DE102014213841A1

DE102014213841A1 - Magnetostrictive torque sensor arrangement with magnetic field shielding

Info

Publication number: DE102014213841A1
Application number: DE102014213841.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Schmitt; Jan Matysik; Ralf Wagner; Jens Heim
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-01-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentsensoranordnung (01) zur Ermittlung eines in den beiden Stabilisatorteilen eines Wankstabilisators wirkenden Drehmoments. Die erfindungsgemäße Drehmomentsensoranordnung (01) umfasst einen Primärsensor (02), welcher als magnetisch kodierter Abschnitt eines zum Verbinden eines der Stabilisatorteile mit einem Aktuator dienenden Flansches (03) ausgebildet ist, mindestens einen Sekundärsensor (05) zum Umwandeln der Änderungen des magnetischen Feldes des Primärsensors (02) in ein elektrisches Signal, wobei der Sekundärsensor (05) innerhalb des Flansches (03) im Bereich des magnetisch kodierten Abschnitts angeordnet ist, sowie eine Abschirmung (10, 14) zum Abschirmen der Sensoren (02, 05) gegen externe Magnetfelder und EMV-Störfelder.The present invention relates to a torque sensor arrangement (01) for determining a torque acting in the two stabilizer parts of a roll stabilizer. The torque sensor arrangement (01) according to the invention comprises a primary sensor (02) which is designed as a magnetically coded section of a flange (03) serving to connect one of the stabilizer parts to an actuator, at least one secondary sensor (05) for converting the changes in the magnetic field of the primary sensor (02) in an electrical signal, wherein the secondary sensor (05) within the flange (03) is arranged in the region of the magnetically coded portion, and a shield (10, 14) for shielding the sensors (02, 05) against external magnetic fields and EMC interference.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentsensoranordnung zur Ermittlung eines in den beiden Stabilisatorteilen eines Wankstabilisators wirkenden Drehmoments. The present invention relates to a torque sensor arrangement for determining a torque acting in the two stabilizer parts of a roll stabilizer.

Elektromechanische Wankstabilisatoren reduzieren die Wankbewegung eines Fahrzeugs, indem zwei Stabilisatorhälften mittels Aktuator aktiv zueinander verdreht werden und damit Kräfte bzw. Momente auf die gegenüberliegenden Radaufhängungen einer Fahrzeugachse aufbringen. Auf diese Weise kann das Wanken des Fahrzeugs bei unterschiedlichen Fahrbahnunebenheiten und in Kurvenfahrten verringert werden. In Folge dessen erhöht sich der Fahrkomfort und das Fahrverhalten wird insgesamt sicherer und agiler. Damit der Aktuator gezielt betätigt werden kann, ist es bekannt das im Wankstabilisator wirkende Drehmoment mittels Drehmomentsensor zu erfassen und als Messgröße einer Regeleinrichtung zur Verfügung zu stellen.Electromechanical roll stabilizers reduce the rolling motion of a vehicle by two stabilizer halves are actively rotated by means of an actuator to each other and thus apply forces or moments on the opposite wheel suspension of a vehicle axle. In this way, the roll of the vehicle at different road bumps and cornering can be reduced. As a result, the ride comfort and the driving behavior is safer and more agile overall. So that the actuator can be selectively actuated, it is known to detect the torque acting in the roll stabilizer by means of the torque sensor and to provide it as a measured variable of a control device.

