DE102010027959A1

DE102010027959A1 - Detection device for detecting torque transmitted over hollow shaft, particularly one section of transverse stabilizer of motor vehicle, has measuring shaft connected with end portion rotatably formed by primary section of hollow shaft

Info

Publication number: DE102010027959A1
Application number: DE201010027959
Authority: DE
Inventors: Marko Senzel; Andreas Feine
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-10-20

Abstract

The detection device has a measuring shaft (2) arranged within a hollow shaft. The measuring shaft is connected with an end portion (2a) which is rotatably formed by a primary section (1a) of the hollow shaft. A torque, transmitted from a resulting twist of a secondary section (1b) of the hollow shaft, is detected as compared to the primary section, where the secondary section is spaced apart from the primary section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des über eine Hohlwelle übertragenen Drehmoments, wobei innerhalb dieser Hohlwelle eine sog. Messwelle angeordnet ist, die zumindest mit einem ersten Endabschnitt drehfest mit einem ersten Abschnitt der Hohlwelle verbunden ist, und wobei die aus dem übertragenen Drehmoment resultierende Verdrehung eines zweiten, vom ersten Abschnitt beabstandeten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber deren erstem Abschnitt indirekt erfasst wird. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die EP 0 254 754 A1 verwiesen. Im übrigen ist es selbstverständlich grundsätzlich bekannt, dass mit Kenntnis der genannten Verdrehung, wofür vorliegend auch die Begriffe „Torsion” oder „Tordierung” verwendet werden, unter Berücksichtigung der Länge der Torsionsstrecke, d. h. des Abstandes zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der Hohlwelle sowie deren Torsionssteifigkeit das von der Hohlwelle übertragene Drehmoment bestimmt werden kann.The invention relates to a device for detecting the torque transmitted via a hollow shaft, wherein within this hollow shaft a so-called measuring shaft is arranged, which is non-rotatably connected at least to a first end portion with a first portion of the hollow shaft, and wherein the resulting from the transmitted torque rotation a second, spaced from the first portion portion of the hollow shaft relative to the first portion is indirectly detected. The prior art is by way of example on the EP 0 254 754 A1 directed. Incidentally, it is of course generally known that with knowledge of said rotation, for which the terms "torsion" or "twisting" are used, taking into account the length of the torsion, ie the distance between the first portion and the second portion of the hollow shaft as well as their torsional rigidity, the torque transmitted by the hollow shaft can be determined.

Beispielsweise an einem geteilten Stabilisator (= Querstabilisator) im Fahrwerk eines Fahrzeugs, dessen Stabilisatorhälften mittels eines Aktuators gegeneinander verdrehbar sind, um die Torsionssteifigkeit des Stabilisators und somit das Wankverhalten des Fahrzeug-Aufbaus bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs beeinflussen bzw. verändern zu können, kann es erwünscht sein, das vom Stabilisator übertragene Drehmoment bzw. das an diesem anliegende Torsionsmoment messen zu können. Ein solcher Stabilisator kann zumindest abschnittsweise rohrförmig und somit wie eine Hohlwelle gestaltet sein. Eine Messeinrichtung oder Vorrichtung zum Erfassen des am Stabilisator anliegenden bzw. des von diesem übertragenen Drehmoments kann grundsätzlich an der Außenseite des Stabilisators angebracht sein, wie dies beispielsweise bei Verwendung von Drehmoment-Messeinrichtungen in Form der bekannten Dehnungsmessstreifen üblich ist. Damit ist diese Messeinrichtung jedoch den strapaziösen Umwelteinflüssen, die im Bereich des Fahrwerks eines Fahrzeugs herrschen, ausgesetzt.For example, on a split stabilizer (= anti-roll bar) in the chassis of a vehicle, the stabilizer halves are rotated by an actuator against each other to influence the torsional stiffness of the stabilizer and thus the roll behavior of the vehicle body when cornering the vehicle or can change, it may be desirable be able to measure the transmitted torque from the stabilizer or the voltage applied to this torsional moment. Such a stabilizer may be at least partially tubular and thus designed as a hollow shaft. A measuring device or device for detecting the torque applied to or transmitted by the stabilizer may in principle be mounted on the outside of the stabilizer, as is customary, for example, when using torque measuring devices in the form of the known strain gauges. However, this measuring device is exposed to the grueling environmental influences that prevail in the chassis of a vehicle.

Zur Vermeidung daraus resultierender Probleme ist es grundsätzlich möglich, die Messeinrichtung innerhalb des abschnittsweise in Form einer Hohlwelle ausgeführten Stabilisators anzuordnen, so wie dies beispielsweise aus der eingangs genannten EP 0 254 754 A1 bekannt ist. Diese bekannte und gattungsbildende Gestaltung einer Drehmoment-Messeinrichtung an einer Hohlwelle kann wegen des aufwändigen Zusammenbaus und der Tatsache, dass sich die Messeinrichtung in Form einer Messwelle in Axialrichtung der Hohlwelle betrachtet über eine gewisse Mindest-Länge erstrecken muss, um das an der Hohlwelle anliegende Drehmoment durch Formänderung möglichst genau bestimmen zu können, in der Praxis jedoch nur dann verwendet werden, wenn die Hohlwelle ein Rohr ist, das bzw. dessen (bzw. deren) Innenraum in Axialrichtung betrachtet von beiden Enden des Rohres bzw. der Hohlwelle her frei zugänglich ist. Nur so kann die aus der genannten Schrift bekannte Messwelle in der Hohlwelle montiert werden. Diese Voraussetzung ist jedoch bei einem im wesentlichen mittig geteilten (Quer)-Stabilisator im Fahrwerk eines Fahrzeugs aufgrund von dessen dem Fachmann bekannter besonderer Form, nämlich wegen der abgewinkelten, im wesentlichen in Fahrzeug-Längsrichtung verlaufenden beidseitigen Schenkel des Stabilisators, nicht erfüllt. Der Innenraum dieser „Stabilisator-Hohlwelle” ist nur von der genannten Teilungsebene des mittig geteilten Stabilisators aus zugänglich.To avoid resulting problems, it is in principle possible to arrange the measuring device within the partially executed in the form of a hollow shaft stabilizer, as for example from the aforementioned EP 0 254 754 A1 is known. This known and generic design of a torque-measuring device on a hollow shaft, because of the complex assembly and the fact that the measuring device in the form of a measuring shaft viewed in the axial direction of the hollow shaft must extend over a certain minimum length to the voltage applied to the hollow shaft torque be determined by change in shape as accurately as possible, in practice, however, only be used when the hollow shaft is a tube that is freely accessible (or whose) interior viewed in the axial direction of both ends of the tube or the hollow shaft forth , Only in this way can the measuring shaft known from the cited document be mounted in the hollow shaft. However, this requirement is not met in the case of a substantially centrally divided (transverse) stabilizer in the chassis of a vehicle due to the specialist's known special form, namely because of the angled, extending substantially in the vehicle longitudinal direction bilateral legs of the stabilizer. The interior of this "stabilizer hollow shaft" is accessible only from the mentioned dividing plane of the centrally divided stabilizer.

