DE102007025200A1

DE102007025200A1 - Hülse zur Befestigung auf einer Welle

Info

Publication number: DE102007025200A1
Application number: DE102007025200A
Authority: DE
Inventors: Martin Hasch; Karl Simonis; Rainer Lipfert; Bernd Binder; Roland Grüner
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-04

Abstract

Es wird eine Hülse zur Befestigung an eine Welle vorgeschlagen, beispielsweise für einen Drehmomentsensor an einer Welle, bei der die Hülse (40) ein Paket aus Blechringen (42; 44; 46; 47; 49) aufweist, die jeweils innen und/oder außen eine derartige Kontur aufweisen, dass am Umfang der Welle verteilt zumindest punktuell eine Pressverbindung zwischen der Hülse (40) und der Welle gebildet ist. Das Paket aus Blechringen (42; 44; 46; 47; 49) ist vorzugsweise mit einer Kunststoffumspritzung (43) versehen und die Blechringe (42; 44; 46) weisen eine innen und/oder außen radial gewellte oder ähnliche Kontur auf.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Hülse zur Befestigung auf einer Welle, insbesondere eine Hülse, die Bestandteil einer Sensorhalterung zur Detektion von drehwinkel- oder drehmomentabhängigen Größen an der Welle ist, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist an sich bekannt, dass solche Hülsen fest an der Welle befestigt werden müssen, um zusammen mit elektrischen, magnetischen, optischen oder anderen Detektionsmitteln, die mit der Hülse in einem Funktionszusammenhang stehen, absolute oder relative Drehbewegungen der Welle zu erfassen.
Beispielsweise ist aus der DE 102 40 049 A1 bekannt, dass ein Drehmomentsensor zur Erfassung des an einer Welle anstehenden Drehmoments, insbesondere an Lenkwellen in einem Kraftfahrzeug, jeweils an zwei Teilabschnitten der Welle angebracht ist. Auf dem ersten Teilabschnitt ist hier eine drehfest angebrachte Hülse mit einem Magneten vorhanden und auf dem anderen Teilabschnitt ist eine Sensor-Stator-Anordnung angebracht, die auch hier drehfest mit dem zweiten Teilabschnitt verbunden ist und dem Magneten am ersten Teilabschnitt über einen Zwischenraum gegenüber liegt.
Bei dieser bekannten Anordnung hängt der im Zwischenraum erzeugte magnetische Fluss von der Drehwinkellage zischen der Hülse und der Sensor-Stator- Anordnung ab, wobei zwischen den Teilabschnitten der Welle ein Torsionselement gebildet ist, so dass hieraus das auf die Welle einwirkende Drehmoment messbar ist.
Bei einer solchen Anordnung muss unabhängig von der Sensormethode gewährleistet sein, dass zum Beispiel die Hülse möglichst formschlüssig und dauerhaft drehfest angebracht ist, um Messfehler zu vermeiden. In der DE 10 2005 018 293 A1 wird hierzu vorgeschlagen, bei einer solchen Vorrichtung zur Bestimmung eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments, die Sensoreinheiten auf den jeweiligen Wellenanschnitten mit einer in einem gesonderten Arbeitsgang aufzubringenden Klebeverbindung zu befestigen.
Aus der DE 101 26 791 A1 ist darüber hinaus noch bekannt, dass bei einer Drehmomentmesseinrichtung mit Hilfe speziell angefertigter Verformungselemente zylindrische Blechringe in einem besonderen Verfahrensgang in entsprechende Ausnehmungen an den Wellenabschnitten eingeformt werden, zum Beispiel in einem Tiefziehprozess.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Hülse zur Befestigung an einer Welle aus, bei der in vorteilhafter Weise die Hülse ein Paket aus Blechringen aufweist, die jeweils innen und/oder außen eine derartige Kontur aufweisen, dass am Umfang der Welle verteilt zumindest punktuell eine Pressverbindung zwischen der Hülse und der Welle gebildet ist. Bei einer besonders vorteilhaften Anwendung der Erfindung ist die Hülse mit den Blechringen Bestandteil eines Sensorhalters für einen Drehmomentsensor, der an zwei axial sich gegenüberliegenden Teilwellen der Welle befestigt ist und eine Drehwinkeländerung zwischen den Teilwellen erfasst. Beispielsweise ist dabei der Drehmomentsenor an der Lenksäule als Welle in einem Kraftfahrzeug angebracht.
Mit der Erfindung kann auf einfache Weise eine besonders günstig herzustellende Pressverbindung zur Fixierung einer Hülse und damit beispielsweise eines Sensorhalter auf einer Welle realisiert werden. Insbesondere, wenn das Paket aus Blechringen mit Kunststoff umspritzt ist, können beispielsweise gestanzte Bleche verwendet werden, die einen kostengünstig gestaltbaren Formschluss zwischen dem Kunststoff und dem Blechpaket herstellen. Hierbei entfällt die bisher übliche Herstellung der Hülse als Drehteil.