Die DE 10 2011 078 821 A1 zeigt einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs mit einem zwischen zwei Stabilisatorteilen angeordneten Aktuator für eine Torsion der Stabilisatorteile. Wenigstens eines der Stabilisatorteile ist mit einem die Torsion übertragenden Anschlussteil zum Anschließen des Aktuators versehen. Das Anschlussteil ist magnetisch kodiert und kann als Flansch ausgebildet sein, welcher an den Aktuator angeflanscht werden kann. Der Wankstabilisator umfasst weiterhin einen Sensor zur berührungslosen Messung eines in dem Stabilisatorteil wirkenden Torsionsmomentes. Der Sensor beinhaltet nach einer bevorzugten Ausführung das als Flansch ausgebildete Anschlussteil, welches aus magnetostriktivem Material besteht, magnetisch kodiert ist und als Primärsensor ausgebildet ist. Der Primärsensor überträgt das Torsionsmoment des Wankstabilisators. Der Sensor umfasst des Weiteren einen Magnetfeldsensor als Sekundärsensor, welcher die Änderungen des magnetischen Feldes des Primärsensors in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Sekundärsensor kann innerhalb des Flansches angeordnet sein. Auf diese Weise ist der Sekundärsensor geschützt gegenüber Umwelteinflüssen. Nach wie vor besteht jedoch eine Empfindlichkeit gegenüber externen Magnetfelder bzw. EMV-Störfeldern. Externe Magnetfeldern bzw. EMV-Störfelder sind Magnetfelder, die in den Sensorflansch eingestreut werden können. Im Aktuator generierte und dann in den Sensorflansch einstreuende Magnetfelder werden ebenfalls als externe Magnetfelder bezeichnet. Ein externes Magnetfeld kann somit aus allen Richtungen in den Sensorflansch einstreuen.The DE 10 2011 078 821 A1 shows a roll stabilizer of a motor vehicle with an arranged between two stabilizer parts actuator for a torsion of the stabilizer parts. At least one of the stabilizer parts is provided with a torsion transmitting connector for connecting the actuator. The connector is magnetically coded and may be formed as a flange which can be flanged to the actuator. The roll stabilizer further comprises a sensor for non-contact measurement of a torsional moment acting in the stabilizer part. The sensor includes, according to a preferred embodiment, the connecting part formed as a flange, which consists of magnetostrictive material, is magnetically coded and is designed as a primary sensor. The primary sensor transmits the torsional moment of the roll stabilizer. The sensor further comprises a magnetic field sensor as a secondary sensor, which converts the changes of the magnetic field of the primary sensor into an electrical signal. The secondary sensor can be arranged inside the flange. In this way, the secondary sensor is protected against environmental influences. However, there is still a sensitivity to external magnetic fields or EMC interference fields. External magnetic fields or EMC interference fields are magnetic fields that can be scattered into the sensor flange. Magnetic fields generated in the actuator and then scattered into the sensor flange are also referred to as external magnetic fields. An external magnetic field can thus sprinkle from all directions into the sensor flange.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine in einen Wankstabilisator integrierte Drehmomentsensoranordnung unempfindlicher gegenüber externen Magnetfeldern bzw. EMV-Störfeldern zu machen. Hierzu sollen keine bzw. nur geringfügige bauliche Änderungen an bislang gebräuchlichen Wankstabilisatoren erforderlich sein.The object of the present invention is therefore to make an integrated into a roll stabilizer torque sensor assembly less sensitive to external magnetic fields or EMC interference fields. For this purpose, no or only minor structural changes to previously used roll stabilizers are required.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient eine Drehmomentsensoranordnung gemäß Anspruch 1.To achieve the object according to the invention, a torque sensor arrangement according to claim 1 is used.

Die erfindungsgemäße Drehmomentsensoranordnung zur Ermittlung eines in den beiden Stabilisatorteilen eines Wankstabilisators wirkenden Drehmoments umfasst einen Primärsensor, welcher als magnetisch kodierter Abschnitt eines zum Verbinden eines der Stabilisatorteile mit einem Aktuator dienenden Flansches ausgebildet ist. Die Drehmomentsensoranordnung beinhaltet weiterhin mindestens einen Sekundärsensor zum Umwandeln der Änderungen des magnetischen Feldes des Primärsensors in ein elektrisches Signal. Der Sekundärsensor ist innerhalb des Flansches im Bereich des magnetisch kodierten Abschnitts angeordnet. Zum Abschirmen der Drehmomentsensoranordnung gegen externe Magnetfelder und EMV-Störfelder dient eine Abschirmung.The torque sensor arrangement according to the invention for determining a torque acting in the two stabilizer parts of a roll stabilizer comprises a primary sensor, which is designed as a magnetically coded section of a flange serving for connecting one of the stabilizer parts with an actuator. The torque sensor assembly further includes at least one secondary sensor for converting the changes in the magnetic field of the primary sensor into an electrical signal. The secondary sensor is arranged within the flange in the region of the magnetically coded section. For shielding the torque sensor assembly against external magnetic fields and EMC interference fields is a shield.

