DE10108883A1 - Drehmoment-Meßaufnehmer - Google Patents
Drehmoment-MeßaufnehmerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, insbesondere des wirksamen Drehmomentes an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Lenkgetriebes. DOLLAR A Der Drehmoment-Meßaufnehmer (1) ist dabei so ausgebildet, daß die wirkbestimmenden Teile in einem ersten und einem zweiten Bauteil (2, 3) angeordnet und diese beiden Bauteile (2, 3) als Gehäusehälften ausgebildet, innerhalb des Gehäuses (6) vom Drehmoment-Meßaufnehmer (1) angeordnet sind. DOLLAR A Bei den wirkbestimmenden Teilen des Drehmoment-Meßaufnehmers (1) handelt es sich einmal um einen Stator (8), zwei Polstücken (9) und einem Magnet-Feldstärke-Sensor (10), welche in dem Bauteil (3) vorgesehen sind und zum anderen um einen Magneten (7), einem Permanentmagneten mit hoher Lebensdauer, welcher in der anderen Gehäusehälfte, dem Bauteil (2), eingeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des
Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern,
insbesondere des wirksamen Drehmomentes an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-
Lenkgetriebes und ein Verfahren zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines
Fahrzeuges.
Zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges ist es aus unterschiedlichen Gründen heraus
erforderlich zu wissen, in welcher Wertgröße und in welcher Drehrichtung ein
Drehmoment auf das Kraftfahrzeug-Lenkgetriebe wirkt.
Derartige Informationen werden beispielsweise im Zusammenhang mit Servo-
Lenkeinrichtungen benötigt, um die Servo-Unterstützung zu aktivieren und/oder zu
steuern oder zu regeln.
Ferner wird auf derartige Informationen zurückgegriffen, um diese mit bei der
Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeuges mit einfließen zu lassen und zu
berücksichtigen.
So ist beispielsweise eine Kraftfahrzeug-Servo-Lenkeinrichtung mit der DE 36 03 065 C2
bekannt geworden, bei der zur Erfassung von Lenkmomenten im Zuge der das Lenkrad
mit der Eingangswelle des Lenkgetriebes verbindenden Lenkwelle bzw. -spindel
Drehmeßstreifen angeordnet sind, welche elektrisch in üblicher Weise in einer
Meßbrückschaltung nach Art einer Wheatstone-Brücke liegen. Räumlich angeordnet sind
sie dabei an einem im Zuge der Lenkwellenanordnung liegenden Torsionsstab, das heißt
in einem Lenkwellenbereich, dem unter der Wirkung von Lenkmomenten jeweils eine
spürbare Torsionsverformung stattfindet.
Derartige Anordnungen von Dehnmeßstreifen sind vergleichsweise sehr teuer, da wegen
der jeweils niedrigen Widerstandsänderungen Meßbrückenschaltungen erforderlich
werden, um zu auswertbaren Meßspannungen zu gelangen. Elektromagnetische
Verträglichkeits-Probleme können hierbei nicht ausgeschlossen werden, und im übrigen
bereiten das Anbringen der Dehnmeßstreifen gewisse Schwierigkeiten, und ferner bedarf
es eines erheblichen Aufwandes bezüglich eines dauerfesten Aufbringens der
Dehnmeßstreifen.
Die in der DE 33 04 917 A1 vorgestellte Lösung bezieht sich auf eine Einrichtung, die
unter der Einwirkung eines Lenkmomentes stattfindenden Relativverdrehung zweier
durch ein Torsionsfederelement drehmomentmäßig miteinander gekoppelter
Lenkwellenteile für eine lenkmomentenabhängige Axialverschiebung einer eine
Kurzschlußwicklung tragenden Steuerhülse auszunutzen, wobei die Kurzschlußwicklung
mit zwei von einer Wechselspannung gespeisten ortsfesten Spulen zusammenwirkt und
bei ihrer Axialverschiebung durch Induktion jeweils eine Drehmomenten abhängige
Ausgangsspannung liefern soll.
