gezeigt derart gehalten, daß sie verschiebbar mit der Welle 204 in Kontakt stehen und dadurch die Welle 204 und die Spulen 206, 208 magnetisch koppeln. Jeder Sensorkern 210 umfaßt vordere und hintere Aufnahmepole 212, 214 und einen Erregungspol 216, der sich in Längsrichtung zwischen den Aufnahmepolen 212, 214 befindet, wie es am besten in 6 gezeigt ist. Die Spulen 206, 208 sind wie gezeigt zwischen den Erregungspolen 216 und den jeweiligen Aufnahmepolen 212, 214 eingebettet.
Die vorderen und hintere Aufnahmepole 212, 214 eines Sensorkerns 210 definieren nach den 6 und 7 in Hinblick auf die bevorzugte Ausführungsform eine Linie, die parallel zur Längsachse 218 der Welle 204 liegt, wohingegen der Erregungspol 216 des Kerns von den Aufnahmepolen versetzt ist, um den durch Flußlinien 220 gekennzeichneten Fluß geeignet zu steuern. Demgemäß bildet jeder Sensorkern 210 die Form eines "V" in der Ausdehnung in der Längsrichtung, wie es in 6 gezeigt ist. Folglich legt eine Linie zwischen einem Aufnahmepol 212/214 und seinem zugeordneten Erregungspol 216 einen Winkel α von 45° in Bezug auf die Achse 218 fest.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Sensorkerne 210 aus Pulvermetall mit hoher Permeabilität, das kugelförmige Pulverbestandteile aufweist, oder einem ferromagnetischen Kunststoffmaterial oder irgendeinem Material, das weicher als die Welle ist, hergestellt. Die Pulverbestand teile sind sehr klein, wobei sie vorzugsweise Durchmesser von weniger als drei Mikron (<3μ) aufweisen.
Da die Flußkopplungselemente (d.h. Rollen, Pole oder Lager) der vorliegenden Erfindung im Flußweg angeordnet sind und die Welle berühren, ist kein Luftspalt im Flußweg vorhanden. Folglich sind die vorliegenden Sensoren vergleichsweise empfindlicher als herkömmliche magnetostriktive Sensoren und auch weniger anfällig gegenüber einer Leistungsverschlechterung bei Vorhandensein eines Wellenschlages als herkömmliche magnetostriktive Sensoren.
Während der besondere Wellendrehmomentsensor ohne Luftspalt, wie er hierin im Detail gezeigt und beschrieben ist, vollständig in der Lage ist, die oben beschriebenen Ziele der Erfindung zu erreichen, ist einzusehen, daß dieser die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und somit den Gegenstand repräsentiert, der durch die vorliegende Erfindung in weitem Umfang betrachtet wird. Ein im Singular genanntes Element soll nicht "ein und nur ein" Element bedeuten, es sei denn, es ist explizit festgestellt, sondern vielmehr "ein oder mehrere" Elemente.
Zusammengefaßt betrifft die Erfindung einen magnetostriktiven Sensor 10, 100, 200 zur Ausgabe eines Signals, das ein Drehmoment an einer Welle 12, 112, 204 darstellt, der eine oder mehrere Erregungsspulen 18, 104, 206, die einen die Welle 12, 112, 204 durchdringenden, magnetischen Fluß erzeugen, und Aufnahmespulen 22, 106, 208 umfaßt, die den Fluß detektieren, nachdem der Fluß durch die Welle 12, 112, 204 hindurchgetreten ist. Ein Drehmoment an der Welle 12, 112, 204 beeinflußt den durch die Welle 12, 112, 204 hindurchtretenden magnetischen Fluß. Ein Kopplungselement, wie beispielsweise mehrere Rollen 26, 108 oder Pulvermetallpole 210, sind in dem Flußweg angeordnet und berühren die Welle 12, 112, 204 derart, daß kein Luftspalt im Flußweg vorhanden ist. Folglich ist der Sensor vergleichsweise empfindlich und wird durch einen Wellenschlag nicht übermäßig beeinflußt.