Ein wesentlicher Vorteil der Drehmomentsensoranordnung besteht darin, dass durch Verwendung einer zusätzlichen Abschirmung der Drehmomentsensor unempfindlicher gegenüber externen Magnetfeldern und EMV-Störfeldern wird. Der erzielte Abschirmeffekt kann verwirklicht werden, indem im Sensorbereich zum einen eine homogene Magnetfeldverteilung gewährleistet und zum anderen eine Begrenzung des Magnetfeldes in axialer Richtung erreicht wird. Hierzu wird das Magnetfeld durch konstruktive Maßnahmen um die Drehmomentsensoranordnung herum gelenkt, ohne hierbei das Magnetfeld des Primärsensors zu beeinflussen. Dies kann beispielsweise durch Einbringen von Körpern aus magnetischem Material, vorzugsweise aus ferromagnetischem Material, mit entsprechenden Formen erreicht werden.A significant advantage of the torque sensor arrangement is that by using an additional shield, the torque sensor becomes less sensitive to external magnetic fields and EMC interference fields. The shielding effect achieved can be realized by ensuring a homogeneous magnetic field distribution in the sensor area and also by limiting the magnetic field in the axial direction. For this purpose, the magnetic field is directed around the torque sensor arrangement by design measures, without influencing the magnetic field of the primary sensor. This can be achieved, for example, by introducing bodies of magnetic material, preferably of ferromagnetic material, with appropriate shapes.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Sekundärsensor auf einem Träger montiert. Der Träger ist in eine Hohlzylinderaussparung des Flansches eingeschoben und mit der in Richtung Aktuator gewandten Stirnseite des Flansches mechanisch direkt verbunden. According to an advantageous embodiment, the secondary sensor is mounted on a support. The carrier is inserted into a hollow cylindrical recess of the flange and mechanically directly connected to the facing in the direction of the actuator end face of the flange.

Der Sekundärsensor kann vorzugsweise paarweise angeordnete Spulen umfassen, um eine Gleichtaktunterdrückung durch Differentialmessungen zu ermöglichen. Hierdurch kann der Einfluss externer Magnetfelder reduziert werden.The secondary sensor may preferably include paired coils to enable common mode rejection by differential measurements. This can reduce the influence of external magnetic fields.

Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet zur Abschirmung mindestens ein Abschirmblech aus einem magnetischen, vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material. Das Abschirmblech kann mit der in Richtung Aktuator gewandten Stirnseite des Trägers verbunden sein. Das Abschirmblech besteht vorzugsweise aus Mu-Metall (µ-Metall). Mu-Metall ist eine weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierung (ca. 70–81 % Nickel, eventuell auch Spuren von Molybdän, Kobalt, Chrom oder Mangan) hoher magnetischer Permeabilität. Mit einer derart integrierten Abschirmung lässt sich ein gewünschter Abschirmeffekt erreichen. Nach wie vor besteht jedoch eine Empfindlichkeit gegenüber externen Magnetfeldern bzw. EMV-Störfeldern. Diese Empfindlichkeit beruht zum einen darauf, dass zwischen Abschirmblech und Flansch ein Zwischenraum verbleibt, welcher durch die Geometrie des Elektronikträgers im Stirnbereich des Flansches entsteht. Eine unmittelbare Kontaktierung von Abschirmblech und Flansch ist jedoch hinsichtlich magnetischer Feldverteilung und Homogenität des Magnetfeldes vorteilhaft. Hierzu kann, wie im nachfolgenden Ausführungsbeispiel detaillierter beschrieben, ein direkter Kontakt zwischen Flansch und Abschirmblech über eine direkte Anlage des Abschirmbleches an einer Kontaktfläche des Flansches hergestellt werden. A preferred embodiment uses for shielding at least one shielding plate of a magnetic, preferably of a ferromagnetic material. The shielding plate can be connected to the facing in the direction of the actuator end face of the carrier. The shielding plate is preferably made of Mu metal (μ-metal). Mu-metal is a soft magnetic nickel-iron alloy (about 70-81% nickel, possibly also traces of molybdenum, cobalt, chromium or manganese) of high magnetic permeability. With such an integrated shield, a desired shielding effect can be achieved. However, there is still a sensitivity to external magnetic fields or EMC interference fields. On the one hand, this sensitivity is based on the fact that there remains a gap between the shielding plate and the flange, which gap is created by the geometry of the electronics carrier in the end region of the flange. However, direct contacting of shielding plate and flange is advantageous in terms of magnetic field distribution and homogeneity of the magnetic field. For this purpose, as described in more detail in the following embodiment, a direct contact between the flange and the shielding plate can be made via a direct contact of the shielding plate on a contact surface of the flange.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Flansch an seiner in Richtung Aktuator gewandten Stirnseite eine Kontaktfläche auf. Der Flansch ist in diesem Bereich vorzugsweise ringförmig ausgeführt, wobei die Kontaktfläche umlaufend an diesem ringförmigen Bereich ausgebildet ist. Die Kontaktfläche ist in den Flansch integriert und einstückig mit dem Flansch ausgebildet. An der Kontaktfläche liegt ein Abschirmblech flächig an. Um eine gute Anlage des Abschirmbleches möglichst ohne bzw. minimierten Luftspalt zwischen Flansch und Abschirmblech zu erreichen, ist die Kontaktfläche vorzugweise plan ausgeführt. Eine plane Kontaktfläche kann über geeignete Maßnahmen, wie Schleifen und Polieren, hergestellt werden. Auf diese Weise kann ein guter Kontakt zwischen Abschirmblech und Flansch hergestellt werden. According to a preferred embodiment, the flange has a contact surface on its end facing toward the actuator. The flange is preferably designed annular in this area, wherein the contact surface is formed circumferentially on this annular region. The contact surface is integrated into the flange and formed integrally with the flange. At the contact surface is a shield plate flat. In order to achieve a good system of shielding as possible without or minimized air gap between the flange and shield, the contact surface is preferably carried out plan. A flat contact surface can be produced by suitable measures, such as grinding and polishing. In this way, a good contact between the shield and the flange can be made.