Diese Lösung erscheint konstruktiv und funktionell vergleichsweise sehr aufwendig, so
daß bereits vorgeschlagen wurde, Lenkmomentensensoren zum Einsatz zu bringen.
Einen derartigen Lenkmomentensensor beschreibt die EP 0 652 424 B1, welcher zur
Erfassung des an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Gelenkgetriebes wirksamen
Lenkmomentes erfassen soll, welcher so ausgebildet ist, daß auf das freie Ende der
Eingangswelle koaxial ein erstes Bauteil aufgesteckt ist, welches mit einem radial
wegweisenden fahnenartigen Fortsatz ausgebildet ist und einem zweiten Bauteil,
welches gleichfalls mit radial wegweisenden Fortsätzen ausgebildet ist und koaxial zum
ersten Bauteil und dieses zu einem Teil konzentrisch umschließend angeordnet ist.
Zwischen den radial wegweisenden Fortsätzen sind Drucksensoren oder Mikroschalter
angeordnet, mittels denen die Drehrichtungen eventuell wirksamer Lenkmomente erfaßt
werden, die zur Ansteuerung hydraulischer Servo-Lenkeinrichtungen dienen.
Aus Drucksensoren sollen niederohmige kraftabhängige elektrische Widerstände in
Form von aufklebbaren Folien verwendet werden, denen gleichfalls der Nachteil anhaftet,
daß es eines erheblichen konstruktiven und montagetechnischen Aufwandes zur
Anbringung dieser Widerstände bedarf, was gleichfalls zutreffend ist für eine dauerfeste
Verbindung dieser Widerstände.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur
Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren
Körper, insbesondere zur Erfassung eines wirksamen Drehmomentes an der
Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Lenkgetriebes zu schaffen, mit dem eine
zuverlässige Messung möglich ist und welche die Nachteile der bekannten Lösungen
ausschließt, sowie ein Verfahren zur Auswertung eines derartigen Signals anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 13 angegebenen
Ausführungsformen der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
So wurde ein Drehmoment-Meßaufnehmer geschaffen, welcher unmittelbar im Bereich
vom Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes vorgesehen und
umfänglich zu dem Schaft und der Eingangswelle angeordnet ist.
Der Drehmoment-Meßaufnehmer ist dabei so ausgebildet, daß die wirkbestimmenden
Teile in einem ersten und einem zweiten Bauteil eingeordnet und diese beiden Bauteile
als Gehäusehälften ausgebildet, innerhalb des Gehäuses vom Drehmoment-
Meßaufnehmer angeordnet sind. Wesentlich dabei ist, daß die Bauteile fest am äußeren
Umfang des Schaftes der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes befestigt
sind, wobei das erste Bauteil am Schaft der Lenksäule und das zweite Bauteil an der
Eingangswelle des Lenkgetriebes angeordnet sind.
Die Einbindung der mit den funktionsbestimmenden Teilen bestückten Bauteile innerhalb
des Gehäuses vom Drehmoment-Meßaufnehmer erfolgt in der Form, daß das Innere des
Drehmoment-Meßaufnehmers gegen äußere Einflüsse allseits geschützt ist, wobei das
äußere Gehäuse so ausgebildet ist, daß zwischen dem Gehäuse und dem Schaft der
Lenksäule sowie der Eingangswelle des Lenkgetriebes ein Luftspalt vorhanden ist, somit
dieses Gehäuse zu diesen beiden Elementen nicht fest verbunden ist und dieser Spalt
mittels geeigneter Dichtelemente und/oder Dichtlabyrinth verschlossen wird. Seine
Befestigung erhält das Gehäuse entweder über seinen äußeren Umfang oder seinem
Gehäuseboden bzw. Gehäusedeckel.
Bei den wirkbestimmenden Teilen des Drehmoment-Meßaufnehmers handelt es sich
einmal um einen Stator, zwei Polstücke und einem Magnet-Feldstärke-Sensor, welche in
einem Bauteil/ Gehäusehälfte vorgesehen sind und zum anderen um einen Magneten,
einem Permanentmagneten mit hoher Lebensdauer, welcher in dem zweiten Bauteil/der
zweiten Gehäusehälfte eingeordnet ist.
