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Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehwinkel- und Torsionswinkelsensor.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Lenkung von Kraftfahrzeugen, bei der nicht nur der Drehwinkel einer Lenkwelle gemessen werden soll, sondern auch die auf die Lenkwelle ausgeübten Kräfte, die sich als Drehmoment auswirken. Dieses Drehmoment kann als Torsionswinkel eines zwischen zwei Wellenabschnitten der Lenkwelle angeordneten Torsionsstabes gemessen werden. Die sonstigen Parameter des Torsionsstabes sind dabei bekannt.
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Die
DE 3802684 A1 zeigt einen Drehmomentsensor für elektrische Lenkungen mit einem Torsionsstab, dessen beide Enden mit zylindrischen Hülsen verbunden sind, die jeweils etwa zur Hälfte den Torsionsstab umgeben. Beide Hülsen tragen an ihren aufeinander zuweisenden Enden je einen Ringbund, der über flexible Stege mit einem hohlzylindrischen Ring verbunden ist. Bei relativer Verdrehung der beiden Enden des Torsionsstabes wird der letztgenannte Ring in Axialrichtung verschoben, was durch dem hohlzylindrischen Ring zugeordnete Sensorspulen erfasst wird.
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Allgemeiner gesprochen wird dort eine relative Verdrehung von zwei Wellenabschnitten durch eine mechanische Kopplung in eine axiale Linearbewegung umgesetzt.
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Dieses allgemeine Prinzip ist auch aus folgenden Druckschriften bekannt:
EP 2108932 A2 (
US 8,109,156 B2 ), bei der eine Kulissenführung verwendet wird,
US 5,115,685 A , die ein federelastisches Element mit verformbaren Stegen zeigt,
US 2,260,036 mit einer Kulissenführung und Kopplung eines Sensorelementes über Spiralfedern,
US 5,165,288 , wo ein Hebelgestänge einen Transmitterring verschiebt,
US 4,907,461 , bei der zwei Ringscheiben durch Federn miteinander gekoppelt sind,
US 4,809,557 und
US 6,370,968 , wo wiederum Kulissenführungen eingesetzt werden und schließlich
US 6,854,322 und
US 5,353,684 .
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Zur gleichzeitigen Messung von Torsions- und Drehwinkel ist es aus der
EP 1426750 A1 und
US 7,258,027 B2 bekannt, Zahnräder, Magnete und Magnetsensoren einzusetzen.
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Die vorbeschriebenen Sensoren für die gleichzeitige Messung von Torsions- und Drehwinkel sind mechanisch sehr aufwändig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, den eingangs genannten Torsions- und Drehwinkelsensor zu vereinfachen und trotzdem genaue Messergebnisse zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Drehwinkel- und Torsionswinkelsensor mit zwei Wellenteilen vor, die über einen Torsionsstab miteinander verbunden sind. Ein fest mit einem Wellenteil verbundenes Antriebsrad steht mit zwei Sensorrädern in Dreheingriff, wobei den Sensorrädern je ein Sensor zum Erfassen deren Drehstellung zugeordnet ist. Eine im Umfangsrichtung starre und in Axialrichtung flexible Membran weist zwei Anschlüsse auf, von denen ein Anschluss direkt oder indirekt mit einem Wellenteil gekoppelt ist und der andere Anschluss über eine Verbindungseinrichtung mit einer Sensorscheibe verbunden ist. Die Sensorscheibe ist über Kopplungselemente mit dem Antriebsrad so gekoppelt, dass eine relative Verdrehung der beiden Wellenteile gegeneinander eine axiale Verschiebung der Sensorscheibe bewirkt. Ein weiterer Sensor erfasst die axiale Position der Sensorscheibe.
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Grundidee der Erfindung ist die Verwendung einer ringförmigen Membran, die in Umfangsrichtung weitestgehend starr und in Axialrichtung flexibel ist. Diese Membran ist direkt oder indirekt mit einem ersten Wellenteil gekoppelt sowie mit einer Sensorscheibe, die ihrerseits mit einer weiteren Ringscheibe gekoppelt ist. Die letztgenannte Ringscheibe ist mit einem zweiten Wellenteil gekoppelt. Durch diese Kopplung ist die Sensorscheibe axial verschiebbar. Die axiale Position der Sensorscheibe wird durch einen Sensor erfasst. Zusätzlich wird an der mit dem zweiten Wellenteil verbundenen Ringscheibe die Drehstellung des entsprechenden Wellenteiles durch Sensorräder abgetastet, deren Drehstellung durch Sensoren erfasst wird. Die Ringscheibe und die Sensorräder sind dabei in Eingriff miteinander stehende Zahnräder.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kopplungselemente stangenartige Elemente, die gelenkig zwischen der Sensorscheibe und dem Antriebsrad angeordnet sind und die in ihrer Längsrichtung undehnbar sind.