Claims

Drehmomenterfassungssystem (10, 100, 200) zur Erfassung eines auf eine Welle (12, 112, 204) wirkenden Drehmoments und zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches das Drehmoment darstellt, umfassend: ein Messsystem mit zwei örtlich getrennten Spulenanordnungen, die jeweils eine Erregungsspule (18, 104, 206) und eine Aufnahmespule (22, 106, 208) umfassen, wobei die Erregungsspule (18, 104, 206) mit einer Elektrizitätsquelle verbindbar ist, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der die Welle (12, 112, 204) durchsetzt, und wobei die Aufnahmespule (22, 106, 208) derart ausgestaltet ist, dass sie von dem durch die Erregungsspule erzeugten magnetischen Fluss durchsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mittels mindestens drei Lagern (24, 108, 110, 210) gelagert ist, wobei alle Lager als Flusskopplungselemente ausgebildet sind, welche die Welle berühren und wobei eines der Lager zwischen den beiden getrennten Spulenanordnungen angeordnet ist, so dass der erzeugte magnetische Fluss ohne Durchsetzung eines Luftspalts in die Welle ein- bzw. aus der Welle auskoppelbar ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Sensorgehäuse (16, 102) umfasst, das derart ausgestaltet ist, dass es die Welle (12, 112) umgibt, wobei das Gehäuse (16, 102) die Spulen (18, 104, 22, 106) festhält, dass mindestens eine Aufnahmespule (22, 106) radial außen in Bezug auf mindestens eine Erregungsspule (18, 104) angeordnet und mit der Erregungsspule (18, 104) ausgerichtet ist, und dass das Lager (24, 108, 110) mehrere Rollen (26, 108,110) umfasst.
System nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass es einen inneren Lagerring (28) umfasst, der zwischen mindestens einer Rolle (26) und der Welle (12) angeordnet ist, wobei die Rolle (26) direkt mit dem inneren Lagerring (28) in Kontakt steht, um die Welle (12) mit den Gehäuse (16) in Rolleingriff zu bringen.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen ersten, einen zweiten und einen dritten Bereich mit hoher Permeabilität (30) an der Welle (12) umfasst, wobei die Bereiche mit hoher Permeabilität (30) in Längsrichtung voneinander durch Flusssteuerbereiche (32) getrennt sind.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssteuerbereiche (32) mehrere Schlitze (34) umfassen, wobei wenigstens einige Schlitze (34) unter einem schiefen Winkel relativ zu der Achse (L) liegen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige Schlitze (34) unter einem Winkel in Bezug auf die Achse (L) von fünfundvierzig Grad (45°) liegen.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssteuerbereiche (32) zumindest einen ersten und einen zweiten Flusssteuerbereich (32) umfassen, und wenigstens einige Schlitze (34) in dem ersten Flusssteuerbereich rechtwinklig zu wenigstens einigen Schlitzen (34) in dem zweiten Flusssteuerbereich stehen.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager jeweils mit einem jeweiligen Bereich mit hoher Permeabilität (30) ausgerichtet sind, und jede Spule (18) mit einem jeweiligen Flusssteuerbereich (32) ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (112) eine Längsachse (116) aufweist und mindestens eine Rolle eine vordere Rolle (110) ist, mindestens eine Rolle eine hintere Rolle (110) ist, die in Längsrichtung von der vorderen Rolle beabstandet angeordnet ist, und mindestens eine Rolle eine mittlere Rolle (108) ist, die in Längsrichtung zwischen den vorderen und hin teren Rollen (110) angeordnet ist, wobei eine Linie von der mittleren Rolle (108) zu mindestens einer der vorderen oder hinteren Rollen (110) unter einem Winkel von fünfundvierzig Grad (45°) in Bezug auf die Achse liegt.