DE102011056899B4 - Torque sensor device for a steering system - Google Patents
Torque sensor device for a steering system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011056899B4 DE102011056899B4 DE102011056899.9A DE102011056899A DE102011056899B4 DE 102011056899 B4 DE102011056899 B4 DE 102011056899B4 DE 102011056899 A DE102011056899 A DE 102011056899A DE 102011056899 B4 DE102011056899 B4 DE 102011056899B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnet
- sensor device
- torque sensor
- segment
- steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/104—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem (1), mit einer auf einen Wellenabschnitt (16) der Lenkwelle (3) aufsetzbaren Trägerhülse (9), die einen Magneten (12) trägt, dem ein auf einem weiteren Wellenabschnitt (18) aufsitzendes Sensorelement (15) zugeordnet ist, wobei der Magnet (12) segmentförmig ausgebildet ist und die Trägerhülse (9) mindestens ein überstehendes, einteilig mit der Trägerhülse (9) ausgebildetes Verbindungselement (11) aufweist, auf dem der segmentförmige Magnet (12) aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (11) hakenförmig ausgebildet ist.A torque sensor device for a steering system (1), with a carrier sleeve (9) which can be placed on a shaft section (16) of the steering shaft (3) and which carries a magnet (12) to which a sensor element (15) seated on a further shaft section (18) is associated is, wherein the magnet (12) is formed segment-shaped and the support sleeve (9) at least one protruding, integrally with the support sleeve (9) formed connecting element (11), on which the segment-shaped magnet (12) is seated, characterized in that the Connecting element (11) is hook-shaped.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 als auch auf ein Lenksystem, ausgestattet mit einer solchen Drehmomentsensoreinrichtung.The invention relates to a torque sensor device for a steering system according to the preamble of claim 1 and to a steering system equipped with such a torque sensor device.
In der
Der Kragen kann als eine separat ausgebildete Stahlhülse ausgeführt sein, welche auf der Lenkwelle befestigt wird. Der Magnetring ist auf der Stahlhülse befestigt, gegebenenfalls über einen zwischenliegenden Kunststoffring, welcher in der Lage ist, die unterschiedlichen Wärmedehnungen von Stahlhülse und Magnetring zu kompensieren. Dies stellt jedoch eine verhältnismäßig aufwändige Ausführung dar.The collar may be designed as a separately formed steel sleeve which is mounted on the steering shaft. The magnetic ring is fastened to the steel sleeve, optionally via an intermediate plastic ring which is able to compensate for the different thermal expansions of steel sleeve and magnetic ring. However, this represents a relatively expensive design.
In der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach aufgebaute Drehmomentsensoreinrichtung für ein Lenksystem anzugeben.The invention has for its object to provide a structurally simple design torque sensor device for a steering system.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehmomentsensoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a torque sensor device with the features of claim 1 and by a steering system with the features of
Die Drehmomentsensoreinrichtung wird in Lenksystemen eingesetzt, um das bei einer Lenkbewegung vom Fahrer erzeugte Lenkmoment zu ermitteln. Die Drehmomentsensoreinrichtung weist als Gebersystem einen Magneten auf, der auf einer Trägerhülse sitzt, welche auf einen Wellenabschnitt des Lenksystems, insbesondere einen Wellenabschnitt der Lenkwelle aufgeschoben ist. Des Weiteren umfasst die Drehmomentsensoreinrichtung ein Empfängersystem, das ein Sensorelement umfasst, vorzugsweise zum Messen einer Induktivität, und auf einem weiteren Wellenabschnitt mit Abstand zur Trägerhülse mit dem Magneten aufsitzt. Bei einer Drehbewegung der Welle führen die beiden Wellenabschnitte und damit auch der Magnet gegenüber dem Sensorelement eine Relativdrehbewegung zueinander aus, was zu einer Magnetfeldänderung führt, welche im Sensorelement detektiert werden kann.The torque sensor device is used in steering systems to determine the steering torque generated by the driver during a steering movement. The torque sensor device has as a donor system to a magnet which sits on a support sleeve, which is pushed onto a shaft portion of the steering system, in particular a shaft portion of the steering shaft. Furthermore, the torque sensor device comprises a receiver system which comprises a sensor element, preferably for measuring an inductance, and is seated on a further shaft section at a distance from the carrier sleeve with the magnet. During a rotational movement of the shaft, the two shaft sections and thus also the magnet relative to the sensor element from a relative rotational movement of each other, resulting in a magnetic field change, which can be detected in the sensor element.