Die Polstücke, der Magnet und der Stator sind dabei gekrümmt ausgeführt und weisen
das gleiche Krümmungsmaß wie der Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des
Lenkgetriebes auf.
Ferner gehört zur Erfindung, daß durch die Ausbildung des Drehmoment-
Meßaufnehmers die Möglichkeit gegeben ist, daß sich der Magnet gegen die Polstücke
und den Stator verdrehen kann, was halt dadurch erreicht wird, daß der Magnet in seiner
Gehäusehälfte, dem ersten Bauteil, fest angeordnet ist und diese wiederum fest am
Schaft der Lenksäule, wobei der Magnet so in seiner Gehäusehälfte angeordnet ist, daß
beim Fügen beider Bauteile/Gehäusehälften der Magnet zwischen den Polstücken und
dem Stator hineinragt und wirksam werden kann, was wiederum dadurch erreicht wird,
daß die Polstücke zum Stator radial beabstandet im zweiten Bauteil angeordnet sind,
welches fest an der Eingangswelle des Lenkgetriebes angeordnet ist.
Bei der Einleitung eines Handmomentes über das Lenkrad auf die Lenksäule und zu
deren Schaft kommt es infolge der zwischen dem Schaft der Lenksäule und der
Eingangswelle des Lenkgetriebes vorhandenen Drehstabfeder zu einer
Relativverdrehung zwischen dem Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des
Lenkgetriebes und gleichzeitig zu einer kreisbogenförmigen Relativbewegung zwischen
dem Magneten und den Polstücken einschließlich des Stators, so daß gleichzeitig ein
Wandern, eine Lageveränderung des magnetischen Feldes bewirkt wird, dessen
Feldlinien den Hallsensor durchsetzen und die Intensität des Magnetfeldes vom
Hallsensor erfaßt wird, welche als Maß zur Bestimmung des wirksamen vorliegenden
Drehmomentes herangezogen wird.
Neben der Bestimmung der Wertgröße der Intensität des magnetischen Feldes wird
gleichfalls dessen Wirkrichtung erfaßt und findet bei der Regelung bzw. Aktivierung des
Antriebes für das Lenkgetriebe Berücksichtigung.
Die Übertragung/Weiterleitung dieser vom Magnet-Feldstärke-Sensor aufgenommenen
Informationen erfolgt über ein flexibles Übertragungselement, welches unterhalb des
Bauteiles/der Gehäusehälfte, in dem der Magnet-Feldstärke-Sensor angeordnet ist,
vorgesehen ist, welches beispielsweise mit einer Elektronik zusammenwirkt, die
gleichfalls in diesem Bereich eingeordnet ist.
Der vorgestellte Drehmoment-Meßaufnehmer ist konstruktiv so ausgebildet, daß er im
unmittelbaren Bereich zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern an
deren Umfängen angeordnet werden kann, dies in der Form, daß er als eine einzelne
Baugruppe vorgesehen wird oder aber in der Form, daß zwei Drehmomenten-
Meßaufnehmer vorgesehen werden, so daß bei einer Relativverdrehung zwischen den
beiden Körpern, des Schaftes der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes,
es zu kreisbogenförmigen Relativbewegungen der Bauteile und somit auch zwischen den
Magneten einerseits und den Polstücken mit Statoren andererseits kommt, in jedem der
Drehmoment-Meßaufnehmer vorgesehen sind, und die vorhandenen Magnet-Feldstärke-
Sensoren in den Drehmoment-Meßaufnehmern liefern jeweils ein voneinander
unabhängiges Signal, mittels denen auf die geforderte Redundanz rückgeschlossen
werden kann.
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
In der dazugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung und Anordnung des Drehmoment-
Meßaufnehmers im Bereich vom Schaft einer Lenksäule und der
Eingangswelle eines Lenkgetriebes,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung von zwei Drehmoment-
Meßaufnehmern,
Fig. 3 eine Schnittansicht A-A nach Fig. 2 in prinziphafter Darstellung,
Fig. 4 in einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform eines Drehmoment-
Meßaufnehmers.