An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das geschilderte Problem, nämlich dass eine Drehmoment-Messeinrichtung, insbesondere eine solche mit einer Messwelle, im Innenraum einer Hohlwelle montiert werden soll, dass jedoch dieser Innenraum nicht von beiden Seiten der Hohlwelle zugänglich ist, auch an beliebigen anderen Hohlwellen auftreten kann. Daher ist die vorliegende Erfindung ausdrücklich nicht auf eine Vorrichtung zur Erfassung des über einen Abschnitt eines Querstabilisators eines Fahrzeugs übertragenen Drehmoments beschränkt, sondern betrifft generell eine Vorrichtung zur Erfassung des über eine Hohlwelle übertragenen Drehmoments.It should be expressly pointed out at this point that the described problem, namely that a torque measuring device, in particular such with a measuring shaft to be mounted in the interior of a hollow shaft, but that this interior is not accessible from both sides of the hollow shaft, also to any other hollow shafts may occur. Therefore, the present invention is expressly not limited to a device for detecting the torque transmitted through a portion of a vehicle stabilizer, but generally relates to a device for detecting the torque transmitted via a hollow shaft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erfassung des über eine Hohlwelle übertragenen Drehmoments aufzuzeigen, wobei innerhalb dieser Hohlwelle eine sog. Messwelle angeordnet ist, die zumindest mit einem ersten Endabschnitt drehfest mit einem ersten Abschnitt der Hohlwelle verbunden ist, und wobei die aus dem übertragenen Drehmoment resultierende Verdrehung eines zweiten, vom ersten Abschnitt beabstandeten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber deren erstem Abschnitt indirekt erfasst wird, indem entweder die Verdrehung des mit dem zweiten Abschnitt der Hohlwelle drehfest verbundenen zweiten Endabschnitts der Messwelle gegenüber deren erstem Endabschnitt geeignet erfassbar ist oder die Verdrehung des zweiten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber dem mit der Hohlwelle nicht drehfest verbundenen zweiten Endabschnitt der Messwelle erfassbar ist, und wobei der Innenraum der Hohlwelle von der bezüglich ihres ersten Abschnitts ihrem zweiten Abschnitt gegenüber liegenden Seite für die Montage der Messwelle nicht zugänglich ist.Object of the present invention is to show a device for detecting the torque transmitted via a hollow shaft, wherein within this hollow shaft, a so-called. Measuring shaft is arranged, which is non-rotatably connected at least with a first end portion with a first portion of the hollow shaft, and wherein the the rotation of a second, spaced from the first portion portion of the hollow shaft relative to the first portion is indirectly detected by either the rotation of the non-rotatably connected to the second portion of the hollow shaft second end portion of the measuring shaft relative to the first end portion is detected or the rotation of the second portion of the hollow shaft with respect to the non-rotatably connected to the hollow shaft second end portion of the measuring shaft is detected, and wherein the interior of the hollow shaft of the relative to its first portion opposite to its second portion the side is not accessible for mounting the measuring shaft.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Messwelle von dem der soeben genannten Seite (= die bezüglich des ersten Abschnitts der Hohlwelle deren zweitem Abschnitt gegenüber liegende Seite) gegenüberliegenden Ende der Hohlwelle her mit ihrem ersten Endabschnitt unter Passieren des zweiten Abschnitts der Hohlwelle in den Innenraum der Hohlwelle eingeführt ist, wobei die drehfeste Verbindung zwischen der Messwelle und der Hohlwelle zumindest im Bereich von deren ersten Abschnitt stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder formschlüssig ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is proposed that the measuring shaft of the above-mentioned side (= the respect to the first portion of the hollow shaft whose second section opposite lying side) opposite end of the hollow shaft forth with its first end portion while passing the second portion of the hollow shaft is inserted into the interior of the hollow shaft, wherein the non-rotatable connection between the measuring shaft and the hollow shaft, at least in the region of the first portion cohesively or positively or positively , Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.

Die Messwelle soll also von der einzigen zugänglichen Seite in den Innenraum der Hohlwelle eingeführt und dann mit ihrem zuerst eingeführten ersten Endabschnitt mit dem besagten ersten Abschnitt der Hohlwelle zumindest drehfest verbunden werden bzw. sein. Vorzugsweise ist die Messwelle gerade soweit in die Hohlwelle einführbar, dass der dann am weitesten innerhalb der Hohlwelle liegende erste Endabschnitt der Messwelle am besagten ersten Abschnitt der Hohlwelle anliegt oder in einem Querschnitt betrachtet mit diesem zur Überdeckung kommt und ggf. nicht weiter darüber hinaus eingeschoben werden kann. In diesem sog. Überdeckungsbereich kann gleichzeitig die Abdichtung des Innenraums der Hohlwelle nach außen realisiert sein, und zwar zu derjenigen Seite hin, über die der Hohlwellen-Innenraum jedenfalls für ein Einführen der Messwelle nicht zugänglich ist. Letzteres bedeutet ausdrücklich jedoch nicht, dass der Hohlwellen-Innenraum ohne eingesetzte Meßwelle an dieser Stelle oder Seite bereits gegenüber der Umgebung abgedichtet wäre; dies kann ggf. erst durch die Messwelle bzw. durch deren ersten Endabschnitt, der vorzugsweise gegenüber einem weiten sich an diesen ersten Endabschnitt anschließenden Bereich dieser Messwelle einen vergrößerten Durchmesser, bspw. in Form eines Tellers, besitzt, erfolgen.The measuring shaft should therefore be introduced from the single accessible side into the interior of the hollow shaft and then at least rotationally fixed to be connected with its first inserted first end portion with said first portion of the hollow shaft or be. Preferably, the measuring shaft is just as far inserted into the hollow shaft, that then the farthest inside the hollow shaft first end portion of the measuring shaft rests against said first portion of the hollow shaft or seen in a cross-section with this for coverage and possibly not further inserted beyond can. In this so-called overlapping region, the sealing of the interior of the hollow shaft can be realized at the same time to the outside, namely to that side over which the hollow shaft interior is in any case not accessible for insertion of the measuring shaft. However, the latter does not expressly mean that the hollow shaft interior would be already sealed against the environment at this point or side without inserted measuring shaft; This may optionally be effected by the measuring shaft or by its first end section, which preferably has an enlarged diameter, for example in the form of a plate, in relation to a region of this measuring shaft adjoining this first end section.

Was die zumindest drehfeste Verbindung zwischen der Messwelle und der Hohlwelle betrifft, so kann diese unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer stoffschlüssigen Verbindung, wobei jedoch keine Schweißverbindung in Frage kommt, sondern vielmehr eine Klebeverbindung oder dgl., für deren Herstellung keine direkte Zugänglichkeit benötigt wird. Vorliegend muss der Klebstoff nur vorab, d. h. vor dem Einführen der Messwelle, oder zusammen mit der Messwelle, vorzugsweise auf deren mit der Hohlwelle zu verklebenden bspw. tellerförmigen Abschnitt aufgetragen, eingebracht werden. Ausschließlich drehfest kann beispielsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Endabschnitt der Messwelle und dem ersten Abschnitt der Hohlwelle sein, wenn deren Innenwand im ersten Abschnitt und der erste Endabschnitt der Messwelle hieran angepasst solchermaßen geformt sind, dass im Überdeckungsbereich dieser beiden genannten Abschnitte die weiter oben genannte Überdeckung nur in einer (oder mehreren) definierten Winkelstellung(en) der beiden Wellen zueinander hergestellt werden kann, und dass dann, wenn diese Überdeckung hergestellt ist, diese Wellen nicht gegeneinander verdreht werden können. Ein Beispiel für eine solche Formgestaltung ist die dem Fachmann bekannte Keilwellenverbindung zwischen Welle und Nabe, wobei hier die Hohlwelle die Rolle der Nabe übernimmt. Ein anderes Beispiel für eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden genannten Wellen kann durch einen oder mehrere im genannten Überdeckungsbereich vorzugsweise in Radialrichtung (bezüglich der Wellenachse) eingebrachte(n) Stift(e) oder dgl., der/die vorzugsweise beide Wellen vollständig durchdringt oder durchdringen, gebildet sein. Schließlich ist eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung zwischen der Hohlwelle und der Messwelle im genannten Überdeckungsbereich möglich, beispielsweise indem ein tellerförmiger Absatz der Messwelle auf dessen Umfangswand mit einem Gummimaterial beschichtet ist, über das mit (zumindest geringfügigem) Einpressen der Messwelle in die Hohlwelle aufgrund geeigneter Bemaßung und enger Toleranzen ein Reibschluss zur Innenwand der Hohlwelle bzw. allgemein eine Presspassung hergestellt wird, wobei eine letztgenannte Presspassung ausdrücklich auch ohne die beispielhaft genannte Gummibeschichtung möglich ist.As regards the at least rotationally fixed connection between the measuring shaft and the hollow shaft, it may be formed differently, for example in the form of a material connection, but no welded connection is possible, but rather an adhesive connection or the like, for the production of which no direct accessibility is required becomes. In the present case, the adhesive only needs advance, d. H. before the introduction of the measuring shaft, or together with the measuring shaft, preferably applied to their to be glued to the hollow shaft, for example, plate-shaped portion introduced. For example, a form-locking connection between the first end section of the measuring shaft and the first section of the hollow shaft can be exclusively non-rotatable if its inner wall in the first section and the first end section of the measuring shaft are shaped in such a way that in the overlapping area of these two sections mentioned above Cover can be made only in one (or more) defined angular position (s) of the two shafts to each other, and that when this cover is made, these waves can not be rotated against each other. An example of such a design is the spline connection between shaft and hub known to the person skilled in the art, in which case the hollow shaft assumes the role of the hub. Another example of a positive connection between the two named waves may be penetrated or penetrated by one or more preferably in the radial direction (with respect to the shaft axis) introduced in the said overlap region pin (s) or the like be formed. Finally, a frictional or frictional connection between the hollow shaft and the measuring shaft in said overlap region is possible, for example by a plate-shaped shoulder of the measuring shaft is coated on the peripheral wall with a rubber material, over with (at least slight) pressing the measuring shaft into the hollow shaft due to appropriate dimensioning and close tolerances, a frictional engagement with the inner wall of the hollow shaft or generally a press fit is produced, wherein a latter interference fit is expressly possible without the exemplified rubber coating.

