DE102004007270A1 - Vorrichtung zum Messen von Drehwinkeln und/oder -momenten - Google Patents
Vorrichtung zum Messen von Drehwinkeln und/oder -momenten Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung zum Messen von Drehwinkeln und/oder Drehmomenten an einer Welle insbesondere zum Messen von Lenkwinkeln und/oder Lenkmomenten an einer Lenkspindel (2) mit folgenden Merkmalen: DOLLAR A - die Vorrichtung weist einen Rotor (1), einen Stator (3) und ein Gehäuse (4) auf; DOLLAR A - das Gehäuse (4) weist ein Oberteil (4a) und ein Unterteil (4b) auf und schließt den Rotor (1) und den Stator (3) ein; DOLLAR A der Stator (3) ist durch Klemmung zwischen dem Oberteil (4a) und dem Unterteil (4b) des Gehäuses (4) mit dem Gehäuse (4) verbunden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Drehwinkeln und/oder Drehmomenten an einer Welle insbesondere zum Messen von Lenkwinkeln und/oder Lenkmomenten an einer Lenkspindel.
- Eine aus dem Stand der Technik bekannte erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer
DE 197 39 358 A1 bekannt ist, weist einen Rotor, einen Stator und ein Gehäuse auf, welches in der genannten Druckschrift als Mantelrohr bezeichnet ist. Der Stator ist dabei am Gehäuse befestigt. Die Befestigung des Stators an dem Gehäuse, die in der genannten Druckschrift nicht näher dargestellt ist, erfolgt üblicherweise über Schrauben. Dieses ist sowohl in der Konstruktion als auch in der Produktion aufwendig. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine einfache Befestigung vorzugsweise ohne weitere Befestigungsmittel des Stators an dem Gehäuse möglich ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Demgemäß weist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ein Gehäuse auf, dass ein Oberteil und ein Unterteil umfasst und den Rotor und den Stator zumindest teilweise einschließt. Der Stator ist dabei durch Klemmung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden. Allein die Klemmwirkung des gegeneinander verspannten Ober- und Unterteils bewirkt somit die Befestigung des Stators in bzw. an dem Gehäuse. Schrauben oder ähnliche Befestigungsmittel sind nicht erforderlich. Damit ist sowohl die Konstruktion als auch die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfacher.
- Gemäß der Erfindung kann der Stator unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Zwischenelemente durch Klemmung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden sein. Das Zwischenelement kann zwischen dem Stator und dem Oberteil und/oder zwischen dem Stator und dem Unterteil des Gehäuses angeordnet sein. Gemäß der Erfindung kann der Stator unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Ausgleichselemente durch Klemmung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Gehäuses mit dem Gehäuse verbunden sein. Auch die Ausgleichselemente können dabei zwischen dem Stator und dem Oberteil und/oder zwischen dem Stator und dem Unterteil angeordnet sein.
- Das Zwischenelement kann fest mit dem Ausgleichselement verbunden sein.
- Gemäß der Erfindung kann das Ausgleichselement zumindest eine Feder umfassen. Ebenso ist es möglich, dass das Ausgleichselement einen O-Ring umfasst. Ein O-Ring ist bevorzugt aus einem elastischen Gummi oder einem vergleichbaren elastischen Kunststoff hergestellt. Im Übrigen können die Federn aus Metall oder aus einem elastischen Kunststoff hergestellt sein.
- Das Oberteil und das Unterteil des Gehäuses können miteinander verschraubt sein.
- Der Rotor der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Stator der erfindungsgemäßen Vorrichtung können ein beweglicher Teil bzw. ein feststehender Teil eines Sensors, insbesondere eines induktiven Sensors sein oder einen beweglichen Teil bzw. einen feststehenden Teil eines Sensors, insbesondere eines induktiven Sensors umfassen.
