DE102015116545A1 - Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung - Google Patents

Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung

Info

Publication number
DE102015116545A1
DE102015116545A1 DE102015116545.7A DE102015116545A DE102015116545A1 DE 102015116545 A1 DE102015116545 A1 DE 102015116545A1 DE 102015116545 A DE102015116545 A DE 102015116545A DE 102015116545 A1 DE102015116545 A1 DE 102015116545A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
magnetic element
preferably
magnetic
magnet unit
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.)
Pending
Application number
DE102015116545.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Dirk Rachui
Ekkehart Fröhlich
Frank Jerems
Jens Thom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority to DE102015116545.7A priority Critical patent/DE102015116545A1/de
Publication of DE102015116545A1 publication Critical patent/DE102015116545A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magneteinheit (10, 20, 30) für eine Sensoreinrichtung zur Verbindung mit einer Lenkwelle, wobei die Magneteinheit (10, 20, 30) eine Hülse (11, 21, 31) mit einem buchsenförmigen Grundkörper aufweist sowie ein drehfest und in tangentialer Richtung spielfrei mit der Hülse (11, 21, 31) verbundenes Magnetelement (12, 22, 32), wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) mittels wenigstens einer formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind, wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen und derart ausgestaltet und derart miteinander verbunden sind, dass bei einer Änderung der Umgebungstemperatur, die infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Hülse (11, 21, 31) und Magnetelement (12, 22, 32) zu einem Spiel in tangentialer Richtung in der formschlüssigen Verbindung führt, eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Hülse (11, 21, 31) und dem Magnetelement (12, 22, 32) entsteht und/oder verstärkt wird, wobei die Reibkräfte zwischen Hülse (11, 21, 31) und Magnetelement (12, 22, 32) dabei wenigstens so groß sind, dass das infolge der Änderung der Umgebungstemperatur in der formschlüssigen Verbindung in tangentialer Richtung entstehende Spiel derart kompensiert wird, dass die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) weiterhin in tangentialer Richtung spielfrei miteinander verbunden bleiben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer einen Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße, wobei die Magneteinheit eine Hülse mit einem buchsenförmigen Grundkörper zum Verbinden der Magneteinheit mit einem Teil der Lenkwelle aufweist sowie ein mit der Hülse verbundenes Magnetelement. Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer einen Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sensoreinrichtung.
  • Gattungsgemäße Magneteinheiten werden beispielsweise in Drehmomentsensoreinrichtungen zur Erfassung eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments eingesetzt und sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der EP 0 980 081 B1 , der EP 1 123 794 A2 , der US 5,530,344 oder der DE 10 2013 006 567 A1 .
  • Die Magneteinheit ist dabei üblicherweise dazu ausgebildet, an einem von zwei, sich in axialer Richtung gegenüberliegenden Teilen der Lenkwelle befestigt zu werden, wobei zur Erfassung des Rotationszustandes der Lenkwelle auf dem anderen Wellenteil eine Sensoreinheit befestigt werden kann mit einem magnetischen Stator, welcher dazu vorgesehen ist, in radialer Richtung gegenüber von dem Magnetelement der Magneteinheit mit einem kleinen Luftspalt dazwischen angeordnet zu werden. Mithilfe des Stators kann der im Magnetelement auftretende, vom Rotationszustand der Welle abhängige magnetische Fluss zur Erzeugung eines Sensorsignals vom Magnetelement über einen Flussleiter weiter an einen Magnetsensor geleitet werden, beispielsweise an einen Hall-Sensor.
  • Gattungsgemäße Magneteinheiten weisen üblicherweise ein als Permanentmagnet ausgebildetes Magnetelement auf sowie in der Regel eine metallische Hülse, über welche die Magneteinheit mit der Lenkwelle verbunden werden kann, wobei bekannt ist, die Hülse beispielsweise mittels Kleben, Schweißen, Verstemmen oder mittels einer Presspassung mit der Lenkwelle drehfest zu verbinden.
  • Die Herausforderung besteht dabei einerseits darin, eine dauerhaft drehfeste Verbindung der Magneteinheit mit der Lenkwelle sicherzustellen, sowie andererseits eine spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen dem Magnetelement und der Hülse bereitzustellen.
  • Das Magnetelement gattungsgemäßer Magneteinheiten besteht dabei üblicherweise aus einem mit Magnetpartikeln gefüllten Kunststoff und wird in der Regel im Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt, wobei das Magnetelement direkt an die Hülse angespritzt werden kann bzw. die Hülse mit dem Magnetmaterial umspritzt werden kann.
  • Aufgrund des in der Regel hohen Füllgrads mit den magnetischen Partikeln ist der Kunststoff, insbesondere bei tiefen Temperaturen, in der Regel relativ spröde bzw. wenig elastisch. Infolgedessen kann es, insbesondere wenn das Magnetelement direkt an die Hülse angespritzt wird bzw. wenn die Hülse mit dem Magnetmaterial umspritzt wird, beim Abkühlen der Kunststoffschmelze zu thermisch bedingten Schrumpfspannungen kommen, welche zur Bildung von Rissen im Magnetelement führen können. Ferner kann es bei im Betrieb auftretenden Temperaturschwankungen aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehungskoeffizienten von Hülse und Magnetelement zu thermisch induzierten Spannungen in der Magneteinheit kommen, welche ebenfalls zu einer Rissbildung im Magnetelement führen können.
  • Aus diesem Grund wird in der vorgenannten EP 1 123 794 A2 vorgeschlagen, das Magnetelement nicht unmittelbar, sondern über ein Zwischenelement aus einem elastischen Material an der Hülse zu befestigen. Diese Lösung ist jedoch relativ aufwendig und kostenintensiv und erfordert einen gewissen Bauraum.
  • Aus der ebenfalls vorgenannten E 0 980 081 B1 ist bekannt, die Hülse mit dem kunststoffgebundenen Magnetmaterial direkt zu umspritzen, wobei zur Aufnahme von thermisch bedingten Schrumpfspannungen des Kunststoffs vorgeschlagen wird, an der Hülse mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Laschen vorzusehen.