Das Abschirmblech weist bevorzugt eine Ausnehmung für den Träger auf. Es ist gemeinsam mit dem Träger am Flansch befestigt und befindet sich somit zwischen Träger und Flansch. Im Gegensatz zur Lösung, welche ein Abschirmblech an der vom Flansch weg gerichteten Stirnseite des Trägers verwendet, erfolgt bei dieser Ausführungsvariante eine Verlagerung des Abschirmblechs zum Flansch hin. Damit kann der Zwischenraum zwischen Abschirmung und Flansch geschlossen werden, wodurch sich die Homogenität des Magnetfeldes im Sensorbereich erhöht. Durch Realisierung eines direkten Kontakts von Abschirmung und Flansch kann ein besonders guter Abschirmeffekt gegenüber externen Magnetfeldern und EMV-Störfeldern erreicht werden kann. The shielding plate preferably has a recess for the carrier. It is fastened to the flange together with the carrier and is thus located between the carrier and the flange. In contrast to the solution which uses a shielding plate on the end face of the carrier facing away from the flange, in this embodiment a displacement of the shielding plate towards the flange takes place. Thus, the gap between the shield and the flange can be closed, which increases the homogeneity of the magnetic field in the sensor area. By realizing a direct contact of shielding and flange, a particularly good shielding effect against external magnetic fields and EMC interference fields can be achieved.

Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von zwei Abschirmblechen aus einem magnetischen, vorzugsweise ferromagnetischen Material erwiesen, wobei ein erstes Abschirmblech mit der in Richtung Aktuator gewandten Stirnseite des Trägers verbunden ist und ein zweites Abschirmblech an der Kontaktfläche des Flansches anliegt. Durch Verwendung von zwei Abschirmblechen erhöht sich der Abschirmeffekt. Die Anbindung beider Abschirmbleche an den Flansch ist vorteilhaft, um eine möglichst homogene Magnetfeldverteilung im Sensorbereich zu erreichen.The use of two shielding plates made of a magnetic, preferably ferromagnetic material has proved to be advantageous, wherein a first shielding plate is connected to the front side of the carrier facing the actuator and a second shielding plate bears against the contact surface of the flange. The use of two shielding plates increases the shielding effect. The connection of the two shielding plates to the flange is advantageous in order to achieve the most homogeneous possible magnetic field distribution in the sensor region.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform umfasst die Abschirmung einen sich im Flansch radial erstreckenden Abschirmkörper. Durch die Verlagerung der Abschirmung vom Außen- in den Innenbereich des Flansches kann Bauraum eingespart werden. Der Abschirmkörper besteht aus einem Magnetwerkstoff. In an expedient embodiment, the shield comprises a shielding body extending radially in the flange. By shifting the shield from the outer to the inner region of the flange space can be saved. The shielding body consists of a magnetic material.