Wie einleitend erwähnt, wird die Messwelle insbesondere deshalb im Innenraum der Hohlwelle angeordnet, damit die an der Messwelle oder zwischen der Messwelle und der Hohlwelle angeordnete Sensorik, mit Hilfe derer entweder die Torsion der Messwelle selbst – nämlich dann, wenn auch der zweite Endabschnitt der Messwelle mit dem weiter oben genannten zweiten Abschnitt der Hohlwelle drehfest verbunden ist – oder die Verdrehung des besagten zweiten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber dem zweiten Endabschnitt der Messwelle – nämlich dann, wenn der zweite Endabschnitt der Messwelle mit dem zweiten Abschnitt der Hohlwelle nicht drehfest verbunden ist – gemessen wird, vor strapaziösen bzw. die Sensorik unsachgemäß beanspruchenden Umwelteinflüssen geschützt ist. Zusätzlich zu der genannten Sensorik, bei der es sich beispielsweise um Dehnungsmessstreifen oder eine magnetisch oder optisch arbeitende Winkelmessvorrichtung handeln kann, kann im übrigen auch zumindest ein Teil der zugehörigen Elektronik, d. h. elektronische Bauelemente, die die Signale der Sensorik geeignet aufbereiten und ggf. auch auswerten, zusammen mit der Sensorik an der Messwelle angeordnet sein, wobei die Präposition „an” in diesem Satz im weitesten Sinne zu verstehen ist. Insbesondere um diese ggf. vorhandene Elektronik sowie die Sensorik vor Beschädigung beim Einsetzen in die Hohlwelle zu schützen und den gesamten Montageprozess möglichst einfach zu gestalten, kann eine sog. Einbauhülse vorgesehen sein, in welche die Messwelle zusammen mit einer geeigneten Sensorik zur Erfassung der genannten Verdrehung und ggf. auch zugehörige Elektronik außerhalb der Hohlwelle eingesetzt wird, wonach diese Einbauhülse zusammen mit der Messwelle und der Sensorik in der im unabhängigen Patentanspruch genannten Weise in den Innenraum der Hohlwelle eingeführt ist oder wird.As mentioned in the introduction, the measuring shaft is therefore arranged in particular in the interior of the hollow shaft, so that the arranged on the measuring shaft or between the measuring shaft and the hollow shaft sensor, using which either the torsion of the measuring shaft itself - namely then, although the second end portion of the measuring shaft with the above-mentioned second portion of the hollow shaft is rotatably connected - or the rotation of said second portion of the hollow shaft relative to the second end portion of the measuring shaft - namely, when the second end portion of the measuring shaft with the second portion of the hollow shaft is not rotatably connected - measured is protected against grueling or the sensor system improperly demanding environmental influences. In addition to the aforementioned sensors, which may be, for example, strain gauges or a magnetically or optically operating angle measuring device, moreover, at least a portion of the associated electronics, ie electronic components that suitably process the signals of the sensor and possibly also evaluate , be arranged together with the sensor on the measuring shaft, the preposition "an" is to be understood in this sentence in the broadest sense. In particular, in order to protect these possibly present electronics as well as the sensors from damage during insertion into the hollow shaft and to make the entire assembly process as simple as possible, a so-called. Installation sleeve may be provided, in which the measuring shaft together with a suitable sensor for detecting said rotation and possibly also associated electronics outside the hollow shaft is used, after which this mounting sleeve is inserted together with the measuring shaft and the sensor in the manner specified in the independent claim in the interior of the hollow shaft or is.

Insbesondere an die beiden möglichen bereits genannten Mess-Verfahren angepasst, nämlich dass entweder die Torsion in der Messwelle selbst erfasst wird oder die Verdrehung des zweiten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber dem zweiten Endabschnitt der Messwelle erfasst wird, kann die genannte Einbauhülse gestaltet und montiert sein. Für das erstgenannte Mess-Verfahren empfiehlt es sich, wenn die Einbauhülse im wesentlichen torsionsweich ausgeführt ist und die Messwelle mit ihren beiden Endabschnitten drehfest mit der Einbauhülse verbunden ist und diese Einbauhülse zumindest in den Bereichen der beiden Messwellen-Endabschnitte drehfest mit der Hohlwelle verbunden ist. Die funktional erforderliche Torsions-Weichheit der Einbauhülse kann dabei dadurch geschaffen sein, dass die Wand dieser Einbauhülse möglichst dünn gestaltet und ggf. mit Durchbrüchen versehen ist, und dass das für die Wand verwendete Material einen möglichst niedrigen Elastizitätsmodul besitzt. Wenngleich auch für das zu Beginn dieses Absatzes zweitgenannte Mess-Verfahren eine torsionsweiche Einbauhülse vorgesehen sein kann – dies ist im später erläuterten Ausführungsbeispiel umgesetzt – so kann alternativ bei diesem zweitgenannten Messverfahren die Einbauhülse im wesentlichen steif ausgeführt und die Messwelle entweder mit ihrem ersten Endabschnitt oder mit ihrem zweiten Endabschnitt drehfest mit der Einbauhülse verbunden sein. Im letztgenannten Fall kann die Einbauhülse vorteilhafterweise auch den der Hohlwelle zugeordneten Teil der entsprechenden Messvorrichtung tragen.In particular, adapted to the two possible measurement methods already mentioned, namely that either the torsion is detected in the measuring shaft itself or the rotation of the second portion of the hollow shaft relative to the second end portion of the measuring shaft is detected, said mounting sleeve can be designed and mounted. For the former measurement method, it is recommended that the mounting sleeve is made substantially torsionally soft and the measuring shaft with its two end portions rotatably connected to the mounting sleeve and this mounting sleeve is at least in the areas of the two measuring shaft end portions rotatably connected to the hollow shaft. The functionally required torsional softness of the mounting sleeve can be created in that the wall of this mounting sleeve designed as thin as possible and possibly provided with openings, and that the material used for the wall has the lowest possible modulus of elasticity. Although a torsionally soft mounting sleeve can also be provided for the second measuring method mentioned at the beginning of this paragraph - this is implemented in the exemplary embodiment explained later - alternatively, in this second-mentioned measuring method, the mounting sleeve is made substantially rigid and the measuring shaft either with its first end portion or with its second end portion rotatably connected to the mounting sleeve. In the latter case, the installation sleeve can advantageously also carry the part of the corresponding measuring device assigned to the hollow shaft.