  • Aus der DE 10 2013 006 567 A1 ist ferner ein Magnetelement bekannt, bei dem die Hülse und das Magnetelement zunächst separat hergestellt und anschließend formschlüssig miteinander verbunden werden. Die Hülse weist dazu einen buchsenförmigen Grundkörper und eine Vielzahl von vom Grundkörper in axialer Richtung abstehende Laschen auf, die zur Verbindung mit dem Magnetelement vorgesehen sind, wobei das Magnetelement entsprechend zu den in axialer Richtung abstehenden Laschen der Hülse korrespondierend angeordnete und ausgebildete Aussparungen aufweist, in welche die Laschen zum Verbinden von Hülse und Magnetelement unter Erwärmen des Magnetelements eingebracht werden können, wobei die Hülse und das Magnetelement dabei derart ausgebildet sind, dass die Laschen nach dem Abkühlen des Magnetelementes fest in den Aussparungen sitzen, so dass die Hülse und das Magnetelement zumindest in tangentialer Richtung drehfest und spielfrei miteinander verbunden sind.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Magneteinheit bereitzustellen, vorzugsweise eine besonders einfach herzustellende Magneteinheit, insbesondere eine Magneteinheit, mit welcher die Gefahr der Rissbildung im Magnetelement infolge thermischer Spannungen reduziert werden kann, aber gleichzeitig eine in tangentialer Richtung spielfreie, drehfeste Verbindung sichergestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Magneteinheit, durch eine Sensoreinrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Eine erfindungsgemäße Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer einen Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße weist eine Hülse mit einem buchsenförmigen Grundkörper zum Verbinden der Magneteinheit mit einem Teil der Lenkwelle auf sowie ein mit der Hülse verbundenes Magnetelement. Dabei sind die Hülse und das Magnetelement mittels wenigstens einer formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden, wobei die Hülse und das Magnetelement unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Hülse und das Magnetelement sind dabei derart ausgebildet, dass die formschlüssige Verbindung in einem Referenzzustand bei einer Referenzumgebungstemperatur in tangentialer Richtung spielfrei ist.
  • Erfindungsgemäß sind die Hülse und das Magnetelement derart ausgestaltet und derart miteinander verbunden, dass ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur bei einer Änderung der Umgebungstemperatur, die infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Hülse und Magnetelement zu einem Spiel in tangentialer Richtung in der formschlüssigen Verbindung führt, eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem Magnetelement entsteht und/oder verstärkt wird. Die Reibkräfte zwischen Hülse und Magnetelement sind dabei wenigstens so groß, dass das infolge der Änderung der Umgebungstemperatur in der formschlüssigen Verbindung in tangentialer Richtung entstehende Spiel derart kompensiert wird, dass in wenigstens einem vordefinierten Temperaturbereich um die Referenzumgebungstemperatur herum und/oder an diese angrenzend die Hülse und das Magnetelement weiterhin in tangentialer Richtung spielfrei miteinander verbunden bleiben.
  • Das heißt mit anderen Worten, dass die Magneteinheit erfindungsgemäß derart ausgestaltet und ausgebildet ist, insbesondere die Hülse und das Magnetelement, dass ein infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei einer Änderung der Umgebungstemperatur entstehendes Spiel in tangentialer Richtung in der formschlüssigen Verbindung durch zunehmende Reibkräfte zwischen Hülse und Magnetelement, die vorzugsweise ebenfalls infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten entstehen und/oder verstärkt werden, derart kompensiert wird, dass eine Relativbewegung zwischen der Hülse und dem Magnetelement vermieden wird und somit in wenigstens einem vordefinierten Temperaturbereich eine in tangentialer Richtung spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse aufrechterhalten bleibt.
  • Die Referenzumgebungstemperatur, bei welcher die formschlüssige Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse in tangentialer Richtung spielfrei ist, liegt bevorzugt in einem Temperaturbereich von 15°C bis 30°C, insbesondere z wischen 20°C und 25°C und beträgt vorzugsweise 20°C oder 23°C.
  • Das Magnetelement einer erfindungsgemäßen Magneteinheit enthält bevorzugt einen mit magnetischen Partikeln gefüllten Kunststoff und/oder besteht daraus, wobei das Magnetelement vorzugsweise in einem Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt ist. Besonders bevorzugt ist das Magnetelement dabei durch Anspritzen an die Hülse und/oder durch Umspritzen der Hülse hergestellt worden und auf diese Weise mit der Hülse verbunden worden.
  • Die Hülse einer erfindungsgemäßen Magneteinheit enthält vorzugsweise Metall und/oder ist aus Metall hergestellt, wobei die Hülse vorzugsweise durch Tiefziehen und nachfolgendes Stanzen hergestellt ist. Vorzugsweise ist die Hülse derart ausgebildet, dass sie mittels einer Presspassung auf einem Teil der Lenkwelle befestigt werden kann oder mit dem Teil der Lenkwelle verschweißt werden kann. Alternativ kann die Hülse auch mit dem Teil der Lenkwelle verstemmt oder verklebt werden, wobei sich jedoch eine Verbindung mit der Lenkwelle mittels einer Presspassung oder einer Schweißverbindung als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
  • Bevorzugt sind die Hülse und das Magnetelement nicht nur mittels einer einzigen formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden, sondern besonders bevorzugt weist die Magneteinheit mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, insbesondere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, formschlüssige Verbindungen zwischen Hülse und Magnetelement auf.
  • Wenigstens eine formschlüssige Verbindung ist vorzugsweise durch eine Ausnehmung und einen korrespondierend zur Ausnehmung ausgebildeten Vorsprung gebildet, der in die Ausnehmung eingreift, wobei vorzugsweise die Hülse wenigstens eine Ausnehmung aufweist und das Magnetelement wenigstens einen korrespondierend zur Ausnehmung der Hülse ausgebildeten Vorsprung der in die Ausnehmung der Hülse eingreift. Vorzugsweise weist die Hülse in Umfangsrichtung mehrere, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete Ausnehmungen auf und das Magnetelement entsprechend viele korrespondierend zu den Ausnehmungen in der Hülse angeordnete und ausgebildete Vorsprünge auf, wobei vorzugsweise jeweils ein Vorsprung des Magnetelementes in eine zugehörige Ausnehmung in der Hülse eingreift und das Magnetelement formschlüssig mit der Hülse verbindet.