- Die Erfindung ist anhand von Beispielen in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
-
1 einen Schnitt durch eine auf eine Lenkspindel montierte erste erfindungsgemäße Vorrichtung, -
2 eine Schnittdarstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, -
3 ein erstes Zwischen- und Ausgleichselement, -
4 ein zweites Zwischen- und Ausgleichselement, -
5 ein drittes Zwischen- und Ausgleichselement und -
6 einen Stator mit einem Zwischen- und Ausgleichselement. - Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, so auch die in
1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung, weist einen Rotor1 einen Stator3 und ein den Rotor1 und den Stator3 vorzugsweise vollständig umgebendes Gehäuse4 auf. Das Gehäuse umfasst dabei ein Oberteil4a und ein Unterteil4b . Die beiden Gehäuseteile sind über Verbindungsmittel7 die z. B. Schrauben umfassen können, wie es in1 dargestellt ist, miteinander verbunden. - Der Rotor
1 , der in der1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf einer Lenkspindel2 drehfest angebracht. Diese Lenkspindel2 durchgreift eine Öffnung in dem Stator3 und ist unter anderem in dem Unterteil4b des Gehäuses über ein Lager8 drehbar gelagert. - Der Rotor
1 umfasst bewegliche Teile eines Sensors, z. B. eines Induktivsensors, während der Stator3 feststehende und rotierende Teile dieses Sensors umfasst. Diese beweglichen bzw. festen Teile des Sensors sind in1 nicht gesondert dargestellt. - Das Unterteil
4b des Gehäuses4 weist einen hohlzylindrischen Abschnitt auf, der eine stirnseitige Flanschfläche13 hat, über welche das Unterteil4b an dem Oberteil4a anliegt. Das Oberteil4a ist ebenfalls in einem Abschnitt als Hohlzylinder ausgeführt und das Oberteil4a weist stirnseitig eine dem Unterteil4b zugewandte Flanschfläche11 auf, welche an der Flanschfläche13 des Unterteils4b anliegt (siehe auch1a ). Benachbart zu der besagten Flanschfläche13 des Unterteils4b ist ein Absatz14 vorgesehen. Der Absatz14 hat eine Höhe, die der Höhe eines umlaufenden Bunds an der Außenseite des Stators3 entspricht. Der Stator3 greift mit diesem Bund in den Absatz14 ein. Der Bund liegt dabei auf dem Absatz14 und an der Flanschfläche11 des Oberteils4a des Gehäuses an und ist somit zwischen dem Unterteil4b und dem Oberteil4a des Gehäuses4 eingeklemmt. Dadurch ist der Stator3 in dem Gehäuse4 befestigt. Besondere Befestigungsmittel zum Fixieren des Stators in dem Gehäuse, beispielsweise Schrauben oder dergleichen, müssen nicht vorgesehen werden. - Bei der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in
2 dargestellt ist, und die ebenfalls einen Rotor1 , einen Stator3 und ein Gehäuse4 umfasst, wobei der Rotor1 auf einer Lenkspindel2 befestigt ist, die das Gehäuse4 und den Stator3 durchgreift, ist der Stator3 durch Klemmung in dem Gehäuse4 befestigt. Dazu ist ein Zwischenelement5 und ein Ausgleichselement6 vorgesehen, welche zwischen dem Oberteil4a und dem Stator3 eingesetzt sind. Außerdem liegt der Stator3 gegenüberliegend zu dem Zwischenelement5 und dem Ausgleichselement6 an dem Unterteil4b des Gehäuses4 an. Der Stator ist dadurch zwischen dem Unterteil4b und dem Oberteil4a und der Zwischenschaltung des Zwischenelements5 und des Ausgleichselements6 eingeklemmt und so in dem Gehäuse befestigt. Das Zwischenelement5 hat dabei die Aufgabe, einen Raum zwischen dem Stator3 und dem Oberteil4a des Gehäuses4 auszufüllen. Das Zwischenelement5 liegt dabei jedoch nicht unmittelbar am Oberteil4a an, vielmehr ist zwischen dem Zwischenelement5 und dem Oberteil4a das Ausgleichselement6 eingesetzt. Das Ausgleichselement6 ist