Die Außen- und/oder die Innenkontur, die jeweilige Dicke oder die Anzahl der Blechringe des Paktes kann dabei jeweils unterschiedlich ausgelegt werden um eine vorteilhafte Fixierung an der Welle und/oder die optimale Ausführung der formschlüssigen Kunststoffumspritzung zu ermöglichen. Beispielsweise können die Blechringe eine innen und/oder außen radial gewellte Kontur aufweisen und dabei axial gleich ausgerichtet oder auch axial ungerichtet sein. Ferner können die Blechringe alternativ außen eine aus Vorsprüngen oder Zacken gebildete Kontur und beispielweise innen eine zylindrische Passform aufweisen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Blechringe auch auf einfache Weise eine axial gleich ausgerichtete Nut aufweisen in die beispielsweise ein korrespondierender Vorsprung auf der Welle eingreift, um die Hülse besonders gut an der Welle zu fixieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 ein Anwendungsbeispiel einer Hülse bei einem Drehmomentsensor an der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges nach dem Stand der Technik,
2 eine Detaildarstellung einer Sensoranordnung mit einer erfindungsgemäßen Hülse zur Anbringung an einer Welle, beispielsweise entsprechend der Lenksäule nach der 1,
3 eine teilweise geschnittene Hülse nach der 2 mit radial innen und außen gewellten Blechringen in der Hülse,
4 ein Ausführungsbeispiel mit axial gerichteten Blechringen entsprechend der 3,
5 ein Ausführungsbeispiel mit axial gerichteten Blechringen, die innen zylindrisch und mit einer axialen Nut ausgebildet sind,
6 ein Ausführungsbeispiel mit axial ungerichteten Blechringen, die innen zylindrisch ausgebildet sind,
7 ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Blechrings nach den 2 bis 4,
8 ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Blechrings nach der 5,
9 ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Blechrings mit größeren Vorsprüngen auf der Außenkontur und
10 ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Blechrings mit Zacken auf der Außenkontur.
Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt im Schnitt eine schematische Anordnung nach dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten Stand der Technik DE 10 2005 018 293 A1 mit einer Anordnung zur Erfassung des Drehmoments an einer Lenkwelle 10 eins Kraftfahrzeuges. Die Lenkwelle 10 weist zwei Teilwellen 12 und 14 auf, die mittels eines Torsionsstabes 16 miteinander verbunden sind. In diesem Torsionsbereich befindet sich ein Drehmomentsensor, der hier einen nicht näher beschriebenen Magneten 20 und eine Sensoreinheit 22 aufweist.
Der Magnet 20 und die Sensoreinheit 22 zur Erfassung eines relativen Drehwinkels zwischen den Teilwellen 12 und 14 sind mittels Hülsen 24 und 26 an den Teilwellen 12 und 14 drehfest gehalten. Die Hülse 26 liegt hierbei an einem Bund 28 an und die Hülse 24 weist an ihrer linken Stirnseite eine Schulter 30 auf, die an einem Absatz 32 der Teilwelle 12 anliegt. Die Hülsen 24 und 26 sind bei diesem Stand der Technik mit Klebstoff an den Teilwellen 12 und 14 gehalten, der über besondere, hier nicht gezeigte Öffnungen an die Teilwellen 12 und 14 bringbar ist.
In 2 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Hülse 40 gezeigt, die auf eine hier nicht dargestellte Welle axial aufbringbar ist und zusammen mit weiteren Teilen Bestandteil eines Drehmomentsensors sein kann, der beispielsweise in einem Torsionsbereich der Welle eine Drehwinkeländerung erfasst. Aus der 2 und insbesondere aus dem Teilschnitt nach 3 ist erkennbar, dass die Hülse 40 neben einem ringförmigen Teil 41 radial auf der Innen- und auf der Außenkontur gewellte Blechringe 42 aufweist, die in einer Kunststoffumspritzung 43 der Hülse 40 verankert sind.
Mit diesen radial gewellten Blechringen 42 ist über die jeweiligen Angriffspunkte- oder flächen der Wellen der Blechringe 42 auf der Welle eine optimale Pressverbindung der Hülse 40 auf der Welle gewährleistet. In 4 sind die hier axial gleich ausgerichteten Blechringe 42 nochmal im Detail gezeigt.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel von ebenfalls axial gleich ausgerichteten Blechringen 44, die innen eine zylindrische Kontur aufweisen und zur guten Fixierung auf der Welle mit einer axialen Nut 45 versehen sind, in die ein korrespondierender Vorsprung auf der Welle eingreifen kann.
Aus 6 ist ein Ausführungsbeispiel zu entnehmen, bei dem axial ungerichtete Blechringe 46 gezeigt sind, die ebenfalls innen eine zylindrische Kontur aufweisen.
7 zeigt einen einzelnen Blechring 42 nach den 2 bis 4 und 8 zeigt einen einzelnen Blechring 44 nach der 5. In 9 ist dagegen eine alternative Ausführung eines Blechrings 47 mit größeren Vorsprüngen 48 und in 10 ist eine Ausführung eines Blechrings 49 mit Zacken 50 zu entnehmen, die auch innen eine zylindrische Kontur aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10240049 A1 [0003]
- DE 102005018293 A1 [0005, 0022]
- DE 10126791 A1 [0006]