  • Selbstverständlich kann alternativ auch das Magnetelement eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen und die Hülse einen oder mehrere korrespondierend zur Ausnehmung im Magnetelement ausgebildete Vorsprünge, die in die Ausnehmungen des Magnetelements eingreifen.
  • Die Hülse und das Magnetelement können selbstverständlich bereits im Referenzzustand zusätzlich zur formschlüssigen Verbindung mittels einer reibschlüssigen Verbindung verbunden sein. Das heißt, die Magneteinheit kann selbstverständlich derart ausgestaltet sein, dass bereits im Referenzzustand Reibkräfte zwischen Hülse und Magnetelement wirken. Es ist lediglich wichtig, dass die Magneteinheit derart ausgestaltet und ausgelegt ist, dass wenigstens in einem vordefinierten Temperaturbereich um die Referenztemperatur herum und/oder an diese angrenzend ein infolge einer Änderung der Umgebungstemperatur in tangentialer Richtung in der formschlüssigen Verbindung entstehendes Spiel durch zunehmende Reibkräfte kompensiert wird, wobei die Magneteinheit vorzugsweise derart ausgestaltet und ausgelegt ist, dass über einen gesamten Betriebstemperaturbereich eine in tangentialer Richtung spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen der Hülse und dem Magnetelement aufrechterhalten werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit ist der thermische Längen- und/oder Volumenausdehnungskoeffizient des Magnetelementes größer als der thermische Längen- und/oder Volumenausdehnungskoeffizient der Hülse, wobei vorzugsweise das Magnetelement zumindest teilweise konzentrisch zur Hülse angeordnet ist, insbesondere außen um die Hülse herum. Vorzugsweise ist das Magnetelement ringscheibenförmig oder buchsenförmig ausgebildet und insbesondere zumindest in einem Bereich der Hülse um die buchsenförmige Hülse außen herum angeordnet.
  • Eine derartige Ausgestaltung der Magneteinheit, insbesondere eine Ausgestaltung, bei der das Magnetelement als Bauteil mit dem größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten außen angeordnet ist, ist besonders vorteilhaft, um die Gefahr der Rissbildung im Magnetelement zu reduzieren, da auf diese Weise eine weitestgehend ungehinderte, thermisch bedingte Ausdehnung des Magnetelementes sowie eine gleichmäßige Schrumpfung ermöglicht werden kann, wodurch thermisch induzierte Spannungen reduziert bzw. gleichmäßig im Magnetelement verteilt werden können.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit ist die Magneteinheit derart ausgestaltet und ausgelegt, dass die Reibkräfte durch eine Schrumpfung des Magnetelementes infolge einer Absenkung der Umgebungstemperatur, insbesondere bei einer Absenkung der Umgebungstemperatur ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur, entstehen und/oder verstärkt werden. Das heißt, eine erfindungsgemäße Magneteinheit ist vorzugweise derart ausgestaltet und ausgelegt, dass das infolge der Änderung der Umgebungstemperatur entstehende Spiel in tangentialer Richtung in der formschlüssigen Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse durch Reibkräfte kompensiert wird, die infolge einer Schrumpfung zwischen Hülse und Magnetelement entstehen und/oder verstärkt werden.
  • Dadurch kann auch in einem Temperaturbereich unterhalb der Referenzumgebungstemperatur eine spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse sichergestellt werden und das das infolge der Schrumpfung eines in eine Ausnehmung der Hülse eingebrachten Vorsprungs des Magnetelementes entstehende Spiel in der formschlüssigen Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse kompensiert werden und eine Relativbewegung zwischen Magnetelement und Hülse vermieden werden.
  • Die Magneteinheit ist vorzugsweise derart ausgestaltet und ausgelegt, dass über den gesamten Betriebstemperaturbereich eine in tangentialer Richtung spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement aufrechterhalten werden kann, wobei vorzugsweise wenigstens in einem Temperaturbereich zwischen 0°C und der Referenzumgebungstemperatur, vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen –10°C und der Referenzumgebungstemperatur, insbesond ere zwischen –20°C und der Referenzumgebungstemperatur, besonders bevorzugt in einem Temperaturbereich zwischen –40°C und der Referenzumgebungstemperatur, die Reibkräfte durch die Schrumpfung des Magnetelementes infolge einer Absenkung der Umgebungstemperatur derart entstehen und/oder verstärkt werden, dass eine in tangentialer Richtung spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen Magnetelement und Hülse aufrechterhalten erhalten werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit ist die Magneteinheit derart ausgelegt und ausgebildet, dass bei einer Umgebungstemperatur oberhalb der Referenzumgebungstemperatur ein Teil der im Betrieb gewöhnlich auf die Magneteinheit in tangentialer Richtung wirkenden Kräfte, vorzugsweise sämtliche der im Betrieb gewöhnlich auf die Magneteinheit in tangentialer Richtung wirkenden Kräfte, über die formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement von der Hülse auf das Magnetelement und/oder vom Magnetelement auf die Hülse übertragbar sind.
  • Dadurch kann erreicht werden, dass über die formschlüssige Verbindung sämtliche Kräfte alleine übertragen werden können, so dass auch ohne das Vorhandensein einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement eine spielfreie, drehfeste Verbindung bereitgestellt werden kann, welche zur Übertragung der auftretenden Kräfte ausgelegt ist. Das heißt mit anderen Worten, dass die Magneteinheit, insbesondere die formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement, derart ausgestaltet und ausgelegt ist, dass bei einer Umgebungstemperatur oberhalb der Referenzumgebungstemperatur keine zusätzliche kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung erforderlich ist, um die gewöhnlich im Betrieb auftretenden Kräfte zwischen Hülse und Magnetelement zu übertragen, insbesondere ohne dabei die Magneteinheit zu beschädigen.