In den Fig. 1 und 2 sind in schematischer Darstellung die Ausbildung und die
Anordnung von einem bzw. zwei Drehmoment-Meßaufnehmern 1 gezeigt, die unmittelbar
am äußeren Umfang des Schaftes 4 der Lenksäule und der Eingangswelle 5 des
Lenkgetriebes vorgesehen sind.
Das Gehäuse 6 des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 ist dabei so ausgeführt, daß in
seinem Inneren alle Bauelemente des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 aufgenommen
und von diesem umschlossen wird, wobei das Gehäuse 6 selbst zum Schaft 4 und zur
Eingangswelle 5 nicht fest verbunden ist, sondern diese Verbindung und Abdichtung als
schleifdichtende Verbindung ausgebildet ist, was über vorgesehene Dichtelemente 14
erzielt wird.
Dies wird erforderlich, um einmal den/die Drehmoment-Meßaufnehmer 1 gegen äußere
Einflüsse in Form von Verschmutzungen und Fremdeinflüssen zu schützen und zum
anderen sicherzustellen, daß der Drehmoment-Meßaufnehmer 1 den EMV-Richtlinien
(Elektromagnetische Verträglichkeit) entspricht.
Innerhalb des Gehäuses 6 sind die beiden Bauteile 2, 3 eingeordnet, von denen eines
fest mit dem äußeren Umfang des Schaftes 4 und das andere fest zum äußeren Umfang
der Eingangswelle 5 verbunden ist.
Bei der gezeigten Darstellung ist das erste Bauteil 2 fest mit dem Schaft 4 verbunden,
während das zweite Bauteil 3 fest mit der Eingangswelle 5 verbunden ist. Zwischen dem
ersten Bauteil 2 und dem zweiten Bauteil 3 verbleibt beim Fügen der Teile ein Spalt
erhalten, so daß die Möglichkeit besteht, daß sich die Bauteile 2, 3 gegeneinander
verdrehen können, was abhängig ist von der Relativbewegung zwischen dem Schaft 4
und der Eingangswelle 5.
Aus den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ergibt sich ferner die Ein- und Zuordnung der
wirkbestimmenden Teile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1. So ist im ersten Bauteil 2
ein Magnet 7 eingeordnet, welcher als ein Permanentmagnet mit hoher Lebensdauer
ausgebildet und ferner so gestaltet ist, daß er in den radial beabstandeten Zwischenraum
von den Polstücken 9 zu dem Stator 8 hineinragt, wobei die Polstücke 9 und der Stator 8
im zweiten Bauteil 3 eingeordnet sind, welches unterhalb des ersten Bauteiles fest zur
Eingangswelle 5 des Lenkgetriebes befestigt ist.
Die beiden Polstücke 9 sind, in Umfangsrichtung gesehen, nebeneinander angeordnet
und besitzen einen bestimmten Abstand, zwischen denen ein
Magnet-Feldstärke-Sensor 10 vorgesehen ist. Dies wird deutlich aus der Darstellung
nach Fig. 3.
Zum Drehmoment-Meßaufnehmer 1 gehört ferner, daß innerhalb des Gehäuses 6 ein
flexibles Übertragungselement 11, eine hochflexible Litze, vorgesehen ist, über die die
vom Magnet-Feldstärke-Sensor 10 aufgenommenen Informationen aus diesem System
und somit nach außen geführt werden. Das flexible Übertragungselement 11 ist dabei in
einer bevorzugten Ausführungsform unterhalb des zweiten Bauteiles 3 vorgesehen und
wirkt mit einem Informationsübertragungselement, beispielsweise einer Elektronik 12,
zusammen, über die die aufgenommenen Informationen vom
Magnet-Feldstärke-Sensor 10 auf das flexible Übertragungselement 11 übertragen und
von diesem dann aus dem Gehäuse 6 des Drehmoment-Meßaufnehmers 1
herausgeführt werden.
