DE102007050257A1 - Sensor i.e. torque sensor, holder for use in motor vehicle, has casing for attachment in shaft in self-centered manner and comprising metallic sleeve and plastic sleeve that positively surrounds metallic sleeve in firm anchorage - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Sensorhalterung mit einer Hülse zur Befestigung auf einer Welle, insbesondere mit einer Hülse, die Bestandteil einer Sensorhalterung zur Detektion von drehwinkel- oder drehmomentabhängigen Größen an der Welle ist, und Befestigungsverfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention relates to a sensor holder with a sleeve for attachment to a shaft, in particular with a sleeve, which is part of a sensor holder for detecting angle of rotation or torque dependent quantities on the Shaft is, and fastening method according to the preamble of the main claim.
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.It is known per se, that such sleeves stuck to the shaft need to be attached to together with electrical, magnetic, optical or other detection means using the sleeve are in a functional context, absolute or to detect relative rotational movements of the shaft.
Beispielsweise
ist aus der
Bei dieser bekannten Anordnung hängt der im Zwischenraum erzeugte magnetische Fluss von der Drehwinkellage zischen den Hülsen der Sensoranordnung ab, wobei zwischen den Teilabschnitten der Welle ein Torsionselement gebildet ist, sodass hieraus das auf die Welle einwirkende Drehmoment messbar ist. Ein solcher Drehmomentsensor besteht in der Regel aus zwei Baugruppen, nämlich einer dynamischen Einheit, welche sich mit der Lenkwelle bzw. dem Torsionssystem mitdreht und einer ortsfesten Einheit mit einer Elektronik, welche an dem umgebenden Getriebegehäuse fixiert ist. Die dynamische Einheit ist über die zwei Teilwellen der Lenkwelle verteilt befestigt und kann deshalb in eine Sensor- oder auch Statorbaugruppe und beispielsweise in eine Magnetbaugruppe unterteilt werden. Die Statorbaugruppe besteht mindestens aus dem Statorhalter und zum Beispiel zwei Sensoren, wobei optional weitere Bauteile in die Statorbaugruppe integriert werden können.at this known arrangement depends on the generated in the space magnetic flux from the angular position hiss the sleeves the sensor assembly, wherein between the sections of the shaft a torsion element is formed, so that on the shaft acting torque is measurable. Such a torque sensor usually consists of two modules, namely one dynamic unit, which deals with the steering shaft or the torsion system rotates and a stationary unit with electronics, which is fixed to the surrounding gear housing. The dynamic Unit is distributed over the two partial waves of the steering shaft attached and can therefore in a sensor or stator assembly and, for example, be divided into a magnet assembly. The Stator assembly consists of at least the stator holder and the Example two sensors, whereby optional further components in the stator assembly can be integrated.
Insbesondere die zuvor beschriebene Statorbaugruppe sollte dabei über einen vorgegebenen Temperaturbereich und über eine bestimmte Lebensdauer sicher und fest auf der Lenkwelle befestigt werden. Bei der Montage wird die Hülse der Statorbaugruppe auf die Teilwelle der Lenkwelle geschoben und geht mit dieser eine feste mechanische Verbindung ein. Bei einer solchen Anordnung muss somit unabhängig von der Sensormethode gewährleistet sein, dass zum Beispiel die Hülse möglichst formschlüssig und dauerhaft drehfest angebracht ist, um Messfehler zu vermeiden.Especially the stator assembly described above should be over a predetermined temperature range and over a certain Lifetime secure and fixed on the steering shaft. During assembly, the sleeve of the stator assembly opens pushed the partial shaft of the steering shaft and goes with this one fixed mechanical connection. In such an arrangement must therefore be independent be assured of the sensor method that, for example the sleeve as possible positive and permanently rotatably mounted to avoid measurement errors.
In
der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Erfindung geht von einer Sensorhalterung mit einer Hülse zur Befestigung an einer Welle aus, bei der erfindungsgemäß die Hülse selbstzentrierend auf der Welle angebracht ist, wobei in vorteilhafter Weise die Hülse aus einer Metallhülse und einer die Metallhülse in fester Verankerung formschlüssig umgebenden Kunststoffhülse besteht. Die Metallhülse weist zur einfachen Herstellung der festen Verankerung in der Kunststoffhülse geometrische Formteile auf, mit denen die Metallhülse zentriert in der Kunststoffumhüllung oder in einem Spritzwerkzeug während des Aufbringens der Kunststoffumhüllung verankerbar ist.The The invention is based on a sensor holder with a sleeve for attachment to a shaft, in accordance with the invention the Sleeve is self-centering mounted on the shaft, wherein advantageously, the sleeve of a metal sleeve and a metal sleeve in a fixed anchorage form-fitting surrounding plastic sleeve. The metal sleeve points to the simple production of solid anchoring in the plastic sleeve geometric shaped parts with which the metal sleeve centered in the plastic wrap or in an injection mold during the application of the plastic wrap is anchored.
Da die Hülse somit vollständig mit Kunststoff ummantelt ist, entfallen für viele Anwendungen auch die Anforderungen an einen besonderen Korrosionsschutz und die Anforderungen an die Toleranzen der Hülse können derart aufgeweitet werden, dass auch kostenoptimiertere Herstellungsverfahren für die Hülse zur Verfügung stehen.There the sleeve thus completely encased in plastic is, accounts for many applications, the requirements to a special corrosion protection and the requirements of the Tolerances of the sleeve can be widened in this way that will also make more cost-effective manufacturing processes for the sleeve are available.