  • Die Tatsache, dass bei einer erfindungsgemäßen Magneteinheit die spielfreie drehfeste Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement bei tiefen Temperaturen über eine reibschlüssige Verbindung sichergestellt wird und bei hohen Temperaturen über wenigstens eine formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement, ermöglicht eine besonders vorteilhafte, geometrische Ausgestaltung der Magneteinheit, insbesondere des Magnetelements, mittels der insbesondere kritische thermische Spannungen reduziert werden können, in einigen, besonderen Fällen sogar weitestgehend vermieden werden können, wodurch die Gefahr der Rissbildung deutlich reduziert werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit weist die Hülse einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch auf, wobei in dem Flansch vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen ist und wobei das Magnetelement wenigstens einen korrespondierend zur Ausnehmung im Flansch der Hülse ausgebildeten Vorsprung aufweist, der in die Ausnehmung der Hülse eingreift und mit der Ausnehmung der Hülse eine formschlüssige Verbindung bildet. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Flansch der Hülse dabei mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete Ausnehmungen auf und das Magnetelement entsprechend mehrere korrespondierend zu den Ausnehmungen in der Hülse angeordnete und ausgebildete, jeweils in die Ausnehmungen in der Hülse eingreifende Vorsprünge auf.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Ausnehmung in der Hülse dabei eine umlaufend geschlossene Ausnehmung, vorzugsweise eine kreisrunde Öffnung, insbesondere eine Bohrung, wobei die Bohrungen dabei als Durchgangslochbohrung und/oder als Sacklochbohrung ausgebildet sein können.
  • Weist die Hülse einen Flansch auf, ist vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung im Flansch angeordnet, insbesondere in der Flanschebene. Weist die Hülse hingegen keinen Flansch auf, ist vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung im buchsenförmigen Grundkörper der Hülse angeordnet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit ist wenigstens ein Vorsprung, der in eine Ausnehmung eingreift, als Stift und/oder Nietsteg ausgebildet, wobei, wenn der Vorsprung als Nietsteg ausgebildet ist, der Nietsteg vorzugsweise nach dem Einbringen in die Ausnehmung der Hülse derart umgeformt worden ist, dass die Hülse und das Magnetelement mittels einer Nietverbindung miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist die zugehörige Ausnehmung vorzugsweise als Durchgangsloch ausgebildet. Ferner werden in diesem Fall die Hülse und das Magnetelement vorzugsweise zunächst jeweils separat hergestellt und anschließend zusammengefügt, wobei dabei der Vorsprung des Magnetelements in die Ausnehmung der Hülse eingebracht wird und wenn der Vorsprung als Nietsteg ausgebildet ist, der Nietsteg entsprechend umgeformt wird und die Nietverbindung hergestellt wird.
  • In einem alternativen Herstellungsverfahren einer alternativen erfindungsgemäßen Magneteinheit kann die Hülse aber auch mit dem Magnetelementmaterial umspritzt werden, so dass wenigstens eine Ausnehmungen mit Material gefüllt wird, wenigstens ein Vorsprung ausgebildet wird und wenigstens eine formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement ausgebildet wird.
  • Hierfür hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Flansch wenigstens eine zum äußeren Rand des Flansches hin geöffnete Ausnehmung aufweist, insbesondere eine kerbförmige Ausnehmung, und das Magnetelement wenigstens einen entsprechend korrespondierend zu der Ausnehmung ausgebildeten Vorsprung, der in die Ausnehmung eingreift. Vorzugsweise erstreckt sich der Vorsprung dabei in radialer Richtung, insbesondere in radialer und tangentialer Richtung, so dass das Magnetelement und der Flansch der Hülse in tangentialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei der Flansch besonders bevorzugt mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete, zum äußeren Rand des Flansches hin geöffnete Ausnehmungen bzw. Kerben aufweist und das Magnetelement entsprechend mehrere, korrespondierend angeordnete und ausgebildete Vorsprünge, welche jeweils in die Ausnehmungen eingreifen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit weist wenigstens eine im Flansch der Hülse angeordnete, zum äußeren Rand des Flansches hin geöffnete Ausnehmung einen flachen Bereich im Kerbgrund auf und vorzugsweise wenigstens einen sich seitlich in tangentialer Richtung daran anschließenden Übergangsbereich sowie insbesondere auf jeder Seite jeweils eine Flanke, wobei vorzugsweise wenigstens ein Übergangsbereich eine abgerundete Kontur aufweist, insbesondere eine mit einem Radius von wenigstens 0,5 mm abgerundete Kontur. Dadurch können auftretende Kerbspannungen reduziert werden und die Bauteilbelastung verringert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit weist wenigstens eine Flanke wenigstens einer kerbförmigen Ausnehmung, vorzugsweise beide Flanken, wenigstens eine Flankensteigung von 50° gegenüber dem Kerbgrund auf, vorzugsweise von 60°, insbesondere von ca. 70° bis 80°.
  • Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Geometrie der Ausnehmungen, bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur eine besonders gute Verspannung des Vorsprungs in der Ausnehmung in tangentialer Richtung erreicht werden kann, ohne dass der Vorsprung in radialer Richtung aus der Ausnehmung herausgedrückt wird und/oder das Magnetelement beschädigt wird. Die dabei entstehenden thermischen Spannungen im Magnetelement können durch eine ausreichende Wandstärke in tangentialer Richtung auf einfache Art und Weise kompensiert werden, so dass auf einfache Art und Weise eine Magneteinheit mit einer drehfesten, spielfreien Verbindung zwischen Hülse und Magnetelement ohne Zwischenelemente bereitgestellt werden kann und ohne dass eine erhöhte Gefahr einer Rissbildung im Magnetelement besteht, auch bei wechselnden Umgebungstemperaturen.
  • Die Geometrie der Hülse und des Magnetelementes, insbesondere die Geometrie der Ausnehmungen ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein guter Kompromiss aus ausreichender Verbindungsfestigkeit und einer geringen Kerbwirkung erreicht wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit ist eine Wandstärke des Magnetelementes in radialer Richtung, vorzugsweise über den gesamten Umfang des Magnetelementes, wenigstens so groß, dass die Gefahr einer Beschädigung des Magnetelementes, insbesondere durch Rissbildungen aufgrund von im Betrieb auftretenden Temperaturbelastungen und infolgedessen entstehenden, thermisch induzierten Spannungen, reduziert ist.
  • Eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zum Erfassen einer ein Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine erfindungsgemäße vorbeschriebene Magneteinheit aufweist.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße, vorgeschriebene Sensoreinrichtung aufweist.