Eine alternative Ausführungsform verwendet einen sich axial im Flansch erstreckenden Abschirmkörper. Durch den Abschirmkörper kann die Hohlzylinderaussparung des Flansches axial in zwei Kammern aufgeteilt werden. Die Geometrie und die Materialeigenschaften des jeweiligen Abschirmkörpers sind nach geeigneten Tests entsprechend zu definieren. Die Abschirmkörper können in die Form des Trägers, welcher vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist, eingebunden sein. Hierzu kann der Abschirmkörper an den Träger angespritzt sein, wodurch eine einteilige Ausführung von Abschirmkörper und Träger vorliegt. Der Abschirmkörper kann jedoch auch im Nachgang montiert werden.An alternative embodiment uses a shielding body extending axially in the flange. By the shielding the hollow cylinder recess of the flange can be axially divided into two chambers. The geometry and the material properties of the respective shielding body shall be defined according to appropriate tests. The shielding bodies can be incorporated into the shape of the carrier, which is preferably designed as a plastic injection-molded part. For this purpose, the shielding may be molded onto the carrier, whereby a one-piece design of the shielding and carrier is present. However, the shielding body can also be mounted subsequently.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in den Träger magnetische Werkstoffe integriert. Auf diese Weise wird der Träger selbst zum Umlenken störender Magnetfelder herangezogen. Dies kann bei Fertigung des Trägers durch Beimischen von Partikeln aus Werkstoffen mit hoher magnetischer Permeabilität in die Kunststoffschmelze erfolgen. Alternativ kann der Träger auch mit magnetischem Material beschichtet werden. Ebenso ist das Einarbeiten von Schirmgeflecht oder Abschirmvlies möglich.According to a further preferred embodiment, magnetic materials are integrated into the carrier. In this way, the carrier itself is used for deflecting disturbing magnetic fields. This can be done in the production of the carrier by admixing particles of materials with high magnetic permeability in the plastic melt. Alternatively, the carrier may also be coated with magnetic material. Likewise, the incorporation of braided shield or Abschirmvlies is possible.

Weiterhin ist es vorteilhaft, einen zwischen Flansch und Träger befindlichen Hohlraum zumindest teilweise mit magnetisch abschirmendem Material zu verfüllen. Furthermore, it is advantageous to at least partially fill a cavity located between the flange and the carrier with magnetically shielding material.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine Schnittdarstellung eines Flansches mit integrierter erfindungsgemäßer Drehmomentsensoranordnung in einer ersten Ausführungsform; 1 a sectional view of a flange with integrated inventive torque sensor arrangement in a first embodiment;

2 eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer zweiten Ausführungsform; 2 a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a second embodiment;

3 eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer dritten Ausführungsform; 3 a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a third embodiment;

4 eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer vierten Ausführungsform; 4 a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a fourth embodiment;