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Die Kopplungselemente können auch flexibel biegbare, aber undehnbare Materialstreifen sein, die zwischen der Sensorscheibe und dem Antriebsrad angeordnet sind.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Kopplungselemente durch eine mechanische Zwangsführung in Form eines Gewindes oder einer Kulissenführung gebildet.
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Nach einer weiteren Variante werden die Kopplungselemente durch Hebel gebildet, die an dem Antriebsrad über ein Schwenkgelenk gelagert sind, wobei ein Ende der Hebel über ein Gelenk mit einem Anschluss der Membran und ein anderes Ende der Hebel über ein weiteres Gelenk direkt oder indirekt mit der Sensorscheibe verbunden ist.
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Vorzugsweise haben diese Hebel zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Schenkel, die starr miteinander verbunden sind.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Anschluss der Membran über ein trichterartiges Element mit der Sensorscheibe verbunden. Die Sensorscheibe kann dabei über einen Führungsring mit dem trichterartigen Element verbunden sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran mit einem Abtriebsrad verbunden, das in Dreheingriff mit einem Antriebsrad steht, das mit dem ersten Wellenteil verbunden ist.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Anschluss der Membran mit einer axial verschiebbaren Hülse verbunden, die mit der Sensorscheibe und einem Magnetstift verbunden ist. Dem Magnetstift ist dann ein weiterer Sensor zugeordnet.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Anschluss der Membran mit einer Gewindehülse und einem Magnetstift verbunden, wobei die Gewindehülse mit einem Gewindestift verbunden ist, der fest mit dem Sensorrad verbunden ist.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist die Membran in Umfangsrichtung und in Axialrichtung starr und indirekt über ein Abtriebsrad und ein mit dem ersten Wellenteil verbundenes Antriebsrad mit dem ersten Wellenteil gekoppelt. Das Abtriebsrad ist dabei in Axialrichtung verschiebbar und so mit dem ersten Sensorrad gekoppelt, dass es bei relativer Verdrehung zwischen den beiden Wellenteilen verschiebbar ist. Der Magnetstift ist dabei fest mit dem Abtriebsrad verbunden und wird mit diesem verschoben. Dem Magnetstift ist wiederum der ortsfeste weitere Sensor zugeordnet, der die axiale Stellung des Magnetstiftes erfasst.
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Für die Kopplung zwischen dem Abtriebsrad und dem Sensorrad können die oben beschriebenen Varianten verwendet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
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1 Eine schematische, teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines Drehwinkel- und Torsionswinkelsensors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 Einen Sensor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 Einen Sensor nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 Einen Sensor nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 Einen Sensor nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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6 Einen Sensor nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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7 Einen Sensor nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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8 Eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer bei der Erfindung verwendeten Membran.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehwinkel- und Torsionswinkelsensors nach der Erfindung. Ein erstes Wellenteil 1 und ein zweites dazu koaxiales Wellenteil 2 sind über einen Torsionsstab 3 miteinander verbunden. Werden die Wellenteile 1 und 2 relativ zueinander verdreht, so tordiert der Torsionsstab 3 entsprechend der zwischen den beiden Wellenteilen 1 und 2 wirkenden Torsionskraft, d. h. dem auf die beiden Wellenteile 1 und 2 wirkenden Drehmoment.
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Am ersten Wellenteil 1 ist ein erster Membranring 4 befestigt. Ein dazu konzentrischer zweiter Membranring 5 mit größerem Durchmesser als der erste Membranring 4 ist über eine Membran 6 mit dem ersten Membranring 4 verbunden. Die beiden Membranringe bilden somit einen ersten und einen zweiten Anschluss der Membran 6. Die Membran 6 ist in Axialrichtung flexibel und in Umfangsrichtung starr, so dass eine Drehung des ersten Wellenteiles 1 über den ersten Membranring 4 und die Membran 6 auf den zweiten Membranring 5 übertragen wird. Der zweite Membranring 5 folgt also bei Drehung des ersten Wellenteiles 1 unmittelbar dessen Drehung.