  • Die mit Bezug auf die Magneteinheit vorgestellten vorteilhaften Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung sowie für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgenden in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit in Schnittdarstellung im Längsschnitt,
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit in Schnittdarstellung, ebenfalls im Längsschnitt,
  • 3a ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit, ebenfalls im Längsschnitt,
  • 3b die erfindungsgemäße Magneteinheit aus 3a im Querschnitt,
  • 3c die Hülse der erfindungsgemäßen Magneteinheit aus den 3a und 3b als Einzelteil in perspektivischer Darstellung,
  • 3d die Hülse aus den 3a, 3b und 3c in Seitenansicht und
  • 3e einen Ausschnitt der Hülse aus 3d in vergrößerter Darstellung.
  • Das in 1 dargestellte, erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit 10 weist eine metallische Hülse 11 mit einem buchsenförmigen Grundkörper sowie ein konzentrisch zur Hülse 11 außen an die Hülse 11 angespritztes, aus mit magnetischen Partikeln gefülltem Kunststoff hergestelltes Magnetelement 12 auf, wobei die Magneteinheit zur Befestigung auf einem Teil einer hier nicht dargestellten, um eine Rotationsachse 13 drehbaren Lenkwelle vorgesehen ist als Teil einer Sensoreinrichtung.
  • Die Hülse 11 weist dabei mehrere in Umfangsrichtung in die Hülse eingebrachte, umlaufend geschlossen ausgebildete Ausnehmungen 14 in Form von Bohrungen oder Sacklochbohrungen 14 auf, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig über die Hülse verteilt sind.
  • Das Magnetelement 12 weist jeweils mehrere entsprechend angeordnete und korrespondierend zu den Ausnehmungen 14 der Hülse 11 ausgebildete Vorsprünge 15 auf, welche jeweils in die Sacklöcher 14 der Hülse 11 eingreifen und dadurch das Magnetelement 12 mit der Hülse 11 formschlüssig verbinden.
  • Die Hülse 11 und das Magnetelement 12, welche unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Magnetelementes 12 größer sind als die der Hülse 11, sind dabei derart ausgebildet, dass die formschlüssigen Verbindungen, welche durch die Vorsprünge 15 mit den Ausnehmungen 14 gebildet sind, in einem Referenzzustand bei einer Referenzumgebungstemperatur von 20°C in tangentiale r Richtung spielfrei sind.
  • Die erfindungsgemäße Magneteinheit 10 ist ferner derart ausgebildet, dass, wenn die Umgebungstemperatur ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur abgesenkt wird und das Magnetelement 12 infolgedessen schrumpft und somit infolge der größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten die Vorsprünge 15 stärker schrumpfen als die Ausnehmungen 14 und dadurch ein Spiel in tangentialer Richtung in den formschlüssigen Verbindungen entsteht, durch das Schrumpfen des Magnetelementes 12 die Reibkräfte zwischen Hülse 11 und Magnetelement 12 außerhalb der formschlüssigen Verbindungen derart verstärkt werden, insbesondere im Bereich des buchsenförmigen Grundkörpers 11, dass das in den formschlüssigen Verbindungen entstehende Spiel kompensiert wird, so dass die Hülse 11 und das Magnetelement 12 weiterhin in tangentialer Richtung spielfrei miteinander verbunden bleiben.
  • Insbesondere sind das Magnetelement 12 und die Hülse 11 derart aufeinander abgestimmt, dass die infolge der thermisch bedingten Schrumpfung entstehenden Reibkräfte zwischen Hülse 11 und Magnetelement 12 wenigstens so groß sind, dass das in der formschlüssigen Verbindung in tangentialer Richtung entstehende Spiel wenigstens derart kompensiert wird, dass eine Relativbewegung zwischen der Hülse 11 und dem Magnetelement 12 in tangentialer Richtung im Betrieb vermieden wird.
  • Wird die Umgebungstemperatur hingegen erhöht, insbesondere ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur, nimmt die Reibkraft zwischen der Hülse 11 und dem Magnetelement 12 ab, da sich das Magnetelement 12 in radialer Richtung stärker nach außen ausdehnt als die metallische Hülse 11 aufgrund des deutlich größeren thermischen Volumenausdehnungskoeffizienten des Magnetelementes 12 gegenüber dem thermischen Volumenausdehnungskoeffizienten der Hülse 11. Die Vorsprünge 15 des Magnetelementes 12 dehnen sich ebenfalls stärker aus als die Ausnehmungen 14 in der Hülse 11, so dass die Vorsprünge 15 in den Ausnehmungen 14 verspannt werden, wodurch weiterhin eine spielfreie drehfeste Verbindung zwischen Hülse 11 und Magnetelement 12 aufrechterhalten wird und somit auch bei einer Erwärmung bzw. Erhöhung der Umgebungstemperatur eine drehfeste spielfreie Verbindung zwischen Hülse 11 und Magnetelement 12 sichergestellt ist.
  • Die Wandstärke des Magnetelementes 12 ist dabei in radialer Richtung wenigstens so groß gewählt, dass eine Beschädigung des Magnetelementes infolge von thermisch induzierten Spannungen vermieden wird.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit 20, welche ebenfalls eine Hülse 21 und ein Magnetelement 22 aufweist und bei welcher die Hülse 21 ebenfalls einen buchsenförmigen Grundkörper 21b aufweist und zur drehfesten Verbindung mit einer um eine Rotationsachse 23 drehbaren, hier ebenfalls nicht dargestellten Lenkwelle ausgebildet ist.
  • In diesem Fall weist die Hülse 21, welche ebenfalls aus Metall hergestellt ist, im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel neben dem buchsenförmigen Grundkörper 21b einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch 21a auf, in welchem in Umfangsrichtung verteilt mehrere, kreisrunde Öffnungen 24 ausgebildet sind, wobei die Öffnungen 24 in diesem Fall als Duchgangslochbohrungen 24 ausgebildet sind mit einer in axialer Richtung verlaufenden Bohrungsachse, also mit einer parallel zur Rotationsachse 23 verlaufenden Bohrungsachse.