Claims

Hülse zur Befestigung an einer Welle, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (40) ein Paket aus Blechringen (42; 44; 46; 47; 49) aufweist, die jeweils innen und/oder außen eine derartige Kontur aufweisen, dass am Umfang der Welle verteilt zumindest punktuell eine Pressverbindung zwischen der Hülse (40) und der Welle gebildet ist.
Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Paket aus Blechringen (42; 44; 46; 47; 49) mit einer Kunststoffumspritzung (43) versehen ist.
Hülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechringe (42; 44; 46) eine innen und/oder außen radial gewellte Kontur aufweisen.
Hülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial gewellte Kontur der Blechringe (42; 44; 46; 47; 49) axial gleich ausgerichtet ist.
Hülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radial gewellte Kontur der Blechringe (42; 44; 46; 47; 49) axial ungerichtet ist.
Hülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechringe (47; 49) außen eine aus Vorsprüngen (48) oder Zacken (50) gebildete Kontur aufweisen.
Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechringe (42; 44; 46; 47; 49) axial gleich ausgerichtet eine Nut aufweisen in die ein korrespondierender Vorsprung auf der Welle eingreift
Hülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (40) mit den Blechringen (42; 44; 46; 47; 49) Bestandteil eines Sensorhalters für einen Drehmomentsensor ist, der an zwei axial sich gegenüberliegenden Teilwellen der Welle befestigt ist und eine Drehwinkeländerung zwischen den Teilwellen erfasst.
Hülse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsenor an der Lenksäule als Welle in einem Kraftfahrzeug angebracht ist.