Bei der beanspruchten Drehmomentsensoreinrichtung ist der Magnet segmentförmig ausgebildet und erstreckt sich somit über einen definierten, begrenzten Winkelbereich; der segmentförmige Magnet ist im Unterschied zu Ausführungen aus dem Stand der Technik nicht ringförmig ausgebildet. Dies stellt eine signifikante Vereinfachung dar, es wird insbesondere im Vergleich zu einer ringförmigen Ausführung Magnetmaterial eingespart.In the claimed torque sensor device, the magnet is segment-shaped and thus extends over a defined, limited angular range; the segment-shaped magnet is not annular in contrast to prior art embodiments. This represents a significant simplification, it is saved in particular in comparison to an annular design magnetic material.
Des Weiteren ist der segmentförmige Magnet über ein Verbindungselement sicher mit der Trägerhülse verbunden. Das Verbindungselement ist einteilig mit der Trägerhülse ausgeführt.Furthermore, the segment-shaped magnet is securely connected to the carrier sleeve via a connecting element. The connecting element is designed in one piece with the carrier sleeve.
Das Verbindungselement — bzw. die Verbindungselemente, sofern mehr als ein Verbindungselement vorgesehen ist, ist hakenförmig ausgebildet. Dadurch ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem segmentförmigen Magneten und der Trägerhülse möglich.The connecting element - or the connecting elements, if more than one connecting element is provided, is hook-shaped. As a result, a positive connection between the segment-shaped magnet and the carrier sleeve is possible.
Der segmentförmige Magnet erstreckt sich beispielsweise über ein Winkelsegment, das maximal 90° beträgt, beispielsweise 75°. Es kann zweckmäßig sein, dass der Magnet in Umfangsrichtung mehr als zwei Pole aufweist, wobei der Messpol in der Mitte des Magneten zweckmäßigerweise zumindest eine Breite von 15° besitzt.The segment-shaped magnet extends for example over an angular segment, which is a maximum of 90 °, for example 75 °. It may be expedient that the magnet in the circumferential direction has more than two poles, wherein the measuring pole in the middle of the magnet expediently has at least a width of 15 °.
Vorteilhaft ist es auch, dass aufgrund der segmentförmigen Ausführung des Magneten sowie der Verbindung über das Verbindungselement zur Trägerhülse unterschiedlich hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten von Magnet und Trägerhülse keine negative Auswirkung haben. Aufgrund der segmentförmigen Ausführung kann die Wärme vom Magneten besser an die Umgebung abgegeben werden, so dass die Wärmeleitung zur Trägerhülse reduziert ist. Umgekehrt ist die Trägerhülse lediglich über das Verbindungselement mit dem Magneten verbunden, so dass auch von der Trägerhülse zum Magneten nur eine geringe Wärmeleitung stattfindet und stattdessen die Wärme von der Trägerhülse an die Umgebung abgegeben wird. Der verhältnismäßig geringe Wärmefluss zwischen dem segmentförmigen Magneten und der Trägerhülse ermöglicht es, den Magneten unmittelbar über das Verbindungselement mit der Trägerhülse ohne zwischenliegendes Kunststoffelement zu verbinden. Insgesamt wird dadurch die Konstruktion der Drehmomentsensoreinrichtung erheblich vereinfacht. It is also advantageous that, due to the segment-shaped design of the magnet and the connection via the connecting element to the carrier sleeve, different coefficients of thermal expansion of the magnet and carrier sleeve have no negative effect. Due to the segmented design, the heat from the magnet can be better released to the environment, so that the heat conduction is reduced to the carrier sleeve. Conversely, the carrier sleeve is only connected via the connecting element with the magnet, so that only a small heat conduction takes place from the carrier sleeve to the magnet, and instead the heat is released from the carrier sleeve to the environment. The relatively low heat flux between the segment-shaped magnet and the carrier sleeve makes it possible to connect the magnet directly via the connecting element with the carrier sleeve without intermediate plastic element. Overall, this considerably simplifies the design of the torque sensor device.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement am Außenumfang der Trägerhülse angeordnet ist und radial über den Außenumfang übersteht. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Stirnseiten der Trägerhülse nicht von dem segmentförmigen Magneten überdeckt werden, so dass über die Stirnseiten der Trägerhülse eine wirkungsvolle Wärmeabstrahlung an die Umgebung möglich ist. In gleicher Weise kann auch von dem segmentförmigen Magneten Wärme über die Stirnseiten an die Umgebung abgestrahlt werden.According to an expedient embodiment, it is provided that the connecting element is arranged on the outer circumference of the carrier sleeve and projects radially beyond the outer circumference. This has the advantage that the two end faces of the carrier sleeve are not covered by the segment-shaped magnet, so that over the end faces of the carrier sleeve effective heat radiation to the environment is possible. In the same way, heat can also be emitted by the segment-shaped magnet via the end faces to the surroundings.
Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei Verbindungselemente einteilig mit der Trägerhülse ausgeführt, wobei der segmentförmige Magnet auf beiden Verbindungselementen aufsitzt.Conveniently, at least two connecting elements are designed in one piece with the carrier sleeve, wherein the segment-shaped magnet is seated on both connecting elements.
Die Trägerhülse besteht beispielsweise aus einem Stahlblech wie zum Beispiel einem Edelstahlblech oder DC04.The carrier sleeve consists for example of a steel sheet such as a stainless steel sheet or DC04.
Der segmentförmige Magnet ist gegebenenfalls auf das Verbindungselement bzw. die Verbindungselemente an der Trägerhülse aufgespritzt. Dies ermöglicht es, den Magneten im Spritzgießprozess herzustellen und unmittelbar mit der Trägerhülse zu verbinden.The segment-shaped magnet is optionally sprayed onto the connecting element or the connecting elements on the carrier sleeve. This makes it possible to produce the magnet in the injection molding process and to connect directly to the carrier sleeve.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Die Trägerhülse
Der Magnet
In
Der segmentförmige Magnet
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lenksystemsteering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Lenkwellesteering shaft
- 44
- Lenkgetriebesteering gear
- 55
- Lenkgestängesteering linkage
- 66
- Vorderradfront
- 77
- Servoeinrichtungservo
- 88th
- Gebersystemencoder system
- 99
- Trägerhülsesupport sleeve
- 1010
- Kragencollar
- 1111
- Verbindungselementconnecting element
- 1212
- Magnetmagnet
- 1313
- DrehmomentsensoreinrichtungTorque sensor device
- 1414
- Empfängersystemreceiver system
- 1515
- Sensorelementsensor element
- 1616
- EingangswellenabschnittInput shaft section
- 1717
- Drehstabtorsion bar
- 1818
- AusgangswellenabschnittOutput shaft portion
- 1919
- Ritzelpinion
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011056899.9A DE102011056899B4 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Torque sensor device for a steering system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011056899.9A DE102011056899B4 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Torque sensor device for a steering system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011056899A1 DE102011056899A1 (en) | 2013-06-27 |
DE102011056899B4 true DE102011056899B4 (en) | 2015-07-16 |
Family
ID=48575174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011056899.9A Active DE102011056899B4 (en) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | Torque sensor device for a steering system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011056899B4 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014011217B4 (en) | 2014-07-29 | 2017-04-06 | Audi Ag | Measuring device for detecting the torque of a shaft |
DE102016120547A1 (en) * | 2016-10-27 | 2018-05-03 | Max Baermann Holding Ag | Sensor device in a steering system |
DE102020121895A1 (en) | 2020-08-20 | 2022-02-24 | Bourns, Inc. | Sensor for detecting a position |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19836451A1 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-24 | Baermann Max Gmbh | Highly filled plastic part |
EP1439395A1 (en) * | 2003-01-20 | 2004-07-21 | RFT S.p.A. | Pulse wheel control device |
DE102005038516A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Device for detecting revolutions of a steering shaft |
DE102007022282A1 (en) * | 2007-05-12 | 2008-11-13 | Volkswagen Ag | Steering shaft for motor vehicle, has annular gap between inner peripheral surface of collar and outer peripheral surface area of shaft section and accessible for radiation with UV-light, after suspension of transmitter unit |
DE102010064145A1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-02-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Torque sensor arrangement with index magnet |
-
2011
- 2011-12-22 DE DE102011056899.9A patent/DE102011056899B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19836451A1 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-24 | Baermann Max Gmbh | Highly filled plastic part |
EP1439395A1 (en) * | 2003-01-20 | 2004-07-21 | RFT S.p.A. | Pulse wheel control device |
DE102005038516A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Device for detecting revolutions of a steering shaft |