  • Das Magnetelement 22 ist ebenfalls konzentrisch zur Hülse 21 angeordnet, jedoch befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel das Magnetelement 22 nicht wie in 1 über seine gesamte axiale Länge in radialer Richtung außerhalb von der Hülse 21, sondern lediglich im Bereich der Vorsprünge 25, welche in die Ausnehmungen 24 eingreifen und durch diese hindurchgeführt sind.
  • Im Unterschied zu dem anhand von 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit 10 ist bei der in 2 gezeigten Magneteinheit 20 das Magnetelement 22 nicht durch Umspritzen der Hülse 21 hergestellt worden, sondern separat. Das heißt, die Hülse 21 und das Magnetelement 22 sind zunächst unabhängig voneinander hergestellt worden und erst anschließen zusammengefügt worden, indem die Vorsprünge 25 des Magnetelementes 22, welche in diesem Fall Nietstege 25 bilden, in die Ausnehmungen 24 der Hülse 21 eingebracht worden sind. Anschließend wurden die Nietstege 25 derart umgeformt, dass feste Nietverbindungen zwischen Hülse 21 und Magnetelement 22 ausgebildet worden sind.
  • Diese Magneteinheit 20 ermöglicht bei Temperaturänderungen eine nahezu ungehinderte Ausdehnung des Magnetelementes 22 bzw. eine nahezu ungehinderte Schrumpfung des Magnetelementes 22, ohne das Spiel in tangentialer Richtung zwischen der Hülse 21 und dem Magnetelement 22 entsteht, wodurch thermische Spannungen im Magnetelement 22 weitestgehend vermieden werden können und damit die Gefahr von Rissbildungen im Magnetelement 22 reduziert werden kann.
  • 3a zeigt im Längsschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Magneteinheit 30, welche ebenfalls eine metallische, als Stanzteil ausgebildete Hülse 31 sowie ein mit dieser drehfest verbundenes Magnetelement 32 aus mit magnetischen Partikeln gefülltem Kunststoff aufweist, wobei das Magnetelement 32 in diesem Fall unmittelbar an die Hülse 31 angespritzt worden ist.
  • Diese Hülse 31 weist ebenfalls einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch 31a sowie einen buchsenförmigen Grundkörper 31b zur drehfesten Verbindung mit einem um eine Rotationsachse 33 drehbaren, hier ebenfalls nicht dargestellten, Teil einer Lenkwelle auf.
  • Wie anhand der 3b, 3c und 3d zu erkennen ist, erstreckt sich der Flansch 31a in radialer Richtung senkrecht nach außen vom buchsenförmigen Grundkörper 31b weg und weist nach außen hin geöffnete, gleichmäßig in Umfangsrichtung U verteilte, kerbenförmige Ausnehmungen 34 auf, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel zwölf Ausnehmungen 34 vorgesehen sind.
  • Wie anhand von 3b zu erkennen ist, weist das Magnetelement 32 jeweils ebenfalls gleichmäßig umlaufend verteilt angeordnete und korrespondierend zu den Ausnehmungen 34 ausgebildete Vorsprünge 35 auf, wobei jeweils ein Vorsprung 35 in eine Ausnehmung 34 eingreift und das Magnetelement 32 mit der Hülse 31 formschlüssig verbindet.
  • Die Ausnehmungen 34 haben jeweils einen flachen Kerbgrund 34a und weisen jeweils einen sich seitlich anschließenden Übergangsbereich 34b auf zwei Flanken 34c, siehe 3e. Die Breite b des flachen Kerbgrunds beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel in etwa 2 mm, der Radius im Übergangsbereich etwa 0,6 mm und eine Flankensteigung α ca. 70° bei einer Kerbtiefe von ca. 1 mm, einem Inn endurchmesser der Hülse von ca. 21 mm und einem Außendurchmesser von etwa 27 mm.
  • Durch die abgerundete Kontur in den Übergangsbereichen bzw. den vorgesehenen Radius von 0,6 mm, können sowohl in der Hülse 31 als auch im Magnetelement 32 Kerbspannungen reduziert werden.
  • Die 3a und 3b zeigen die erfindungsgemäße Magneteinheit 30 dabei in einem Referenzzustand bei Referenzumgebungstemperatur von 20°C, bei welcher die aus den Vorsprüngen 35 und Ausnehmungen 34 gebildeten formschlüssigen Verbindungen in tangentialer Richtung U spielfrei sind.
  • Das Magnetelement 32 besitzt wie bei den zuvor beschriebenen Magneteinheiten 10 und 20 ebenfalls einen größeren thermischen Volumenausdehnungskoeffizient als die Hülse 31, so dass bei einer Temperaturabsenkung das Magnetelement 32 auf den Flansch 31a der Hülse 31 aufschrumpft und die Reibkräfte zwischen dem Flansch 31a und dem Magnetelement 32 verstärkt werden, so dass auch, wenn infolge der Absenkung der Temperatur die Vorsprünge 35 stärker schrumpfen als die Ausnehmungen 34, eine in tangentialer Richtung U spielfreie drehfeste Verbindung sichergestellt werden kann.
  • Bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur weitet sich das Magnetelement 32 infolge des größeren thermischen Volumenausdehnungskoeffizienten stärker als die Hülse 31, insbesondere als der Flansch 31a der Hülse 31, so dass die Reibkräfte zwischen Hülse 31 und Magnetelement 32, insbesondere entlang der Außenkante des Flansches 31a, abnehmen. Das Magnetelement 32 weitet sich jedoch auch in tangentialer Richtung U, so dass sich die Vorsprünge 35 vermehrt an den Flanken 34c der Ausnehmungen 34 im Flansch 31a der Hülse 31 abstützen, wodurch eine in tangentialer Richtung spielfreie drehfeste Verbindung zwischen der Hülse 31 und dem Magnetelement 32 erhalten bleibt. Dadurch kann auch bei einer Zunahme der Umgebungstemperatur eine Relativbewegung zwischen der Hülse 31 und dem Magnetelement 32 verhindert werden. Die Steigung α der Flanken 34c ist dabei vorzugsweise so groß wie möglich, jedoch so gering wie nötig, um auftretende Kerbspannungen soweit zu reduzieren, dass insbesondere eine thermisch induzierte Rissbildung bzw. eine infolge thermisch induzierter Spannung entstehende Rissbildung vermieden wird.