Eine besonders vorteilhafte Mess-Vorrichtung zur Ermittlung der Torsion der mit ihren beiden Endabschnitten mit der Hohlwelle verbundenen Messwelle, welche zumindest einen besonders torsionsweichen Abschnitt besitzen sollte, in welchem die Torsion ermittelt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik zur Erfassung der Torsion bzw. der im unabhängigen Anspruch genannten Verdrehung zusammen mit zugehörigen elektronischen Bauelementen auf einer tordierbaren Platine angeordnet ist, die einen Abschnitt der mit ihren beiden Endabschnitten direkt oder über die Einbauhülse indirekt mit der Hohlwelle verbundenen Messwelle bildet, wobei die Sensorik nur die Torsion dieser Platine erfasst. Der übrige Bereich der Messwelle sollte in Relation zu dieser Platine torsionssteif ausgeführt sein und dient dazu, die im unabhängigen Patentanspruch genannte Verdrehung auf die tordierbare Platine zu übertragen, während in dieser sich nur über eine relativ kurze Strecke erstreckenden Platine dann quasi eine Verstärkung der zu messenden Größe (= Tordierung) stattfindet.A particularly advantageous measuring device for determining the torsion of the connected with its two end portions of the hollow shaft measuring shaft, which should have at least one particularly torsionally soft portion in which the torsion is determined, is characterized in that the sensor for detecting the torsion or the torsion mentioned in the independent claim is arranged together with associated electronic components on a twistable board, which forms a portion of the measuring shaft directly connected with its two end sections or indirectly via the mounting sleeve, wherein the sensor detects only the torsion of this board. The remaining area of the measuring shaft should be made torsionally stiff in relation to this board and serves to transfer the rotation mentioned in the independent patent claim to the twistable board, while in this only over a relatively short distance extending board then virtually a gain of the measured Size (= twist) takes place.

Wenn hingegen eine Sensorik zur Erfassung der genannten Verdrehung den Verdrehwinkel des zweiten Abschnitts der Hohlwelle gegenüber dem zweiten Endabschnitt der Messwelle erfasst, so wird hierfür vorzugsweise ein magnetisches oder optisches Mess-System vorgeschlagen, erstgenanntes vorzugsweise unter Verwendung der bekannten Hallsensoren. Bei Verwendung dieses Messprinzips besteht die wesentliche Funktion der Messwelle darin, die Tordierung quasi zu einem entfernten Punkt zu übertragen, indem die Winkelposition des ersten Abschnitts der Hohlwelle unverändert zu deren zweiten Abschnitt übertragen wird. Eine solche Übertragung kann im übrigen auch über eine flexible „Messwelle” in einer gebogen verlaufenden Hohlwelle erfolgen, so dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausdrücklich nicht auf eine lineare Hohlwelle beschränkt ist.If, on the other hand, a sensor system for detecting said rotation detects the angle of rotation of the second section of the hollow shaft relative to the second end section of the measuring shaft, a magnetic or optical measuring system is preferably proposed for this purpose, the former preferably using the known Hall sensors. When using this measurement principle, the essential function of the measuring shaft is to transmit the twisting virtually to a distant point by the angular position of the first portion of the hollow shaft is transmitted unchanged to the second section. Moreover, such a transmission can also take place via a flexible "measuring shaft" in a curved hollow shaft, so that a device according to the invention is expressly not limited to a linear hollow shaft.

Um dabei eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erzielen, kann dann, wenn die lichte Weite (= im Falle eines Kreisquerschnitts der Durchmesser) der Hohlwelle im Bereich von deren zweitem Abschnitt größer ist als im Bereich von deren erstem Abschnitt, die Sensorik zur Winkelerfassung im besagten zweiten Abschnitt in Radialrichtung betrachtet möglichst weit von der Längsachse der Hohlwelle beabstandet vorgesehen sein. Hiermit ergibt sich quasi eine Übersetzung bezüglich des zu erfassenden Verdreh-Winkels, da die in Form eines Kreisbogensegments zu messende Strecke auf einem größeren Radius liegt und somit größer ist, als wenn dieser Verdrehwinkel auf kleinerem Durchmesser (bspw. wie im ersten Abschnitt der Hohlwelle) erfasst werden würde.In order to achieve the highest possible accuracy of measurement, when the inside diameter (= diameter in the case of a circular cross section) of the hollow shaft in the region of the second portion is greater than in the region of the first section, the sensor for angle detection in said second Section viewed in the radial direction as far as possible be provided spaced from the longitudinal axis of the hollow shaft. This results in quasi a translation with respect to the torsion angle to be detected, since the distance to be measured in the form of a circular arc segment lies on a larger radius and is therefore greater than if this twist angle is of smaller diameter (for example as in the first section of the hollow shaft). would be recorded.

Zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit kann es erwünscht sein, dass die Messwelle in Achsrichtung betrachtet praktisch keine Durchbiegung gegenüber der Hohlwelle erfährt. Um eine solche Biegung oder radiale Schwingungen der Messwelle zu vermeiden kann die Messwelle entweder in der ggf. vorhandenen Einbauhülse oder direkt in der Hohlwelle in zumindest einem reibungsarmen Lager drehbar gelagert sein. Dieses Lager sollte möglichst reibungsarm sein, damit dass Messergebnis nicht durch Reibungseinflüsse dieses Lagers verfälscht wird. Bei geeigneter Dimensionierung kann auch ein elastisches Lager, bspw. aus einem Elastomerwerkstoff, gewählt werden.To achieve a high measurement accuracy, it may be desirable that the measuring shaft experiences virtually no deflection relative to the hollow shaft when viewed in the axial direction. In order to avoid such a bending or radial vibrations of the measuring shaft, the measuring shaft can be rotatably mounted either in the optionally existing installation sleeve or directly in the hollow shaft in at least one low-friction bearing. This bearing should be as low-friction as possible, so that the measurement result is not distorted by the friction effects of this bearing. With suitable dimensioning, an elastic bearing, for example, made of an elastomer material, can be selected.

Grundsätzlich gibt es verschiedene Konzepte für eine Lagerung der Messwelle. So können mehrere Lagerstellen eingebracht sein, um die Biegung der Hohlwelle auf die Messwelle zu übertragen, wodurch die Sensorik keine Längenänderung zwischen der Hohlwelle und Messwelle aufnehmen muss. Dies erfordert jedoch eine reltaiv steif gestaltete Lagerung der Messwelle in der Hohlwelle. Das gegenteilige Konzept besteht darin, dass die Messwelle ausschließlich im ersten und zweiten Bereich der Hohlwelle gelagert ist, womit die Messwelle bei einer Biegung der Hohlwelle zwar keine gleichgerichtete Biegung, jedoch im Bereich der Sensorik eine Längung erfährt. Die Sensorik muss dann solchermaßen ausgelegt sein, dass eine geringfügige axiale Bewegung der Messwelle gegenüber Hohlwelle (in Richtung von deren Längsachse) den zu messenden Verdrehwinkel nicht verfälscht. Bei Verwendung einer weiter oben beschriebenen Platine, deren Torsion durch die auf der Platine vorgesehene Sensorik gemessen wird, würde sich bei einer solchen axialen Bewegung bzw. relativen Längung der Messwelle gegenüber einer sich geringfügig biegenden Hohlwelle eine Biegung dieser Platine ergeben. Demzufolge kann diese Platine derartig gestaltet sein, dass solche Biegungseffekte kompensiert oder nicht berücksichtigt werden.Basically, there are different concepts for a bearing of the measuring shaft. Thus, a plurality of bearings may be introduced to transmit the bending of the hollow shaft to the measuring shaft, whereby the sensor does not have to absorb any change in length between the hollow shaft and the measuring shaft. However, this requires a reltaiv stiff designed Storage of the measuring shaft in the hollow shaft. The opposite concept is that the measuring shaft is mounted exclusively in the first and second regions of the hollow shaft, whereby the measuring shaft undergoes no rectified bending in a bending of the hollow shaft, but in the area of the sensor an elongation. The sensors must then be designed such that a slight axial movement of the measuring shaft relative to the hollow shaft (in the direction of its longitudinal axis) does not distort the angle of rotation to be measured. When using a board described above, the torsion is measured by the sensor provided on the board, would result in such an axial movement or relative elongation of the measuring shaft relative to a slightly bending hollow shaft, a bending of this board. Consequently, this board can be designed such that such bending effects are compensated or not taken into account.