Grundsätzlich bedarf es zur Erfassung des vorhandenen wirksamen Drehmomentes im
Bereich des Schaftes 4 einer Lenksäule und der Eingangswelle 5 eines Lenkgetriebes
nur der Anordnung eines Drehmoment-Meßaufnehmers 1 in der oben beschriebenen Art
und Weise, um jedoch der geforderten Redundanz zu entsprechen, ist es vorteilhaft, und
es besteht die Möglichkeit, zwei solcher Drehmoment-Meßaufnehmer 1 in dem
gewünschten Bereich anzuordnen, so daß über die beiden in den Drehmoment-
Meßaufnehmern 1 vorhandenen Magnet-Feldstärke-Sensoren 10 und den zugeordneten
Übertragungselementen die funktionsbestimmenden Informationen herausgefiltert
werden können.
Die Anordnung von zwei Drehmoment-Meßaufnehmern 1 und deren Anordnung und
Einbindung in ein Gehäuse 6 zeigen die Darstellungen nach den Fig. 2 und 3, wobei
die Darstellung nach der Fig. 3 in prinziphafter Form die Anordnung und Ausbildung der
wirkbestimmenden Teile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 und seiner Zuordnung zur
Eingangswelle 5 verdeutlicht.
Gezeigt wird, daß das zweite Bauteil 3 fest zur Eingangswelle 5 verbunden und mit den
Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem Stator 8 bestückt ist. Der
gleichfalls dargestellte Magnet 7 ist hier fest mit dem ersten Bauteil 2 verbunden, aber so
ausgebildet, daß er funktionsbedingt in den radialen Zwischenraum von den
Polstücken 9 und dem Stator 8 hineinragt.
Neben der gezeigten und beschriebenen Anordnung der beiden Bauteile 2, 3, der
Bestückung des ersten Bauteiles 2 mit dem Magneten 7 und der Bestückung des zweiten
Bauteiles 3 mit den Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem Stator 8,
ist es durchaus möglich, die Anordnung und Befestigung der Bauteile 2, 3 so zu
tauschen, daß das erste Bauteil 2 zur Eingangswelle 5 und das zweite Bauteil 3 zum
Schaft 4 befestigt sind.
Eine weitere Möglichkeit der Bestückung und Anordnung der Bauteile 2, 3 besteht darin,
das erste Bauteil 2 mit den Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem
Stator 8 auszurüsten und am Schaft 4 zu befestigen und das zweite Bauteil 3 mit dem
Magneten 7 auszurüsten und zur Eingangswelle zu befestigen.
Wesentlich ist, daß beide Bauteile 2, 3 jeweils fest am äußeren Umfang vom Schaft 4
oder von der Eingangswelle 5 angeordnet sind, so daß es bei einer Relativverdrehung
zwischen dem Schaft 4 und der Eingangswelle 5 zu einer kreisbogenförmigen Relativ
bewegung zwischen dem Magneten 7 zu den Polstücken 9 und dem Stator 8 kommt, die
mit der Bezugszahl 15 bezeichnet ist.
Wird der Magnet 7 zu den Polstücken 9 und dem Stator 8 relativ verdreht, verschiebt
sich gleichfalls das vorhandene Magnetfeld auf der kreisbogenförmigen Bahn in eine der
angezeigten Richtungen 15, und gleichzeitig dazu verändert sich wertmäßig das
Magnetfeld selbst, was in der Veränderung der Intensität wirksam wird.
Diese Veränderungen werden vom Magnet-Feldstärke-Sensor 10 erfaßt, über eine
Elektronik 12 und das flexible Übertragungselement 11 aus dem Drehmoment-
Meßaufnehmer 1 herausgeführt, entsprechend bewertet und bilden die Grundlage zur
Bestimmung des vorhandenen Drehmomentes in seiner Größe und Wirkrichtung.