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Der zweite Membranring 5 ist über ein Trichterelement 7 und einen konzentrisch zum zweiten Wellenteil 2 angeordneten Führungsring 8 mit einer ersten Sensorscheibe 9 verbunden, die axial verschiebbar an dem zweiten Wellenteil 2 geführt ist. Die erste Sensorscheibe 9 dreht sich somit gleichförmig mit dem ersten Wellenteil 1. Das Trichterelement 7 überbrückt dabei in Axialrichtung den Torsionsstab 3.
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Der ersten Sensorscheibe 9 ist ein erster Sensor 10 zugeordnet, der an einer ortsfesten Halterung 11 befestigt ist. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist die erste Sensorscheibe 9 eine Magnetscheibe mit einer Magnetisierung und der erste Sensor 10 ein Magnetsensor, der ein elektrisches Signal erzeugt, das der axialen Position der ersten Sensorscheibe 9 entspricht.
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Die erste Sensorscheibe 9 ist, wie erwähnt, in Axialrichtung verschiebbar aufgrund der axialen Flexibilität der Membran 6. Um eine axiale Verschiebung bei Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Wellenteil 1 und 2 zu erreichen, sind mehrere Kopplungselemente 12 vorgesehen, die die erste Sensorscheibe 9 mit einer Ringscheibe 13 koppeln. Die Ringscheibe 13 ist fest mit dem zweiten Wellenteil 2 verbunden, verdreht sich also mit diesem und ist auch in Axialrichtung unverschiebbar. Die Kopplungselemente 12 sind hier Stangen, die an ihren beiden Enden Gelenke 14 und 15 haben, mit denen die Kopplungselemente 12 an der ersten Sensorscheibe 9 und der Ringscheibe 13 angeschlossen sind. Selbstverständlich können statt der Stangen und der Gelenke 14 und 15 auch verbiegbare, in ihrer Längsrichtung jedoch nicht dehnbare Kopplungselemente verwendet werden.
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Werden die beiden Wellenteile 1 und 2 synchron gedreht, also ohne Torsion des Torsionsstabes 3, so drehen sich auch die erste Sensorscheibe 9 und die Ringscheibe 13 synchron und die Sensorscheibe 9 ist in einer neutralen axialen Ruhelage.
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Sind dagegen die beiden Wellenteile 1 und 2 relativ zueinander verdreht, so sind auch die erste Sensorscheibe 9 und die Ringscheibe 13 relativ zueinander verdreht und über die Kopplungselemente 12 wird aufgrund der flexiblen Membran 6 die erste Sensorscheibe 9 axial verschoben entsprechend einer Funktion des Torsionswinkels zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenteil 1 und 2. Damit verschiebt sich die erste Sensorscheibe 9 in Axialrichtung aus einer neutralen Ruhelage um eine Strecke, die eine Funktion des Torsionswinkels ist. Diese Verschiebung wird von dem ersten Sensor 10 erfasst und als elektrisches Signal ausgegeben. Die genannte Funktion axiale Verschiebung versus Torsionswinkel ist hier eine Cosinusfunktion. Es ist daher zweckmäßig – wie in 1 dargestellt – die Kopplungselemente 12 in der neutralen Stellung gegenüber der Drehachse 21 unter einem Neigungswinkel anzuordnen, damit auch bei kleinen Torsionswinkeln eine ausreichend große axiale Verschiebung auftritt.