Im folgenden wird die Erfindung anhand dreier in den beigefügten Figurenfolgen 1, 2, 3 lediglich prinzipiell dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein, in sämtlichen Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und im einzelnen zeigenIn the following the invention with reference to three in the attached figure sequences 1, 2, 3 only illustrated in principle embodiments will be further explained. Essential to the invention may be all features described in detail, in all figures, the same elements are identified by the same reference numerals and show in detail

1a in einem Längsschnitt (Schnitt A-A aus 1b) ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1a in a longitudinal section (section AA off 1b ) A first embodiment of a device according to the invention

1b die Ansicht X aus 1a 1b the view X from 1a

1c die Hohlwelle in isometrischer Darstellung 1c the hollow shaft in isometric view

1d die Messwelle mit einem Lager in isometrischer Darstellung 1d the measuring shaft with a bearing in isometric view

1e die Messwelle ohne Lager in isometrischer Darstellung 1e the measuring shaft without bearing in isometric view

2a in einem Längsschnitt (Schnitt A-A aus 2b) ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2a in a longitudinal section (section AA off 2 B ) A second embodiment of a device according to the invention

2b die Ansicht X aus 2a 2 B the view X from 2a

2c die Hohlwelle in isometrischer Darstellung 2c the hollow shaft in isometric view

2d eine Einbauhülse mit darin befindlicher Messwelle in isometrischer Darstellung 2d an installation sleeve with measuring shaft located in isometric view

2e die Messwelle mit Lager in isometrischer Darstellung 2e the measuring shaft with bearing in isometric view

2f die Messwelle ohne Lager in isometrischer Darstellung 2f the measuring shaft without bearing in isometric view

3a in einem Längsschnitt (Schnitt A-A aus 3b) ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3a in a longitudinal section (section AA off 3b ) A third embodiment of a device according to the invention

3b die Ansicht X aus 3a 3b the view X from 3a

3c die Hohlwelle mit integrierter Messwelle in isometrischer Darstellung 3c the hollow shaft with integrated measuring shaft in isometric view

3d eine Einbauhülse mit darin befindlicher Messwelle in isometrischer Darstellung 3d an installation sleeve with measuring shaft located in isometric view

3e die Messwelle mit Lager in isometrischer Darstellung 3e the measuring shaft with bearing in isometric view

3f die Messwelle ohne Messhülse in isometrischer Darstellung 3f the measuring shaft without measuring sleeve in isometric view

Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Hohlwelle, beispielsweise ein sich in Fahrzeug-Querrichtung erstreckender Abschnitt eines geteilten Querstabilisators im Fahrwerk eines zweispurigen Fahrzeugs, gekennzeichnet. Dem Fachmann ist bekannt, dass ein vorzugsweise in Fahrzeugmittenebene geteilter Querstabilisator im Teilungsbereich einen Aktuator enthält, mit Hilfe dessen die beiden Stabilisatorhälften gegeneinander verdrehbar sind. Diese Stabilsatorhälften sind vorzugsweise als Hohlwellen ausgebildet, die sich zum besagten Aktuator hin aufweiten, d. h. deren Durchmesser sich vergrößert. Dieser aufgeweitete Bereich ist in den 1a, 1c, 2a, 2c und 3a, 3c deutlich erkennbar, wobei in den 3a und 3c dieser aufgeweitete Bereich mit der Bezugsziffer 1b gekennzeichnet ist. Es sei jedoch an dieser Stelle nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf einen geteilten Querstabilisator eines Fahrzeugs beschränkt ist, vielmehr kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung des über eine (bzw. die) Hohlwelle (1) übertragenen Drehmoments an praktisch jeder beliebigen Hohlwelle eingesetzt werden. Daher wird im weiteren nur mehr von einer Hohlwelle 1 gesprochen, die ein Drehmoment überträgt, welches messbar sein soll.With the reference number 1 is a hollow shaft, for example, in the vehicle transverse direction extending portion of a split anti-roll bar in the chassis of a two-lane vehicle, characterized. It is known to the person skilled in the art that a transverse stabilizer divided preferably in the vehicle center plane contains an actuator in the division region, with the aid of which the two stabilizer halves can be rotated relative to one another. These stabilizer halves are preferably designed as hollow shafts, which widen towards the said actuator, ie, whose diameter increases. This expanded area is in the 1a . 1c . 2a . 2c and 3a . 3c clearly recognizable, wherein in the 3a and 3c this expanded area with the reference number 1b is marked. However, it should be expressly pointed out at this point that the present invention is not limited to a divided anti-roll bar of a vehicle, but rather a device according to the invention for detecting the over a (or the) hollow shaft ( 1 ) transmitted torque to virtually any hollow shaft can be used. Therefore, only more of a hollow shaft in the other 1 spoken, which transmits a torque which should be measurable.

Die genannte Drehmomentmessung erfolgt in grundsätzlich bekannter Weise, nämlich indem letztlich die Verdrehung oder Tordierung eines zweiten Abschnitts 1b der Hohlwelle 1 gegenüber einem ersten Abschnitt 1a dieser Hohlwelle 1 erfasst wird. Allerdings wird diese Verdrehung oder Tordierung um die Längsachse L der Hohlwelle 1 nicht direkt erfasst, sondern indirekt unter Zwischenschaltung einer sog. Messwelle 2, wobei zumindest ein erster Endabschnitt 2a der im Innenraum der Hohlwelle 1 angeordneten Messwelle 2 mit dem genannten ersten Abschnitt der 1a der Hohlwelle 1 drehfest (bezüglich einer Verdrehung um die Längsachse L) verbunden ist. Wenn auch der andere zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 mit der Hohlwelle 1 drehfest verbunden ist, und zwar vorzugsweise mit dem bereits genannten zweiten Abschnitt 1b der Hohlwelle 1, so kann aus der Tordierung/Verdrehung der Messwelle 2 zwischen ihrem ersten Endabschnitt 2a und ihrem zweiten Endabschnitt 2b auf das diese Tordierung/Verdrehung verursachende Drehmoment, das von der Hohlwelle 1 (genau genommen gemeinsam mit der Messwelle 2) übertragen wird, geschlossen werden. Wenn hingen der zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 nicht mit der Hohlwelle 1 verbunden ist, so kann dann, wenn dieser zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 nahe des genannten zweiten Abschnitts 1b der Hohlwelle 1 liegt, die Verdrehung des zweiten Abschnitts 1b der Hohlwelle 1 gegenüber dem zweiten Endabschnitt 2b der Messwelle 2, welcher die Position des ersten Abschnitts 1a der Hohlwelle 1 wiedergibt, festgestellt und hieraus ebenfalls auf das nun jedoch von der Hohlwelle 1 alleine übertragene und diese festgestellte Verdrehung der Hohlwelle 1 verursachende Drehmoment geschlossen werden.Said torque measurement takes place in a basically known manner, namely by finally the twisting or twisting of a second section 1b the hollow shaft 1 opposite a first section 1a this hollow shaft 1 is detected. However, this twisting or twisting about the longitudinal axis L of the hollow shaft 1 not detected directly, but indirectly with the interposition of a so-called measuring wave 2 wherein at least a first end portion 2a in the interior of the hollow shaft 1 arranged measuring shaft 2 with the said first section of the 1a the hollow shaft 1 rotationally fixed (with respect a rotation about the longitudinal axis L) is connected. Although the other second end section 2 B the measuring shaft 2 with the hollow shaft 1 is rotatably connected, preferably with the already mentioned second section 1b the hollow shaft 1 , so can from the twisting / twisting of the measuring shaft 2 between its first end section 2a and its second end portion 2 B on the this twisting / twisting torque caused by the hollow shaft 1 (strictly speaking, together with the measuring shaft 2 ) is closed. If hung the second end section 2 B the measuring shaft 2 not with the hollow shaft 1 is connected, then, if this second end portion 2 B the measuring shaft 2 near the said second section 1b the hollow shaft 1 lies, the twisting of the second section 1b the hollow shaft 1 opposite the second end portion 2 B the measuring shaft 2 indicating the position of the first section 1a the hollow shaft 1 reproduces, found and from this also on the now but from the hollow shaft 1 alone transmitted and this detected rotation of the hollow shaft 1 causing torque to be closed.