Eine weitere Ausführungsform eines Drehmoment-Meßaufnehmers 1 und die Ausbildung
seiner einzelnen wirkbestimmenden Teile sowie deren Anordnung und Zusammenbau ist
in einer Explosionszeichnung in der Fig. 4 dargestellt, aus der sich ergibt, daß der
Drehmoment-Meßaufnehmer 1 in dieser Ausführungsform aus einem kreisrunden
Gehäuse 6 besteht, welches vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt und mit einer
Austrittsöffnung 18 für einen Kabelanschluß versehen ist, über welche das
Anschlußstück des flexiblen Übertragungselementes 11 herausgeführt werden kann.
Wie ferner gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform des Drehmoment-Meßaufnehmers 1
der Magnet 7 als eine Topfscheibe 19 ausgebildet, welche die Aufgabe und Funktion
eines Magneten übernimmt. So kann diese Topfscheibe 19 in ihrer Gesamtheit als ein
Magnet 7 ausgebildet sein, aber auch in bestimmten Teilflächen, was bedeutet, daß
einzelne Teilflächen des äußeren Randes der Topfscheibe magnetisiert oder diese
bestimmten Teilflächen mit Permanentmagneten bestückt sind. Die anderen
wirkbestimmenden Teile, der Stator 8, die Polstücke 9 und der Magnet-Feldstärke-
Sensor 10, finden bei dieser Ausführungsform des Drehmoment-Meßaufnehmers 1
Aufnahme in dem gezeigten Rotor 17, welcher als das zweite Bauteil 3 wirkt, der so
gestaltet ist, daß beim Fügen des Rotors 17 zur Topfscheibe 19 der ausgebildete oder
vorhandene Magnet 7 mit den wirksamen Flächen zwischen dem Stator 8 und den
Polstücken 9 hineinragt.
Das flexible Übertragungselement 11 dient zur Übertragung der vom Magnet-Feldstärke-
Sensor 10 aufgenommenen Informationen, und mittels eines Deckels 16 wird das
Gehäuse 6 und somit der Drehmoment-Meßaufnehmer 1 verschlossen und abgedichtet.
Die Vorteile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 liegen darin, daß dieser umfänglich
vom Schaft 4 der Lenksäule und der Eingangswelle 5 eines Lenkgetriebes angeordnet
werden kann, ohne daß dieser Verbindungsbereich in seiner konstruktiven Ausführung
umgerüstet oder nachgerüstet werden muß, und durch den Einsatz eines Magnet-
Feldstärke-Sensors 10 ist die Möglichkeit gegeben, die infolge der Relativverdrehung der
beiden Teile zueinander sich verändernde Intensität des Magnetflusses, diese in
wertmäßiger Größe und in Wirkrichtung in effektiver Form zu erfassen, dieses Signal aus
dem Drehmoment-Meßaufnehmer 1 herauszuführen, um auf der Grundlage dieses
Signals das wirksam vorhandene Drehmoment bestimmen zu können. Das Signal liegt
dabei als analoges Ausgangssignal an, was bedeutet, daß sich stetig verändernde
Wertgrößen unmittelbar erfaßt und ausgewertet werden können.
Claims (13)
1. Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei
um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, welche mittels einer
Drehstabfeder miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an
dem einen Körper (4) ein Magnet (7) angeordnet ist und an dem anderen
Körper (5) ein Magnet-Feldstärke-Sensor (10) im Bereich des Magnetfeldes des
Magneten (7) angeordnet ist.
2. Drehmoment-Meßaufnehmer, insbesondere nach Anspruch 1, zur Erfassung des
Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern,
insbesondere zur Erfassung des an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-
Lenkgetriebes wirksamen Drehmomentes, wobei die Lenksäule und die
Eingangswelle des Lenkgetriebes mittels einer Drehstabfeder verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungsstelle von Lenksäule
zur Eingangswelle (5) des Lenkgetriebes am äußeren Umfang vom Schaft (4) der
Lenksäule und der Eingangswelle (5) ein Drehmoment-Meßaufnehmer (1)
drehfest gelagert ist, welcher aus zwei in einem Gehäuse (6) eingebundenen
Bauteilen (2; 3), einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (3), besteht,
wobei das erste Bauteil (2), mit einem Magneten (7) bestückt, fest am äußeren
Umfang vom Schaft (4) und das zweite Bauteil (3), mit zwei Polstücken (9), einem
Magnet-Feldstärke-Sensor (10) sowie einem Stator (8) bestückt, fest am äußeren
Umfang der Eingangswelle (5) angeordnet sind.