als Spiralfeder ausgeführt, die in einer Bohrung des Zwischenelements5 geführt gehalten wird. Das Oberteil4a , das über Verbindungsmittel7 fest mit dem Unterteil4b verbunden ist, übt über das Ausgleichselement6 eine Kraft auf das Zwischenelement5 und den Stator3 aus, welche den Stator3 geklemmt zwischen dem Oberteil4a und dem Unterteil4b fixiert. Das Ausgleichselement6 hat dabei die Aufgabe Fertigungstoleranzen zwischen den einzelnen Bauteilen bzw. verschiedene Ausdehnungskoeffizienten bei Temperaturschwankungen auszugleichen und so stets für eine sichere klemmende Befestigung des Stators3 im Gehäuse zu sorgen. - In den
3 bis5 sind verschiedene kombinierte Zwischen- und Ausgleichselemente5 ,6 dargestellt. Dabei handelt es sich bei dem in3 dargestellten Zwischen- und Ausgleichselement5 ,6 um ein ringförmiges Teil, das aus einem ringförmigen Zwischenelement5 und einem aus Gummi bestehenden ringförmigen Ausgleichselement6 zusammengesetzt ist. Das in der4 dargestellte Zwischen- und Ausgleichselement5 ,6 weist ebenfalls ein ringförmiges Zwischenelement5 auf. An einer Stirnseite dieses Zwischenelements5 sind Bohrungen vorgesehen, in welche als Ausgleichselemente6 dienende Federn eingesetzt sind. Das in der5 teilweise dargestellte Zwischen- und Ausgleichselement5 ,6 weist ebenfalls ein ringförmiges Zwischenelement5 auf, an dem als Ausgleichselement6 dienende Federarme befestigt sind. - Der in der
6 dargestellte Stator3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Abschnitt auf, an welchem ein Zwischenelement5 angebracht ist. Dieses Zwischenelement umfasst lediglich einen Abschnitt des äußeren Umfangs des Bereichs des Stators, der mit dem Rotor (nicht dargestellt) zusammenwirkt. Auf der Oberseite des Zwischenelements5 ist ein Ausgleichselement6 aus einem federnden Gummi aufgelegt.
Claims (8)
- Vorrichtung zum Messen von Drehwinkeln und/oder Drehmomenten an einer Welle insbesondere zum Messen von Lenkwinkeln und/oder Lenkmomenten an einer Lenkspindel (
2 ) mit folgenden Merkmalen: – die Vorrichtung weist einen Rotor (1 ), einen Stator (3 ) und ein Gehäuse (4 ) auf; – das Gehäuse (4 ) weist ein Oberteil (4a ) und ein Unterteil (4b ) auf und schließt den Rotor (1 ) und den Stator (3 ) ein; – der Stator (3 ) ist durch Klemmung zwischen dem Oberteil (4a ) und dem Unterteil (4b ) des Gehäuses (4 ) mit dem Gehäuse (4 ) verbunden. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
3 ) unter Zwischenschaltung eines oder mehrer Zwischenelemente (5 ) durch Klemmung zwischen dem Oberteil (4a ) und dem Unterteil (4b ) des Gehäuses (4 ) mit dem Gehäuse (4 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
3 ) unter Zwischenschaltung eines oder mehrer Ausgleichselemente (6 ) durch Klemmung zwischen dem Oberteil (4a ) und dem Unterteil (4b ) des Gehäuses (4 ) mit dem Gehäuse (4 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (
5 ) fest mit dem Ausgleichselement verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (
6 ) zumindest eine Feder umfasst. - Vorrichtung nach einer der Ansprüche 3 bis, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (
6 ) einen O-Ring umfasst. - Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis , dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (
4a ) und das Unterteil (4b ) des Gehäuses miteinander verschraubt sind. - Vorrichtung nach einer der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
1 ) einen beweglichen Teil und der Stator (3 ) einen feststehenden und/oder weiteren beweglichen Teil eines induktiven Sensors umfasst.
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