  • Insbesondere mit der in den 3a bis 3e dargestellten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Magneteinheit 30 können kritische, thermisch bedingte Spannungen im Magnetelement 32 weitestgehend vermieden werden.
  • Um die Gefahr einer Rissbildung im Magnetelement 32 weiter zu reduzieren, da thermisch bedingte Spannungen nicht völlig ausgeschlossen werden können, weist die Hülse 32 in radialer Richtung eine entsprechend Mindestwandstärke von ca. 3 bis 4 mm auf.
  • Selbstverständlich ist eine Vielzahl konstruktiver Abwandlungen zu den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0980081 B1 [0002]
    • EP 1123794 A2 [0002, 0008]
    • US 5530344 [0002]
    • DE 102013006567 A1 [0002, 0010]

Claims (13)

  1. Magneteinheit (10, 20, 30) für eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer einen Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße, – wobei die Magneteinheit (10, 20, 30) eine Hülse (11, 21, 31) mit einem buchsenförmigen Grundkörper (11, 21b, 31b) zum Verbinden der Magneteinheit (10, 20, 30) mit einem Teil der Lenkwelle aufweist sowie ein mit der Hülse (11, 21, 31) verbundenes Magnetelement (12, 22, 32), – wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) mittels wenigstens einer formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind, – wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, – wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) derart ausgebildet sind, dass die formschlüssige Verbindung in einem Referenzzustand bei einer Referenzumgebungstemperatur in tangentialer Richtung (U) spielfrei ist, – wobei die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) derart ausgestaltet und derart miteinander verbunden sind, dass ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur bei einer Änderung der Umgebungstemperatur, die infolge der unterschiedlichen thermische Ausdehnungskoeffizienten von Hülse (11, 21, 31) und Magnetelement (12, 22, 32) zu einem Spiel in tangentialer Richtung (U) in der formschlüssigen Verbindung führt, eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Hülse (11, 21, 31) und dem Magnetelement (12, 22, 32) entsteht und/oder verstärkt wird, – wobei die Reibkräfte zwischen Hülse (11, 21, 31) und Magnetelement (12, 22, 32) dabei wenigstens so groß sind, dass das infolge der Änderung der Umgebungstemperatur in der formschlüssigen Verbindung in tangentialer Richtung entstehende Spiel derart kompensiert wird, dass in wenigstens einem vordefinierten Temperaturbereich um die Referenzumgebungstemperatur herum und/oder an diese angrenzend die Hülse (11, 21, 31) und das Magnetelement (12, 22, 32) weiterhin in tangentialer Richtung (U) spielfrei miteinander verbunden bleiben.
  2. Magneteinheit (10, 20, 30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Längen- und/oder Volumenausdehnungskoeffizient des Magnetelementen (12, 22, 32) größer ist als der thermische Längen- und/oder Volumenausdehnungskoeffizient der Hülse (11, 21, 31), wobei vorzugsweise das Magnetelement (12, 22, 32) zumindest teilweise konzentrisch zur Hülse (11, 21, 31) angeordnet ist, insbesondere außen um die Hülse (11, 21, 31) herum.
  3. Magneteinheit (10, 20, 30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinheit (10, 20, 30) derart ausgestaltet und ausgelegt ist, dass die Reibkräfte durch eine Schrumpfung des Magnetelementes (12, 22, 32) infolge einer Absenkung der Umgebungstemperatur, insbesondere bei einer Absenkung der Umgebungstemperatur ausgehend von der Referenzumgebungstemperatur, entstehen und/oder verstärkt werden.
  4. Magneteinheit (10, 20, 30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinheit (10, 20, 30) derart ausgelegt und ausgebildet ist, dass bei einer Umgebungstemperatur oberhalb der Referenzumgebungstemperatur ein Teil der im Betrieb gewöhnlich auf die Magneteinheit (10, 20, 30) in tangentialer Richtung (U) wirkenden Kräfte, vorzugsweise sämtliche der im Betrieb gewöhnlich auf die Magneteinheit (10, 20, 30) in tangentialer Richtung wirkenden Kräfte, über die formschlüssige Verbindung zwischen Hülse (11, 21, 31) und Magnetelement (12, 22, 32) von der Hülse (11, 21, 31) auf das Magnetelement (12, 22, 32) und/oder vom Magnetelement (12, 22, 32) auf die Hülse (11, 21, 31) übertragbar sind.
  5. Magneteinheit (10, 20, 30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11, 21, 31) einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch (21a, 31a) aufweist, wobei der Flansch (21a, 31a) vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung (24, 34) aufweist, und wobei das Magnetelement (12, 22, 32) wenigstens einen, korrespondierend zur Ausnehmung im Flansch (21a, 31a) der Hülse (11, 21, 31) ausgebildeten Vorsprung (25, 35) aufweist, der in die Ausnehmung (24, 34) der Hülse (11, 21, 31) eingreift und mit der Ausnehmung (24, 34) der Hülse (11, 21, 31) eine formschlüssige Verbindung bildet.
  6. Magneteinheit (10, 20, 30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14, 24) in der Hülse (11, 21) umlaufend geschlossene Ausnehmungen (14, 24) sind, vorzugsweise kreisrunde Öffnungen (14, 24), insbesondere Bohrungen (14, 24).
  7. Magneteinheit (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vorsprung (25) des Magnetelementes (22), der in eine Ausnehmung (24) eingreift, als Stift und/oder Nietsteg (25) ausgebildet ist, wobei, wenn der Vorsprung (25) als Nietsteg ausgebildet ist, der Nietsteg (25) vorzugsweise nach dem Einbringen in die Ausnehmung derart umgeformt worden ist, dass die Hülse (21) und das Magnetelement (20) mittels einer Nietverbindung miteinander verbunden sind.