3. Drehmoment-Meßaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bauteile (2; 3), als Gehäusehälften ausgebildet, aus einem nichtmagnetischen
Material, einem Kunststoff, bestehen und vorzugsweise eine U-förmig
ausgebildete Querschnittsform aufweisen, deren Öffnungen zueinander weisen,
der Magnet (7) zwischen den mit einem Radialabstand im zweiten Bauteil (3)
vorgesehenen Polstücken (9) und dem Stator (8) gefügt und zwischen den
Polstücken (9) der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) angeordnet ist.
4. Drehmoment-Meßaufnehmer nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die wirkbestimmenden Teile des Drehmoment-
Meßaufnehmers (1) in umgekehrter Folge in den Bauteilen (2; 3) vorgesehen
sind, so daß im ersten Bauteil (2) die Polstücke (9), der Magnet-Feldstärke-
Sensor (10) und der Stator (8) und im zweiten Bauteil (3) der Magnet (7)
angeordnet sind.
5. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß dem mit Polstücken (9), dem Magnet-Feldstärke-
Sensor (10) und dem Stator (8) bestückten Bauteil (2; 3) eine Elektronik (12) und
ein aus einer hochflexiblen Litze gebildetes flexiblen Übertragungselement (11)
zugeordnet sind.
6. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (6) zum Schaft (4) und zur
Eingangswelle (5) Dichtelemente (14) vorgesehen sind.
7. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, die festen Verbindungen der Bauteile (2; 3) zu dem Schaft (4)
und der Eingangswelle (5) eine Relativverdrehung der Bauteile (2; 3) gestatten
und der Magnet (7) in Umfangsrichtung, in den Bewegungsrichtungen (15), relativ
verdrehbar angeordnet ist.
8. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) die Wertgrößen und
Richtungen sowie deren Veränderungen des zwischen dem Stator (8), den
Polstücken (9) und dem Magneten (7) sich herausbildenden Magnetfeldes erfaßt
und die aufgenommenen Signale über die Elektronik (12) und das flexible
Übertragungselement (11) aus dem Drehmoment-Meßaufnehmer (1)
herausgeführt werden.
9. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Drehmoment-Meßaufnehmer (1) in paarweiser
Anordnung und unter einem Winkel von 180°, zueinander versetzt, am Schaft (4)
und an der Eingangswelle (5) angeordnet sind.
10. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnet (7) als eine magnetische und/oder
teilmagnetisierte kreisrunde Topfscheibe (19) ausgebildet ist.
11. Drehmoment-Meßaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenwandung einer nicht magnetisierten und/oder teilmagnetisierten
Topfscheibe (19) mit Magneten (7) bestückt ist, die bevorzugt 180° zueinander
angeordnet sind.
12. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Drehmoment-Meßaufnehmers (1)
kreisrund ausgebildet ist, in dem als Gehäusehälften ausgebildeten
Bauteilen (2; 3) eine magnetische und/oder magnetisierbare Topfscheibe (19), ein
gleichfalls topfförmig gestalteter Rotor (17), in denen der Stator (8), die
Polstücke (9) und der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) Aufnahme finden, und das
flexible Übertragungselement (11) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (6)
mittels eines Deckels (16) verschließbar und mit einer Austrittsöffnung (18) für
einen Kabelanschluß ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges, insbesondere
Verfahren zur Fahrdynamikregelung, Lenkungssteuerung oder Bremsenregelung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signale eines das Lenkmoment erfassenden
Drehmoment-Meßaufnehmers, insbesondere eines Drehmomentmeßaufnehmers
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Beeinflussung des
Fahrverhaltens berücksichtigt werden.
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