Im Folgenden werden zunächst die beiden Ausführungsbeispiele der Figurenfolgen 1 und 2 erläutert, denen das im vorhergehenden Absatz zuerst erläuterte Messprinzip zugrunde liegt, bei welchem die beiden Endabschnitte 2a, 2b der Messwelle 2 drehfest mit der Hohlwelle 1, und zwar in deren erstem Abschnitt 1a (mit dem ersten Endabschitt 2a) bzw. in deren zweitem Abschnitt 1b (mit dem zweiten Endabschnitt 2b) verbunden sind.In the following, the two exemplary embodiments of the sequence of FIGS. 1 and 2 will first be explained, on which the measuring principle first explained in the preceding paragraph is based, in which the two end sections 2a . 2 B the measuring shaft 2 rotatably with the hollow shaft 1 , in its first section 1a (with the first final section 2a ) or in its second section 1b (with the second end portion 2 B ) are connected.

Aus den 1e und 2f geht der Aufbau der Messwelle 2 am besten hervor: Demnach besitzt diese Messwelle 2 einen ersten tellerförmigen Endabschnitt 2a, an den sich ein Wellenabschnitt 2c von erheblich geringerem Durchmesser als dem des ersten Endabschnitts 2a anschließt. An diesen Wellenabschnitt 2c schließt sich eine Platine 5 an, an die sich der ebenfalls tellerförmige zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 anschließt, d. h. die genannte Platine 5 ist zwischen dem genannten Wellenabschnitt 2c und dem zweiten Endabschnitt 2b quasi eingespannt. Eingespannt deshalb, weil diese Platine 5 torsionsweich ausgebildet ist, so dass mit einer Sensorik 4, die auf dieser Platine 5 angebracht ist, eine Tordierung oder Torsion oder Verdrehung dieser Platine 5 In sich gemessen werden kann, die dann auftritt, wenn der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 gegenüber dem zweiten Endabschnitt 2b der Messwelle 2 um die Längsachse L dieser Messwelle 2, die im verbauten Zustand nach 1a, 2a mit der Längsachse L der Hohlwelle 1 zusammenfällt, verdreht wird. Neben der geeigneten Sensorik 4 zu Erfassung der Tordierung oder Verdrehung, die beispielsweise nach Art der bekannten Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein kann, ist auf der Platine 5 auch zumindest ein Teil der zur Auswertung der Signale der Sensorik 4 benötigten Elektronik vorgesehen.From the 1e and 2f is the structure of the measuring wave 2 best of all: therefore has this measuring wave 2 a first plate-shaped end portion 2a to which a shaft section 2c considerably smaller in diameter than the first end portion 2a followed. At this shaft section 2c closes a circuit board 5 to, which is also the plate-shaped second end portion 2 B the measuring shaft 2 connects, ie the said board 5 is between said shaft portion 2c and the second end portion 2 B quasi clamped. Clamped because of this board 5 is torsionally soft, so that with a sensor 4 that on this board 5 attached, a twisting or twisting or twisting of this board 5 In itself can be measured, which occurs when the first end portion 2a the measuring shaft 2 opposite the second end portion 2 B the measuring shaft 2 around the longitudinal axis L of this measuring shaft 2 , which are in the installed state after 1a . 2a with the longitudinal axis L of the hollow shaft 1 coincides, is twisted. In addition to the appropriate sensors 4 to detect the twisting or twisting, which may be formed, for example, on the type of known strain gauges, is on the board 5 also at least part of the evaluation of the signals of the sensors 4 required electronics provided.

Im weiteren nur auf das Ausführungsbeispiel nach der Figurenfolge 1 eingehend sei nun zuerst auf 1d verwiesen, die die Messwelle 2 mit einem umhüllenden Lager 6 im Bereich der Platine 5 zeigt (vergleiche 1e, 1d). Mit diesem Lager 6 ist die Messwelle 2 und genauer deren zweiter Endabschnitt 2b im Innenraum der Hohlwelle 1 gelagert, und zwar solchermaßen, dass der zweite Endabschnitt 2b drehfest mit der Hohlwelle 1 und genauer mit deren zweiten Abschnitt 1b verbunden ist. Ebenso drehfest verbunden ist der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 mit dem ersten Abschnitt 1a der Hohlwelle 1, wobei diese beiden drehfesten Verbindungen hier stoffschlüssig als Klebeverbindung in Verbindung mit einer geringen Presspassung (und somit auch kraftschlüssig) gestaltet sind. Dabei wird die gemäß 1d vormontierte Messwelle 2 gemäß Pfeilrichtung X vom aufgeweiteten Bereich der Hohlwelle 1 aus in diese eingeschoben, so dass der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 zunächst den zweiten Abschnitt 1b der Hohlwelle 1 passiert und danach so wert gemäß Pfeilrichtung X weiter in die Hohlwelle 1 hineingeschoben wird, bis der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 mit dem ersten Abschnitt 1a der Hohlwelle 1 zur Überdeckung kommt. In dieser Position kann der zuvor auf den ersten Endabschnitt 2a der Messwelle 2 und auf die Außenwand des Lagers 6 aufgebrachte Klebstoff aushärten.In the further only on the embodiment of the sequence of figures 1 in detail is now first on 1d referenced, which is the measuring wave 2 with a wrapping camp 6 in the area of the board 5 shows (compare 1e . 1d ). With this camp 6 is the measuring shaft 2 and more precisely its second end section 2 B in the interior of the hollow shaft 1 stored, in such a way that the second end portion 2 B rotatably with the hollow shaft 1 and more specifically with its second section 1b connected is. Likewise connected in a rotationally fixed manner is the first end section 2a the measuring shaft 2 with the first section 1a the hollow shaft 1 , These two non-rotatable compounds are materially designed as an adhesive bond in conjunction with a small interference fit (and thus also non-positively). Here, the according to 1d pre-mounted measuring shaft 2 according to arrow X from the widened portion of the hollow shaft 1 pushed out into this, so that the first end section 2a the measuring shaft 2 first the second section 1b the hollow shaft 1 happens and then so value according to arrow X further into the hollow shaft 1 is pushed in until the first end portion 2a the measuring shaft 2 with the first section 1a the hollow shaft 1 comes to cover. In this position, the previously on the first end section 2a the measuring shaft 2 and on the outer wall of the camp 6 Cure applied adhesive.

Zum genannten Lager 6 der Messwelle 2 sei noch angemerkt, dass der zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 mit der hülsenartigen Wand des Lagers 6 ebenfalls drehfest – bspw. ebenfalls über eine kraftschlüssige Klebeverbindung – verbunden ist, während der Wellenabschnitt 2c durch dieses Lager 6 nicht in seiner Verdrehbarkeit um die Längsachse L behindert wird, wie unter anderem aus 1a hervorgeht. Im übrigen erkennt man in 1b, die die Aufsicht unter anderem auf den tellerförmigen zweiten Endabschnitt 2b der Messwelle 2 zeigt, durch zwei Durchbrüche 7 in diesem zweiten Endabschnitt 2b hindurch Bestandteile der symbolisch in Form von Verdickungen dargestellten Elektronik, die im vorangegangenen Absatz kurz erwähnt wurde, wobei diese Durchbrüche 7 Buchsen 7 für Steckkontakte zur elektrischen und elektronischen Verbindung dieser Elektronik darstellen.To the mentioned camp 6 the measuring shaft 2 it should be noted that the second end section 2 B the measuring shaft 2 with the sleeve-like wall of the bearing 6 also rotationally fixed - for example, also via a non-positive adhesive connection - is connected, while the shaft portion 2c through this camp 6 is not hampered in its rotatability about the longitudinal axis L, as among others 1a evident. For the rest one recognizes in 1b which the supervision among other things on the plate-shaped second end section 2 B the measuring shaft 2 shows, through two breakthroughs 7 in this second end section 2 B Through components of symbolically represented in the form of thickening electronics, which was briefly mentioned in the previous paragraph, these breakthroughs 7 sockets 7 represent for plug contacts for electrical and electronic connection of this electronics.