5 eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer fünften Ausführungsform. 5 a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a fifth embodiment.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Flansches mit integrierter erfindungsgemäßer Drehmomentsensoranordnung in einer ersten Ausführungsform. Die Drehmomentsensoranordnung 01 umfasst einen Primärsensor 02. Hierbei handelt es sich um einen magnetisch kodierten Abschnitt eines Flansches 03. Der Flansch 03 dient zum Verbinden eines Stabilisatorteils eines Wankstabilisators mit einem Aktuator (nicht dargestellt). Der Flansch 03 besteht vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material, welches auf einfache Art und Weise magnetisch kodiert werden kann. Der Primärsensor 02 wandelt die anliegenden Kräfte in ein magnetisches Signal um, welches auf der Oberfläche des Flansches 03 erfasst werden kann. Die Drehmomentsensoranordnung 01 umfasst weiterhin einen Sekundärsensor 05, der in unmittelbarer Nähe des magnetisch kodierten Bereichs des Flansches 03 angeordnet ist. Der Sekundärsensor 05 setzt Änderungen des magnetischen Feldes, welche durch Kräfte im Primärsensor 02 verursacht werden, in ein elektrisches Signal um. Zur Halterung des Sekundärsensors 05 dient ein Träger 09, welcher zum Beispiel als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt ist. Als Material für den Träger 09 eignet sich beispielsweise eine Zusammensetzung aus Liquid Crystal Polymer und Melamin-Formaldehyd-Harz. Der Träger 09 ist vorzugsweise aus einem Stück gespritzt. An der Stirnseite des Trägers 09 ist ein Abschirmblech 10 befestigt. Das Abschirmblech 10 dient zum Abschirmen der Drehmomentsensoranordnung 01 gegen externe Magnetfelder und EMV-Störfelder. Hierzu besteht es aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Mu-Metall. Der Träger 09 mit dem Sekundärsensor 05 befindet sich in einer Hohlzylinderaussparung 12 des Flansches 03 und ist mechanisch, beispielsweise mittels Schrauben, am Flansch 03 befestigt. Zwischen Abschirmblech 10 und Flansch 03 besteht ein Zwischenraum, welcher durch die Geometrie des Trägers 09 im Stirnbereich des Flansches 03 entsteht. Außerdem besteht keine unmittelbare Verbindung zwischen Abschirmblech 10 und Flansch 03, sodass ein magnetisch nicht leitfähiger Spalt verbleibt. Dies führt dazu, dass die Drehmomentsensoranordnung 01 trotz Verwendung eines Abschirmblechs 10 nach wie vor eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber externen Magnetfeldern und EMV-Störfeldern aufweist. 1 shows a sectional view of a flange with integrated inventive torque sensor arrangement in a first embodiment. The torque sensor arrangement 01 includes a primary sensor 02 , This is a magnetically coded section of a flange 03 , The flange 03 serves for connecting a stabilizer part of a roll stabilizer with an actuator (not shown). The flange 03 preferably consists of a ferromagnetic material which can be magnetically encoded in a simple manner. The primary sensor 02 converts the applied forces into a magnetic signal, which on the surface of the flange 03 can be detected. The torque sensor arrangement 01 further includes a secondary sensor 05 located in the immediate vicinity of the magnetically coded area of the flange 03 is arranged. The secondary sensor 05 sets changes in the magnetic field caused by forces in the primary sensor 02 caused to be in an electrical signal. For holding the secondary sensor 05 serves a carrier 09 , which is designed for example as a plastic injection molded part. As material for the wearer 09 For example, a composition of liquid crystal polymer and melamine-formaldehyde resin is suitable. The carrier 09 is preferably injection molded in one piece. At the front of the carrier 09 is a shielding plate 10 attached. The shielding plate 10 serves to shield the torque sensor assembly 01 against external magnetic fields and EMC interference fields. For this purpose it consists of a suitable material, such as mu-metal. The carrier 09 with the secondary sensor 05 is located in a hollow cylinder recess 12 of the flange 03 and is mechanical, for example by means of screws, on the flange 03 attached. Between shielding 10 and flange 03 there is a gap, which is due to the geometry of the carrier 09 in the front area of the flange 03 arises. In addition, there is no direct connection between shielding 10 and flange 03 so that a magnetically non-conductive gap remains. This causes the torque sensor arrangement 01 despite the use of a shielding plate 10 still has some sensitivity to external magnetic fields and EMC interference fields.

2 zeigt eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter erfindungsgemäßer Drehmomentsensoranordnung in einer zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Drehmomentsensoranordnung durch die Anordnung des Abschirmbleches 10. Die anderen Komponenten der Drehmomentsensoranordnung 01 sind adäquat ausgebildet. Das Abschirmblech 10 wurde weiter nach Innen zum Flansch 03 hin verlagert. Hierdurch kann der magnetisch nicht leitende Zwischenraum zwischen Abschirmblech 10 und Flansch 03 geschlossen bzw. beseitigt werden. Das Abschirmblech 10 liegt an einer einstückig mit dem Flansch 03 ausgebildeten, planen Kontaktfläche an. Es besteht nunmehr eine direkter Kontakt zwischen Abschirmblech 10 und Flansch 03. Damit kann die Homogenität des Magnetfeldes im Sensorbereich erhöht werden, wenn die magnetische Leitfähigkeit des Abschirmblechs 10 etwa der magnetischen Leitfähigkeit des Flansches 03 entspricht. Das Abschirmblech 10 weist eine Ausnehmung für den Träger 09 auf. 2 shows a sectional view of the flange with integrated inventive torque sensor arrangement in a second embodiment. This embodiment differs from that in FIG 1 shown torque sensor arrangement by the arrangement of the shielding plate 10 , The other components of the torque sensor assembly 01 are adequately trained. The shielding plate 10 was further inward to the flange 03 shifted. As a result, the magnetically non-conductive space between the shield 10 and flange 03 closed or eliminated. The shielding plate 10 lies on one piece with the flange 03 trained, plan contact area. There is now a direct contact between the shield 10 and flange 03 , Thus, the homogeneity of the magnetic field in the sensor area can be increased if the magnetic conductivity of the shielding plate 10 about the magnetic conductivity of the flange 03 equivalent. The shielding plate 10 has a recess for the carrier 09 on.