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Die absolute Drehstellung des zweiten Wellenteiles 2 wird über zwei Sensorräder 16 und 18 erfasst, die mit der Ringscheibe 13 in Dreheingriff stehen. Die Ringscheibe 13 ist dabei ein Antriebsrad und wird in der Praxis als Zahnrad ausgeführt. Die beiden Sensorräder 16 und 18 sind dann ebenfalls Zahnräder, die mit dem von der Ringscheibe 13 gebildeten Zahnrad in Eingriff stehen. Beiden Sensorrädern 16 und 18 ist jeweils ein Sensor 17 bzw. 19 zugeordnet, der die Drehstellung des zugeordneten Sensorrades 16 bzw. 18 erfasst. Beispielsweise sind die beiden Sensorräder 16 und 18 ebenfalls magnetisiert und die Sensoren 17 und 19 sind Magnetsensoren, die jeweils ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen, das der Drehstellung des zugeordneten Sensorrades 16 bzw. 18 entspricht. Die beiden Sensorräder 16 und 18 haben unterschiedlichen Durchmesser und im Falle von Zahnrädern unterschiedliche Zähnezahl, um in an sich bekannter Weise auch Drehwinkelbereiche von mehr als 360° messen zu können. Das kleinere Sensorrad erfasst dabei beispielweise einen Drehwinkelbereich von 360°, während das größere Sensorrad so ausgelegt ist, dass es im vorgegebenen Messbereich von beispielsweise drei vollen Umdrehungen des zweiten Wellenteiles 2, also 3 mal 360°, eine volle Umdrehung macht, wodurch ermittelbar ist, innerhalb welcher vollen Umdrehung (Periode) sich das zweite Wellenteil 2 befindet.
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Die beiden Sensoren 17 und 19 können auf einen gemeinsamen ortsfesten Sensorträger 20 angebracht sein, an dem auch Drehachsen 22 und 23 der Sensorräder 16 und 18 gelagert sind.
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Die beiden Sensorräder 16 und 18 können auch in an sich bekannter Weise anders ausgelegt sein, beispielsweise so, dass das eine Sensorrad bei Durchlaufen des vollen Messbereiches von n·360° eine Anzahl von m Umdrehungen durchführt und das andere eine Anzahl von m + 1 Umdrehungen.
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In der Praxis werden heute meistens magnetische Sensoren eingesetzt. Es ist aber auch möglich, optische Sensoren zu verwenden, wobei die Sensorscheibe 9 und die Sensorräder 16 und 18 dann entsprechende optisch abtastbare Markierungen haben.
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Wenn oben von axial, koaxial, etc. gesprochen wird, so bezieht sich dies stets auf die Mittelachse 21, die auch die Drehachse für die beiden Wellenteile 1 und 2, den Torsionsstab 3, den ersten Membranring 4, den zweiten Membranring 5, die Membran 6, die Sensorscheibe 9 und die Ringscheibe 13 ist.
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Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich von dem der 1 im wesentlichen dadurch, dass die Axialverschiebung der ersten Sensorscheibe 9 durch ein Schraubgewinde 25 erfolgt, das zwischen dem Führungsring 8 und einer Gewindehülse 26 vorgesehen ist, die fest mit dem zweiten Wellenteil 2 verbunden ist. Die Gewindehülse 26 hat dabei ein Außengewinde und der Führungsring 8 ein dazu passendes Innengewinde. Bei Relativverdrehung zwischen den beiden Wellenteilen 1 und 2 wird somit der Führungsring 8 und damit die erste Sensorscheibe 9 aufgrund des Schraubgewindes 25 axial verschoben, was wiederum vom Sensor 10 erfasst wird. Auch hier ist diese Axialbewegung durch die Membran 6 ermöglicht.
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Anstelle eines Gewindes kann auch eine Kulissenführung verwendet werden. Beispielsweise können an dem Führungsring 8 ein oder mehrere Führungsstifte angebracht sein, der/die in einer oder mehreren Nuten des Gewindes 26 geführt ist/sind.
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Beim Ausführungsbeispiel der 3 erfolgt die Kopplung zwischen dem Membranring 5 und der Sensorscheibe 9 durch abgewinkelte Schenkhebel 27, die über Gelenke 28 und 29 an dem Membranring 5 und einer axialverschiebbaren Ringscheibe 8a angeschlossen sind. Die Hebel 27 haben einen in der Neutralstellung parallel zur Mittelachse 21 verlaufenden Schenkel 31, dessen freies Ende über das Gelenk 28 mit der Ringscheibe 13 verbunden ist und einen fest mit dem Schenkel 31 verbundenen zweiten Schenkel 32, der im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Schenkel 31 verläuft und dessen freies Ende über das Gelenk 29 mit der Ringscheibe 8a verbunden ist. Der Schenkel 31 ist über einen Schwenkstift 30 schwenkbar an der Ringscheibe 13 gelagert, die unverschiebbar am Wellenteil 2 befestigt ist.