Das im folgenden erläuterte Ausführungsbeispiel nach den 2a–2f unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach den 1a–1e durch eine sog. Einbauhülse 3, die in 2d explizit und in 2a im eingebauten Zustand dargestellt ist. Diese Einbauhülse 3 umhüllt die gesamte Messwelle 2 inclusive deren hier zwei Lagern 6a, 6b, wobei in einem ersten Lager 6a der Wellenabschnitt 2c der Messwelle 2 nahe ihres ersten Endabschnitts 2a um die Längsachse L verdrehbar gelagert ist (vgl. auch 2f), während das zweite Lager 6b analog dem Ausführungsbeispiel nach der Figurenfolge 1 ausgebildet ist. Im Zustand nach 2d ist somit die Messwelle 2 inclusive Platine 5, Sensorik 4 und Lagern 6a, 6b gemäß 2e vormontiert in der Einbauhülse 3 enthalten, wonach diese gesamte Vormontageeinheit (inclusive der Einbauhülse 3) gemäß Pfeilrichtung X von 2a in die Hohlwelle 1 eingeschoben werden kann, wobei abermals der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 zunächst den zweiten Abschnitt 1b der Hohlwelle 1 passiert und danach mit der gesamten Vormontageeinheit so weit gemäß Pfeilrichtung X weiter in die Hohlwelle 1 hineingeschoben wird, bis der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 mit dem ersten Abschnitt 1a der Hohlwelle 1 zur Überdeckung kommt. Die Einbauhülse 3, die torsionsweich gestaltet ist und im Hinblick hierauf in der Hülsenwand mehrere parallel zur Längsachse L verlaufende Durchbrüche 3a aufweist, kann ebenfalls stoffschlüssig mit der Hohlwelle 1 verbunden, d. h. mit deren Innenwand verklebt sein. Die beiden Lager 6a, 6b sind über ihre Außenwände mit der Innenwand der Einbauhülse 3 drehfest verbunden, beispielsweise verklebt, und sowohl der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 als auch deren zweiter Endabschnitt 2b sind mit der Innenwand der Einbauhülse 3 (bezüglich der Längsachse L) drehfest verbunden, beispielsweise verklebt.The following explained embodiment of the 2a - 2f differs from the embodiment according to the 1a - 1e by a so-called installation sleeve 3 , in the 2d explicitly and in 2a is shown in the installed state. This installation sleeve 3 envelops the entire measuring shaft 2 including their two camps here 6a . 6b , being in a first camp 6a the shaft section 2c of the measuring shaft 2 near her first end section 2a is mounted rotatably about the longitudinal axis L (see also 2f ) while the second camp 6b is formed analogous to the embodiment of the figure sequence 1. In the state after 2d is thus the measuring wave 2 including circuit board 5 , Sensors 4 and camps 6a . 6b according to 2e pre-assembled in the installation sleeve 3 contain, after which this entire pre-assembly (including the installation sleeve 3 ) according to arrow X of 2a in the hollow shaft 1 can be inserted, wherein again the first end portion 2a the measuring shaft 2 first the second section 1b the hollow shaft 1 happens and then with the entire pre-assembly as far as the arrow X further into the hollow shaft 1 is pushed in until the first end portion 2a the measuring shaft 2 with the first section 1a the hollow shaft 1 comes to cover. The installation sleeve 3 , which is designed torsionally soft and with regard to this in the sleeve wall a plurality of parallel to the longitudinal axis L extending openings 3a can also cohesively with the hollow shaft 1 connected, ie glued to the inner wall. The two camps 6a . 6b are over their outer walls with the inner wall of the mounting sleeve 3 rotatably connected, for example glued, and both the first end portion 2a the measuring shaft 2 as well as its second end section 2 B are with the inner wall of the installation sleeve 3 (With respect to the longitudinal axis L) rotatably connected, for example glued.

Im weiteren wird das Ausführungsbeispiel nach den 3a–3f (= Figurenfolge 3) erläutert, welchem ein etwas anderes Messprinzip zugrunde liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel, das – wie 3d und 3a zeigen – ebenfalls eine Einbauhülse 3 aufweist, ist nur der erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 drehfest mit der Hohlwelle 1 verbunden, und zwar – ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach der Figurenfolge 2 – nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung der Einbauhülse 3. Der tellerförmige erste Endabschnitt 2a der Messwelle 2 ist also beispielsweise mit der Einbauhülse 3 verklebt und/oder verpresst. Gleiches gilt für zwei Lager 6a, 6b, in denen der sich an den ersten Endabschnitt 2a anschließende Wellenabschnitt 2c der Messwelle 2 um die Längsachse L verdrehbar gelagert ist, vgl. 3f, 3e. Der zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 ist hier zwar ebenfalls tellerförmig gestaltet, weist jedoch gegenüber den Ausführungsbeispielen der Figurenfolgen 1, 2 einen etwas geringeren Durchmesser auf, wie 3f zeigt. In 3e ist dargestellt, dass dieser zweite Endabschnitt von einer sog. Messhülse 5* umhüllt ist, in der nicht sichtbar eine Sensorik 4* zur Erfassung einer Relativ-Verdrehung zwischen der Messhülse 5* und dem zweiten Endabschnitt 2b der Messwelle 2 vorgesehen ist. Diese Sensorik 4* ist beispielsweise durch Hallsensoren gebildet, die die genannte Relativ-Verdrehung auf elektromagnetische Weise erfassen, alternativ ist auch ein optisches Messverfahren zur Erfassung dieser Relativ-Verdrehung möglich. In beiden Fällen kann die Messhülse 5* (analog zur Platine 5 der Ausführungsbeispiele der Figurenfolgen 1 und 2) zumindest Teile der zur Auswertung der Signale der Sensorik 4* benötigten Elektronik enthalten. Im übrigen kann vorliegend dadurch, dass die Messhülse 5* im geringfügig aufgeweiteten Bereich 1b der Hohlwelle vorgesehen ist, die Sensorik 4* zur Erfassung des Relativ-Verdrehwinkels in Radialrichtung betrachtet etwas weiter von der Längsachse L der Hohlwelle 1 beabstandet angeordnet sein, wodurch sich quasi eine Übersetzung bezüglich des zu erfassenden Winkels ergibt, da die in Form eines Kreisbogensegments zu messende Strecke auf einem größeren Radius liegt und somit größer ist, als wenn dieser Verdrehwinkel auf kleinerem Durchmesser (bspw. wie im ersten Abschnitt der Hohlwelle) erfasst werden würde. Hierdurch wird die Messgenauigkeit gesteigert.In the following, the embodiment according to the 3a - 3f (= Figure sequence 3) explained, which is based on a slightly different measurement principle. In this embodiment, the - how 3d and 3a show - also an installation sleeve 3 is only the first end portion 2a the measuring shaft 2 rotatably with the hollow shaft 1 connected, and indeed - as well as in the embodiment of the sequence of figures 2 - not directly, but with the interposition of the mounting sleeve 3 , The plate-shaped first end portion 2a the measuring shaft 2 So for example, with the mounting sleeve 3 glued and / or pressed. The same applies to two bearings 6a . 6b in which are located at the first end section 2a subsequent shaft section 2c the measuring shaft 2 is mounted rotatably about the longitudinal axis L, see. 3f . 3e , The second end section 2 B the measuring shaft 2 Although here is also plate-shaped, but has compared to the embodiments of the figure sequences 1, 2 has a slightly smaller diameter, such as 3f shows. In 3e is shown that this second end portion of a so-called. Measuring sleeve 5 * is enveloped, in the not visible a sensor 4 * for detecting a relative rotation between the measuring sleeve 5 * and the second end portion 2 B the measuring shaft 2 is provided. This sensor technology 4 * is formed, for example, by Hall sensors which detect said relative rotation in an electromagnetic manner; alternatively, an optical measuring method for detecting this relative rotation is also possible. In both cases, the measuring sleeve 5 * (analogous to the board 5 the embodiments of the figure sequences 1 and 2) at least parts of the evaluation of the signals of the sensor 4 * required electronics included. Incidentally, the present case in that the measuring sleeve 5 * in the slightly widened area 1b the hollow shaft is provided, the sensors 4 * considered for detecting the relative rotation angle in the radial direction slightly further from the longitudinal axis L of the hollow shaft 1 be spaced apart, resulting in quasi a translation with respect to the angle to be detected, since the distance to be measured in the form of a circular arc segment is located on a larger radius and thus greater than when this angle of twist on a smaller diameter (eg. As in the first section of Hollow shaft) would be detected. This increases the measurement accuracy.