3 zeigt eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer dritten Ausführungsform. Bei dieser Ausführung werden zwei Abschirmbleche 10 verwendet. Das zusätzlich verwendete Abschirmblech 10 befindet sich an der Stirnseite des Trägers 09. Durch die Verwendung von zwei Abschirmblechen 10 kann der Abschirmeffekt erhöht werden. 3 shows a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a third embodiment. In this embodiment, two shields 10 used. The additionally used shielding plate 10 is located on the front side of the carrier 09 , By using two shielding plates 10 the shielding effect can be increased.

4 zeigt eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer vierten Ausführungsform. Die Abschirmung besteht hier aus einem sich im Flansch 03 radial erstreckenden scheibenförmigen Abschirmkörper 14. Der Abschirmkörper 14 befindet sich bei der hier gezeigten Ausführung in dem in Richtung Aktuator gewandten Stirnbereich des Flansches 03. Er kann jedoch auch an anderen geeigneten Positionen innerhalb des Flansches 03 angeordnet werden. Die Abschirmung befindet sich somit im Vergleich zu den bislang beschriebenen Ausführungen innerhalb des Flansches 03. Durch Verwendung einer im Innenbereich des Flansches 03 angeordneten Abschirmung kann Bauraum eingespart werden. Der Abschirmkörper 14 besteht aus einem Magnetwerkstoff. 4 shows a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a fourth embodiment. The shield here consists of a flange 03 radially extending disc-shaped shielding 14 , The shielding body 14 is located in the embodiment shown here in the direction of the actuator facing end portion of the flange 03 , However, it can also be at other suitable positions within the flange 03 to be ordered. The shield is thus compared to the previously described embodiments within the flange 03 , By using an inside of the flange 03 arranged shielding space can be saved. The shielding body 14 consists of a magnetic material.

5 zeigt eine Schnittdarstellung des Flansches mit integrierter Drehmomentsensoranordnung in einer fünften Ausführungsform. Bei dieser Ausführung wird wiederum ein in der Hohlzylinderaussparung 12 des Flansches 03 befindlicher Abschirmkörper 14 verwendet, welcher sich jedoch axial im Flansch 03 erstreckt. Durch den Abschirmkörper 14 wird die Hohlzylinderaussparung 12 des Flansches 03 axial in zwei Kammern aufgeteilt. 5 shows a sectional view of the flange with integrated torque sensor assembly in a fifth embodiment. In this embodiment, in turn, in the hollow cylinder recess 12 of the flange 03 located shielding body 14 used, which, however, axially in the flange 03 extends. Through the shielding body 14 becomes the hollow cylinder recess 12 of the flange 03 divided axially into two chambers.

Für die Ausführungsformen mit Abschirmkörper 14 gemäß den 4 und 5 gilt, dass die Geometrie und die Materialeigenschaften des jeweiligen Abschirmkörpers 14 nach eingehenden Tests entsprechend zu definieren sind. Durch die Abschirmkörper 14 werden einkoppelnde Magnetfelder an die Flanschwand umgeleitet und somit Magnetfeldeinkopplungen an den sensitiven Spulen 07 verhindert bzw. minimiert. Der Abschirmkörper 14 kann in die Form des Trägers 09 eingebunden sein. Hierzu kann der Abschirmkörper 14 an den Träger 09 angespritzt werden, wodurch sich eine einteilige Ausführung von Abschirmkörper 14 und Träger 09 ergibt. Der Abschirmkörper 14 kann jedoch auch im Nachgang montiert werden.For the embodiments with shielding 14 according to the 4 and 5 applies that the geometry and the material properties of the respective shielding body 14 according to detailed tests. Through the shielding 14 Injecting magnetic fields are redirected to the flange wall and thus magnetic field couplings to the sensitive coils 07 prevents or minimizes. The shielding body 14 can in the shape of the carrier 09 to be involved. For this purpose, the shielding 14 to the carrier 09 be injected, resulting in a one-piece design of shielding 14 and carriers 09 results. The shielding body 14 but can also be mounted later.