Nach besonders vorteilhaften Ausführungsformen bestehen die geometrischen Formteile aus Ausnehmungen in der Metallhülse oder aus radial oder tangential aus der Ebene der Metallhülse herausgebogenen Stegen. Die Stege sind dabei in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass der Materialfluss im Spritzprozess für die Kunststoffhülse nicht beeinträchtigt wird und diese Strukturen den Formschluss zwischen der Metallhülse und dem Kunststoff der Kunststoffhülse positiv beeinflussen.To Particularly advantageous embodiments are the geometric shaped parts from recesses in the metal sleeve or radially or tangentially out of the plane of the metal shell bent out webs. The webs are in an advantageous manner designed so that the material flow in the injection process for the plastic sleeve is not affected and these structures the positive connection between the metal sleeve and positively influence the plastic of the plastic sleeve.
Die Sensorhalterung ist dabei mit der Hülse auf einfache Weise durch eine Formpressung auf der Welle anbringbar, wobei die Metallhülse einen Kraftschluss der Sensorhalterung mit der Hülse trotz eines begrenzten Ausweichens der die Metallhülse umgebenden Kunststoffhülse bewirkt.The Sensor holder is doing with the sleeve in a simple way attachable by a compression molding on the shaft, wherein the metal sleeve a positive connection of the sensor holder with the sleeve despite a limited evasion of the metal sleeve surrounding Plastic sleeve causes.
Zur Unterstützung der Haftung der Sensorhalterung bzw. der Hülse kann die Formpressung durch eine Rändelstruktur auf der Welle, durch eine Längsnut auf der Welle mit einem korrespondierenden Längssteg im Innendurchmesser der Kunststoffhülse oder durch radiale durch die Hülse und die Welle geführte Schrauben, Stifte oder sonstige Verbindungselemente verstärkt bewirkt werden.To support the adhesion of the sensor holder or the sleeve, the compression molding be effected by a knurled structure on the shaft, reinforced by a longitudinal groove on the shaft with a corresponding longitudinal ridge in the inner diameter of the plastic sleeve or by radial guided by the sleeve and the shaft screws, pins or other fasteners.
Gemäß vorteilhafter Verfahren zur Befestigung der zuvor beschriebenen Vorrichtung wird die Hülse, bestehend aus einer Metallhülse und einer diese form schlüssig umgebenden Kunststoffhülse, kalt oder unter Erwärmung der Welle auf diese aufgepresst.According to advantageous Method for attaching the device described above is the sleeve, consisting of a metal sleeve and one of these form-fitting surrounding plastic sleeve, cold or by heating the shaft pressed onto this.
Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der Erfindung ergibt sich, wenn die Hülse Bestandteil eines Sensor- bzw. Statorhalters für einen Drehmomentsensor, vorzugsweise an der Lenksäule als Welle in einem Kraftfahrzeug, ist. Der Drehmomentsensor ist, wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, an zwei axial sich gegenüberliegenden Teilwellen der Welle befestigt und erfasst eine Drehwinkeländerung zwischen den Teilwellen, insbesondere beim Einsatz in Lenksystemen eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Lenkunterstützung.One preferred application example of the invention results when the Sleeve Component of a sensor or stator holder for a torque sensor, preferably on the steering column as Wave in a motor vehicle, is. The torque sensor is how known per se from the prior art, at two axially opposite Partial waves of the shaft attached and detects a rotation angle change between the partial waves, especially when used in steering systems a motor vehicle with electric steering assistance.
Somit ergeben sich hier im Verbindungsbereich insbesondere zwischen der Lenkwelle und der Statorbaugruppe, welcher außen aus einer Kunststoffhülse besteht, eine vorteilhafte feste Anbindung mittels der innen einliegenden starren Metallhülse. Diese ist in der Statorbaugruppe durch die Kunststoffumhüllung vollständig integriert, wobei die Metallhülse derart gestaltet werden kann, dass diese sich im Spritzwerkzeug selbstzentrierend verhält und außerdem, wie zuvor beschrieben, einen Formschluss zum umgebenden Kunststoff bietet. Die Metallhülse versteift somit die Statorbaugruppe im Bereich der Kunststoffhülse und bietet eine höhere Festigkeit der Verbindung zwischen der Statorbaugruppe und der Lenkwelle über den Temperatureinsatzbereich und über die Lebensdauer.Consequently arise here in the connection area in particular between the Steering shaft and the stator assembly, which outside of a Plastic sleeve, an advantageous fixed connection means the inside, rigid metal sleeve. This is in the stator assembly through the plastic sheath completely integrated, wherein the metal sleeve are designed in this way This can be self-centering in the injection mold and also, as previously described, a positive connection to the surrounding plastic offers. The metal sleeve stiffened thus the stator assembly in the plastic sleeve and offers a higher strength of the connection between the stator assembly and the steering shaft over the temperature range and over the life.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be explained with reference to the figures of the drawing. Show it:
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention
Umgeben
ist die Anordnung von einem ortsfesten Gehäuse
In
Die
dauerhafte Fixierung der Kunststoffhülse
Die
Metallhülse
Aus
Weiterhin
kann mit der vorgeschlagenen Vorrichtung eine dauerhafte Stabilisierung
der Formgenauigkeit der Hülse
Damit
sich die Hülse
Weiterhin
sind aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 10316124 A1 [0003, 0025] - DE 10316124 A1 [0003, 0025]
- - DE 102005018293 A1 [0006] - DE 102005018293 A1 [0006]
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