Wie aus 3a hervorgeht, ist der zweite Endabschnitt 2b der Messwelle 2 in der auf der Längsachse L senkrechten Radialrichtung betrachtet von der Messhülse 5* geringfügig beabstandet, so dass der zweite Endabschnitt 2b gegenüber dieser Messhülse 5* um die Längsachse L verdrehbar ist. Dementsprechend ist die Messhülse 5* drehfest mit der Einbauhülse 3 verbunden, beispielsweise abermals in diese eingeklebt und es ist die Einbauhülse 3 (analog dem Ausführungsbeispiel nach der Figurenfolge 2) drehfest mit der Hohlwelle 1 verbunden, beispielsweise in diese eingeklebt und eingepresst. Sowohl die Hohlwelle 1 als auch die Einbauhülse 3 werden somit durch ein von der Hohlwelle 1 (und der Einbauhülse 3) zu übertragendes Drehmoment geringfügig tordiert, während die Messwelle 2, die nur mit ihrem ersten Endabschnitt 2a über die Einbauhülse 3 drehfest mit der Hohlwelle 1 in deren erstem Abschnitt 1a verbunden ist, keine solche Torsion/Tordierung erfährt. Deshalb kann im Überdeckungsbereich zwischen dem zweiten Abschnitt 1b der Hohlwelle 1 und dem zweiten Endabschnitt 2b der Messwelle 2 über die dort vorgesehene Messhülse 5* die Relativ-Verdrehung zwischen dem durch die Messwelle 2 bzw. deren zweiten Endabschnitt 2b repräsentierten ersten Abschnitt 1a der Hohlwelle 1 und dem zweiten Abschnitt 1b der Hohlwelle 1, der durch die Messhülse 5* repräsentiert wird, messtechnisch erfasst werden. Das erfasste Resultat wird kann abermals über Buchsen 7 (siehe 3b) in der Messhülse 5* elektrisch/elektronisch abgegriffen werden, über die auch die elektrische Versorgung der Elektronik und Sensorik 4* der Messhülse 5* erfolgt.How out 3a shows, is the second end portion 2 B the measuring shaft 2 in the radial direction perpendicular to the longitudinal axis L viewed from the measuring sleeve 5 * slightly spaced so that the second end portion 2 B opposite this measuring sleeve 5 * about the longitudinal axis L is rotatable. Accordingly, the measuring sleeve 5 * non-rotatable with the installation sleeve 3 connected, for example glued again in this and it is the mounting sleeve 3 (Analogous to the embodiment of the sequence of figures 2) rotatably with the hollow shaft 1 connected, for example, glued and pressed into this. Both the hollow shaft 1 as well as the installation sleeve 3 are thus by one of the hollow shaft 1 (and the installation sleeve 3 ) slightly twisted to be transmitted torque while the measuring shaft 2 that only with their first end section 2a over the installation sleeve 3 rotatably with the hollow shaft 1 in their first section 1a no such torsion / twist is experienced. Therefore, in the overlap area between the second section 1b the hollow shaft 1 and the second end portion 2 B the measuring shaft 2 via the measuring sleeve provided there 5 * the relative rotation between the through the measuring shaft 2 or its second end portion 2 B represented first section 1a the hollow shaft 1 and the second section 1b the hollow shaft 1 passing through the measuring sleeve 5 * is represented by measuring technology. The recorded result can again via jacks 7 (please refer 3b ) in the measuring sleeve 5 * electrically / electronically tapped, over which also the electrical supply of the electronics and sensors 4 * the measuring sleeve 5 * he follows.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass durchaus eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Insbesondere können in den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale soweit möglich beliebig miteinander kombiniert werden, d. h. es kann bspw. auch in einer Ausführungsform nach der Figurenfolge 1 ein Lager (6) für den Wellenabschnitt 2c vorgesehen sein oder es kann hierin ein elektromagnetisches Messprinzip mit einer Messhülse (5*) oder dgl. realisiert sein.Finally, it should be noted that quite a variety of details, in particular of a constructive nature may be deviated from the above explanations, without departing from the content of the claims. In particular, in the individual embodiments disclosed Characteristics are combined as far as possible with each other, ie it can, for example, in one embodiment according to the sequence of figures 1 a camp ( 6 ) for the shaft section 2c be provided or it may be an electromagnetic measuring principle with a measuring sleeve ( 5 * ) or the like. Be realized.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0254754 A1 [0001, 0003]

Claims

Device for detecting over a hollow shaft ( 1 ) transmitted torque, wherein within this hollow shaft ( 1 ) a so-called measuring wave ( 2 ) arranged at least with a first end portion ( 2a ) rotatable with a first section ( 1a ) of the hollow shaft ( 1 ), and wherein the rotation resulting from the transmitted torque of a second, from the first section ( 1a ) spaced section ( 1b ) of the hollow shaft ( 1 ) compared to the first section ( 1a ) is detected indirectly by either the rotation of the second section ( 1b ) of the hollow shaft ( 1 ) rotatably connected second end portion ( 2 B ) of the measuring shaft ( 2 ) with respect to the first end section ( 2a ) is suitably detectable or the rotation of the second section ( 2 B ) of the hollow shaft ( 2 ) with respect to the hollow shaft ( 1 ) non-rotatably connected second end portion ( 2 B ) of the measuring shaft ( 2 ) is detectable, and wherein the interior of the hollow shaft ( 1 ) from the second section ( 1b ) opposite side of its first section ( 1a ) for mounting the measuring shaft ( 2 ), which is why the measuring shaft ( 2 ) from the opposite end of the hollow shaft ( 1 ) ago with their first end portion ( 2a ) passing the second section ( 1b ) of the hollow shaft ( 1 ) in the interior of the hollow shaft ( 1 ), and wherein the rotationally fixed connection between the measuring shaft ( 2 ) and the hollow shaft ( 1 ) at least in the area of its first section ( 1a ) is cohesive or non-positive or positive.

Apparatus according to claim 1, with a so-called. Built-in sleeve ( 3 ) into which the measuring shaft ( 2 ) together with a suitable sensor system ( 4 . 4 * ) for detecting said rotation outside the hollow shaft ( 1 ) is inserted, after which this installation sleeve ( 3 ) in the manner mentioned in the interior of the hollow shaft ( 1 ) is introduced.

Apparatus according to claim 2, wherein the installation sleeve ( 3 ) is carried out substantially torsionally soft and the measuring shaft ( 2 ) with its two end sections ( 2a . 2 B ) rotatably with the installation sleeve ( 3 ) and this mounting sleeve ( 3 ) at least in the areas of the two measuring wave end sections ( 2a . 2 B ) rotatably with the hollow shaft ( 1 ) connected is.

Apparatus according to claim 2, wherein the installation sleeve ( 3 ) is carried out substantially torsionally rigid and the measuring shaft is rotatably connected either with its first end portion or with its second end portion with the mounting sleeve.

Device according to one of the preceding claims, wherein a sensor system ( 4 ) for detecting said rotation together with associated electronic components on a twistable board ( 5 ) is arranged, which a portion of the with its two end portions ( 2a . 2 B ) directly or via the installation sleeve ( 3 ) indirectly with the hollow shaft ( 1 ) connected measuring wave ( 2 ), and wherein the sensors ( 4 ) the torsion of this board ( 5 ) detected.

Device according to one of claims 1-4, wherein a sensor system ( 4 * ) for detecting said rotation, the angle of rotation of the second section ( 1b ) of the hollow shaft ( 1 ) in relation to the second end section ( 2 B ) of the measuring shaft ( 2 ) detected using a magnetic or optical measuring system.

Apparatus according to claim 6, wherein the clearance width of the hollow shaft ( 1 ) in the area of its second section ( 1b ) is greater than in the region of its first section ( 1a ) and the sensors ( 4 * ) for angle detection in said second section ( 1b ) in the radial direction as far as possible from the longitudinal axis (L) of the hollow shaft ( 1 ) is provided spaced.

Device according to one of the preceding claims, wherein the measuring shaft ( 2 ) in the installation sleeve ( 3 ) or directly in the hollow shaft ( 1 ) in at least one low-friction bearing ( 6 ) is rotatably mounted.

Device according to one of the preceding claims, wherein the hollow shaft ( 1 ) is a section of a divided anti-roll bar of a two-lane motor vehicle.