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Hierdurch wird im Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel der 1 bei Torsion zwischen den beiden Wellenteilen 1 und 2 eine größere axiale Verschiebung der Ringscheibe 8a, des mit ihr verbundenen Führungsringes 8 und der Sensorscheibe 9 erreicht, da die Hebel 27 eine ”Übersetzung” bilden, d. h. beim Schwenken des Gelenks 28 vollzieht das Gelenk 29 und damit der Endpunkt des zweiten Schenkels 32 eine größere axiale Bewegung als der gemeinsame Verbindungspunkt 33 der beiden Schenkel 31 und 32.
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Im konkret dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Ringscheibe 13 Schlitze 34, durch die die Schenkel 31 und die Schwenkstifte 30 hindurchgreifen. Die Länge der Schlitze 34 in Umfangsrichtung ist so dimensioniert, dass die Schenkel 31 im vollen Torsionsbereich ungehindert verschenken können.
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Die Ringscheibe 13 ist auch hier drehfest mit dem zweiten Wellenteil 2 verbunden und ist in Axialrichtung gesehen zwischen dem zweiten Membranring 5 und der Ringscheibe 8a angeordnet. Die Ringscheibe 8a, der Führungsring 8 und die Sensorscheibe 9 sind relativ zum zweiten Wellenteil 2 axial verschiebbar und fest miteinander verbunden. Die beiden Sensorräder 16 und 18 werden in gleicher Weise wie bei 1 von der Ringscheibe 13 angetrieben, die fest mit dem zweiten Wellenteil 2 verbunden ist.
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Beim Ausführungsbeispiel der 4 sind an beiden Wellenteilen 1 und 2 jeweils ein Antriebsrad 40 und die Ringscheibe 13 fest angebracht, zwischen denen der Torsionsstab 3 liegt. Die Ringscheibe 13 treibt die beiden Sensorräder 16 und 18 an, die in gleicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen zur Ermittlung des Drehwinkels des zweiten Wellenteils 2 eingesetzt werden. Das mit dem ersten Wellenteil 1 verbundene Antriebsrad 40 treibt ein Abtriebsrad 42 an, das koaxial zu dem Sensorrad 18 angeordnet und um die Drehachse 22 drehbar ist. Das Abtriebsrad 42 ist über die Membran 6 mit einem Lagerring 44 verbunden, der relativ zur Drehachse 22 des Abtriebsrades 42 axial verschiebbar ist. Der Lagerring 44 ist mit einem Magnetstift 45 verbunden, der somit ebenfalls relativ zur Drehachse 22 axial verschiebbar ist. Ihm liegt der Magnetsensor 10 gegenüber, der an der ortsfesten Halterung 11 befestigt ist. Das Abtriebsrad 42 ist durch ein Außenlager 46 axial relativ zur Drehachse 22 unverschiebbar gehalten. Der mit der Membran gekoppelte Lagerring 44 ist mit einer Ringscheibe 47 verbunden, die analog dem Ausführungsbeispiel der 1 über Kopplungselemente 12 mit dem Sensorrad 18 verbunden ist. Die Ringscheibe 47 folgt in Drehrichtung aufgrund der Membran 6 unmittelbar der Drehstellung des Abtriebsrades 42. Sie kann sich jedoch aufgrund der Kopplung mit dem axial unverschiebbaren Sensorrad 12, das ebenfalls in einem Außenlager 48 unverschiebbar gehalten ist, in Axialrichtung verschieben und verschiebt damit den Magnetstift 45 in Axialrichtung. Bei relativer Torsion der beiden Wellenteile 1 und 2 wird somit der Magnetstift 45 verschoben und der Magnetsensor 10 erfasst diese Verschiebung und gibt ein der Torsion entsprechendes Ausgangssignal ab. Analog dem Ausführungsbeispiel der 1 kann die Ringscheibe 47 auch als Sensorscheibe ausgebildet sein, entsprechend der Sensorscheibe 9 in 1, wobei dann der Sensor 10 die axiale Position der Ringscheibe 47 abtastet und ihr gegenüberliegend angeordnet ist.
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Die Durchmesser des Antriebsrades 40 und der Ringscheibe 13, oder im Falle von Zahnrädern deren Zähnezahlen, sind gleich. Ebenso sind Durchmesser bzw. Zähnezahlen von Sensorrad 18 und Abtriebsrad 42 gleich.