DE102007022282A1 (en) * | 2007-05-12 | 2008-11-13 | Volkswagen Ag | Steering shaft for motor vehicle, has annular gap between inner peripheral surface of collar and outer peripheral surface area of shaft section and accessible for radiation with UV-light, after suspension of transmitter unit |
DE102010064145A1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-02-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Torque sensor arrangement with index magnet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011056899A1 (en) | 2013-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1969380B1 (en) | Magnet module for fixing to a shaft | |
DE102008036730B4 (en) | Actuator unit for a motor vehicle steer-by-wire steering device | |
DE102011002563A1 (en) | sensor arrangement | |
EP2590840A1 (en) | Fixing arrangement for fixing motor vehicle components | |
DE112016005056T5 (en) | Power steering device and control device for a power steering device | |
EP2350594B1 (en) | Sensor for measuring torque in a steering system | |
DE102011056899B4 (en) | Torque sensor device for a steering system | |
DE102012223273A1 (en) | Magnetostrictive torque sensor and method of making the same | |
DE102016216448A1 (en) | Steering column for vehicles | |
DE102014106259A1 (en) | Steering shaft for a motor vehicle steering | |
DE102018112946A1 (en) | Sensor device for detecting the rotational position of a rotating shaft with a molded encoder magnet | |
DE102014202425B4 (en) | Planetary gear with an integrated sensor element for speed measurement | |
EP2707685B1 (en) | Sensor arrangement for a rotatable shaft | |
DE102006056906A1 (en) | Sensor arrangement for measurement of angle of rotation of electric motor i.e. servo motor, has encoder exhibiting borehole that receives shaft, so that magnetic field influenced by encoder changes rotation axis based on angle of rotation | |
EP3601948B1 (en) | Overload recognition system on a chassis part | |
DE102014208334A1 (en) | roll stabilizer | |
DE102008014985A1 (en) | Magnet assembly for torque or rotation angle sensor arrangement on shaft, has ring magnet with external gear geometry, where ring magnet receives positive connection with plastic casing | |
DE102007050257A1 (en) | 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 | |
DE102011111846A1 (en) | Device for determining rotational torque and steering angle of steering system in motor car during steering maneuvers, has sensors for detecting part of magnetic field and overlapping of two magnetic fields to determine torque and angle | |
WO2016050382A1 (en) | Combined sensor concept for steering systems of motor vehicles | |
EP2245436B1 (en) | Sensor arrangement for electric power steering systems | |
DE19941101B4 (en) | sensor arrangement | |
EP2934987B1 (en) | Sensor arrangement with a torque sensor device and a steering angle sensor device for a steering shaft which has an input shaft part on the steering-wheel side and an output shaft part, steering shaft arrangement for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing a steering shaft arrangement | |
DE102015115588B4 (en) | Rotor position detection device for an electrical machine | |
DE102007050209A1 (en) | Torque sensor holder for fixing torque or rotation angle sensor arrangement on e.g. steering shaft, of motor vehicle, has casings for attachment at shafts in form-fit and force-fit manner by heating and cooling of shafts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B62D0015020000 Ipc: B62D0006100000 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140729 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE Effective date: 20150123 Owner name: ZF LENKSYSTEME GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE Effective date: 20150123 Owner name: MAX BAERMANN GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE Effective date: 20150123 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: MAX BAERMANN GMBH, 51429 BERGISCH GLADBACH, DE; ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE Effective date: 20150423 Owner name: MAX BAERMANN GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: MAX BAERMANN GMBH, 51429 BERGISCH GLADBACH, DE; ZF LENKSYSTEME GMBH, 73527 SCHWAEBISCH GMUEND, DE Effective date: 20150423 Owner name: MAX BAERMANN GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MAX BAERMANN GMBH, ZF LENKSYSTEME GMBH, , DE Effective date: 20150423 Owner name: ROBERT BOSCH AUTOMOTIVE STEERING GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MAX BAERMANN GMBH, ZF LENKSYSTEME GMBH, , DE Effective date: 20150423 |
|
R020 | Patent grant now final |