Die bislang beschriebenen Ausführungsformen können ersetzt bzw. ergänzt werden, indem der Träger 09 selbst zum Ablenken störender Magnetfelder im Inneren des Flansches 03 herangezogen wird. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, in den Träger 09 magnetische Werkstoffe einzubinden. Dies kann durch Beimischen von Partikeln aus Werkstoffen mit hoher magnetischer Permeabilität in die Kunststoffschmelze bei Herstellung des Trägers 09 erfolgen. Ebenso ist es möglich, den Träger 09 mit einer entsprechenden Beschichtung aus einem geeigneten Material zu versehen oder durch Einarbeiten eines Schirmgeflechts oder Abschirmvlieses in den Träger 09. Die Form des Trägers 09 mit eingebundenen magnetischen Werkstoffen kann so ausgeführt werden, dass die magnetische schirmende Funktion der Abschirmbleche 10 bzw. der Abschirmkörper 14 ersetzt oder ergänzt wird.The embodiments described so far can be replaced or supplemented by the carrier 09 even for distracting interfering magnetic fields inside the flange 03 is used. To achieve this, it is necessary in the carrier 09 integrate magnetic materials. This can be done by admixing particles of materials with high magnetic permeability in the plastic melt in the preparation of the carrier 09 respectively. Likewise, it is possible the carrier 09 be provided with a suitable coating of a suitable material or by incorporating a shield braid or Abschirmvlieses in the carrier 09 , The shape of the carrier 09 with bonded magnetic materials can be designed so that the magnetic shielding function of the shields 10 or the shielding body 14 replaced or supplemented.

Alternativ oder ergänzend zu den bislang beschriebenen Ausführungen kann die Abschirmung auch durch Einbringen eines Abschirmwerkstoffes in den Hohlraum zwischen Flansch 03 und Träger 09 realisiert werden.Alternatively or in addition to the embodiments described so far, the shielding can also be achieved by introducing a shielding material into the cavity between the flange 03 and carriers 09 will be realized.

Abschließend soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die beschriebenen Abschirmlösungen bedarfsweise miteinander kombiniert werden können, um stets eine möglichst optimale Abschirmung der Drehmomentsensoranordnung zu erreichen.Finally, it should be expressly pointed out that the shielding solutions described can, if necessary, be combined with each other in order to always achieve the best possible shielding of the torque sensor arrangement.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Drehmomentsensoranordnung Torque sensor assembly
0202: Primärsensor primary sensor
0303: Flansch flange
0404
0505: Sekundärsensor secondary sensor
0606
0707
0808
0909: Träger carrier
1010: Abschirmblech shield
1111
1212: Hohlzylinderaussparung Hollow cylindrical recess
1313
1414: Abschirmkörper shielding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011078821 A1 [0003]

Claims

Torque sensor arrangement ( 01 ) for determining a torque acting in the two stabilizer parts of a roll stabilizer comprising: a primary sensor ( 02 ), which serves as a magnetically coded section for connecting one of the stabilizer parts ( 04 ) with an actuator serving flange ( 03 ) is trained; • at least one secondary sensor ( 05 ) for converting the changes of the magnetic field of the primary sensor ( 02 ) into an electrical signal, the secondary sensor ( 05 ) within the flange ( 03 ) is arranged in the region of the magnetically coded section; characterized in that it comprises a shield ( 10 . 14 ) for shielding the primary sensor ( 02 ) and the secondary sensor ( 05 ) against external magnetic fields and EMC interference fields.

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to claim 1, characterized in that the secondary sensor ( 05 ) on a support ( 09 ) and that the carrier ( 09 ) in a hollow cylindrical recess ( 12 ) of the flange ( 03 ) is inserted, wherein the carrier ( 09 ) with the facing in the direction of the actuator end face of the flange ( 03 ) connected is.

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the shield at least one shielding ( 10 ) comprises a magnetic material.

Torque sensor arrangement according to claim 3, characterized in that the flange has a contact surface on its end facing in the actuator end face, wherein the shield ( 10 ) at the contact surface of the flange ( 03 ) is present.

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to claim 3 or 4, as far as dependent on claim 2, characterized in that it comprises a further shielding plate ( 10 ), which with the facing towards the actuator end face of the carrier ( 09 ) connected is.

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shield is located radially in the flange ( 03 ) extending shielding body ( 14 ).

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shield is axially in the flange ( 03 ) extending shielding body ( 14 ).

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the shielding body ( 14 ) in one piece with the carrier ( 09 ).

Torque sensor arrangement ( 01 ) According to one of claims 2 to 8, characterized in that (in the carrier 09 ) magnetic materials are integrated.

Torque sensor arrangement ( 01 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that a between flange ( 03 ) and supports ( 09 ) cavity is at least partially filled with magnetically shielding material.