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Kurz zusammengefasst ist das Kopplungsprinzip mit der Membran 6 der 1 und den Kopplungselementen 12 hier auf das Sensorrad 18 und das Abtriebsrad 42 angewandt, deren gemeinsame Drehachse 22 parallel zur Mittelachse 21 der beiden Wellenteile 1 und 2 liegt.
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Das Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem der 4 im wesentlichen dadurch, dass das Abtriebsrad 42 über eine starre Membran 6' und die Kopplungselemente 12 mit dem axial nicht verschiebbaren Sensorrad 18 gekoppelt ist. Das Abtriebsrad 42 ist damit axial bezogen auf die gemeinsame Drehachse 22 verschiebbar. Der Magnetstift 45 ist dabei fest mit dem Abtriebsrad 42 verbunden. Das Abtriebsrad 42 ist in seiner axialen Höhe so groß, dass es auch bei axialer Verschiebung stets in Eingriff mit dem Antriebsrad 40 steht.
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Das Ausführungsbeispiel der 6 ist ähnlich dem der 4, wobei das Kopplungsprinzip mit Gewinde ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 2 angewandt wird. Das Abtriebsrad 42 und das Sensorrad 18 sind wiederum durch Außenlager 46 und 48 axial unverschiebbar an der gemeinsamen Drehachse 22 gehalten.
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Das Abtriebsrad 42 ist über die Membran 6 mit dem axial verschiebbaren Lagerring 44 verbunden, der hier als Gewindehülse mit einem Innengewinde ausgebildet ist.
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Der Lagerring 44 ist mit dem Magnetstift 45 verbunden. Der Lagerring 44 und der Magnetstift 45 sind somit axial relativ zur Drehachse 22 verschiebbar. Das Sensorrad 18 ist mit einem Gewindestift 49 verbunden, der hier ein Außengewinde hat, das in das Innengewinde des Lagerringes 44 eingreift. Das Sensorrad 18 und der Gewindestift 49 sind in Axialrichtung unverschiebbar durch das Außenlager 46 gehalten. Bei relativer Verdrehung zwischen dem Abtriebsrad 42 und dem Sensorrad 18 verschiebt sich der Lagerring 44 aufgrund der Gewindeverbindung mit dem Gewindestift 49 in Axialrichtung und damit auch der Magnetstift 45, dessen axiale Stellung von dem Sensor 10 erfasst wird.
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Beim Ausführungsbeispiel der 7 ist analog dem Ausführungsbeispiel der 5 das Abtriebsrad 42 über eine starre Membran 6' zusammen mit dem Magnetstift 45 axial verschiebbar. Das Sensorrad 18 ist axial unverschiebbar und hat wiederum den Gewindestift 49, der in den Lagerring 44 des Abtriebsrades 42 eingreift. Der Lagerring 44 hat ein entsprechendes Innengewinde und ist starr mit dem Abtriebsrad 42 verbunden. Der Magnetstift 45 ist ebenfalls starr mit dem Lagerring 44 verbunden. Bei relativer Verdrehung zwischen dem Sensorrad 18 und dem Abtriebsrad 42 verschiebt sich somit das Abtriebsrad 42 zusammen mit dem Lagerring 44 und dem Magnetstift 45 in Axialrichtung, was von dem Sensor 10 erfasst wird.
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8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Membran 6, die einen kreisförmigen Innenring 50, einen dazu konzentrischen kreisförmigen Außenring 51 und eine Vielzahl von diese beiden Ringen 50 und 51 verbindende radiale Stege 52 aufweist. Die beiden Ringe 50 und 51 bilden dabei Anschlüsse 53 und 54 der Membran 6. Die Membran 6 kann aus einer ebenen Platte aus federndem Material ausgestanzt sein, beispielsweise aus Federstahl. Aufgrund der dargestellten Form sind der Innenring 50 und der Außenring 51 in Umfangsrichtung weitestgehend starr miteinander verbunden, während der Innenring 50 und der Außenring 51 in Axialrichtung durch Verbiegung der Stege 52 relativ zueinander bewegbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3802684 A1 [0003]
- EP 2108932 A2 [0005]
- US 8109156 B2 [0005]
- US 5115685 A [0005]
- US 2260036 [0005]
- US 5165288 [0005]
- US 4907461 [0005]
- US 4809557 [0005]
- US 6370968 [0005]
- US 6854322 [0005]
- US 5353684 [0005]
- EP 1426750 A1 [0006]
- US 7258027 B2 [0006]