  8. Magneteinheit (30) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (31a) wenigstens eine zum äußeren Rand des Flansches (31a) hin geöffnete Ausnehmung (34) aufweist, insbesondere eine kerbförmige Ausnehmung (34), und das Magnetelement (32) wenigstens einen entsprechend korrespondierend zu der Ausnehmung (34) ausgebildeten Vorsprung (35), der in die Ausnehmung (34) eingreift, so dass das Magnetelement (32) und der Flansch (31a) der Hülse (31) in tangentialer Richtung (U) formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei sich der Vorsprung (35) vorzugsweise in radialer Richtung erstreckt, insbesondere in radialer und tangentialer Richtung, und wobei der Flansch (31a) vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung (U) verteilt angeordnete, insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnete, zum äußeren Rand des Flansches (31a) geöffnete Ausnehmungen (34) aufweist und das Magnetelement (32) vorzugsweise entsprechend mehrere korrespondierend angeordnete und ausgebildete Vorsprünge (35), welche in die Ausnehmungen (34) im Flansch (31a) der Hülse (31) eingreifen.
  9. Magneteinheit (30) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, im Flansch (31a) der Hülse (31) angeordnete und zum äußeren Rand des Flansches (31a) hin geöffnete Ausnehmung (34) im Kerbgrund einen flachen Bereich (34a) aufweist und vorzugsweise wenigstens einen sich in tangentialer Richtung seitlich daran anschließenden Übergangsbereich (34b) sowie insbesondere auf jeder Seite jeweils eine Flanke (34c), wobei vorzugsweise wenigstens ein Übergangsbereich (34b) eine abgerundete Kontur aufweist, insbesondere eine mit einem Radius von wenigstens 0,5 mm abgerundete Kontur.
  10. Magneteinheit (30) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Flanke (34c) wenigstens einer kerbförmigen Ausnehmung, vorzugsweise beide Flanken (34c), wenigstens eine Flankensteigung (α) von 50° gegenüber dem Kerbgrund aufweist, vorzugsweise von 60°, insbesondere von ca. 70° bis 80°.
  11. Magneteinheit (10, 20, 30) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke des Magnetelementes (12, 22, 32) in radialer Richtung, vorzugsweise über den gesamten Umfang des Magnetelementes (12, 22, 32), wenigstens so groß ist, dass die Gefahr einer Beschädigung des Magnetelementes (12, 22, 32), insbesondere durch Rissbildung aufgrund von im Betrieb auftretenden Temperaturbelastungen und infolgedessen entstehenden, thermischen Spannungen, reduziert ist.
  12. Sensoreinrichtung zum Erfassen einer einen Rotationszustand einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs charakterisierenden Messgröße, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung eine Magneteinheit (10, 20, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.
  13. Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung nach Anspruch 12 ausgebildet ist.
DE102015116545.7A 2015-09-30 2015-09-30 Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung Pending DE102015116545A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015116545.7A DE102015116545A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015116545.7A DE102015116545A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung
PCT/EP2016/072156 WO2017055123A1 (de) 2015-09-30 2016-09-19 Magneteinheit für eine sensoreinrichtung eines kraftfahrzeugs, sensoreinrichtung mit einer magneteinheit und kraftfahrzeug mit einer sensoreinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015116545A1 true DE102015116545A1 (de) 2017-03-30

Family

ID=57068051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015116545.7A Pending DE102015116545A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensoreinrichtung mit einer Magneteinheit und Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015116545A1 (de)
WO (1) WO2017055123A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016124370A1 (de) 2016-12-14 2018-06-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung sowie Verfahren zum Zusammenbau einer Sensorvorrichtung
WO2019016124A1 (de) 2017-07-21 2019-01-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530344A (en) 1993-10-06 1996-06-25 Skf France Encoder element for a rolling-contact bearing equipped with an information sensor assembly and rolling-contact bearing including such an encoding element
EP1123794A2 (de) 2000-02-09 2001-08-16 Max Baermann GmbH Hochgefülltes Kunststoffteil
EP0980081B1 (de) 1998-08-12 2003-06-18 Max Baermann GmbH Hochgefülltes Kunststoffteil
DE102013006567A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Magneteinheit, Sensoreinrichtung und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052139A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Ltd 鉄心コアおよびそれを用いた回転電機、ならびにその製造方法
JP4850869B2 (ja) * 2008-05-20 2012-01-11 トヨタ自動車株式会社 レゾルバ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530344A (en) 1993-10-06 1996-06-25 Skf France Encoder element for a rolling-contact bearing equipped with an information sensor assembly and rolling-contact bearing including such an encoding element
EP0980081B1 (de) 1998-08-12 2003-06-18 Max Baermann GmbH Hochgefülltes Kunststoffteil
EP1123794A2 (de) 2000-02-09 2001-08-16 Max Baermann GmbH Hochgefülltes Kunststoffteil
DE102013006567A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Magneteinheit für eine Sensoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Magneteinheit, Sensoreinrichtung und Kraftfahrzeug

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016124370A1 (de) 2016-12-14 2018-06-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung sowie Verfahren zum Zusammenbau einer Sensorvorrichtung
WO2018108470A1 (de) 2016-12-14 2018-06-21 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung sowie verfahren zum zusammenbau einer sensorvorrichtung
WO2019016124A1 (de) 2017-07-21 2019-01-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung
DE102017116454A1 (de) 2017-07-21 2019-01-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensorvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017055123A1 (de) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9556890B2 (en) Elastic alignment assembly for aligning mated components and method of reducing positional variation
US8957559B2 (en) Housing for an actuator for receiving an electric motor and an assembly
US6637095B2 (en) Joining assembly for mounting a fastening element to an external surface of a structural member
JP4608200B2 (ja) 自動車用トランスミッション
EP2888495B1 (de) Kolben-zylinder-anordnung, insbesondere ein nehmerzylinder für eine hydraulische kupplungsbetätigungseinrichtung
US6883656B2 (en) Driver unit for multi-disk clutch systems
JP5139562B2 (ja) 回転軸にスリーブを高精度に取り付け可能な電動機
EP1123794B1 (de) Hochgefülltes Kunststoffteil
DE19625351C1 (de) Verfahren zur Herstellung eines reibungsarmen Kugelgelenkes, sowie reibungsarmes Kugelgelenk
US9663138B2 (en) Worm wheel and electric power steering apparatus
DE102007049114B4 (de) Zahnriemenrad einer elektromechanischen Lenkung mit Kugelgewindemutter
EP1122461B1 (de) Torsionsschwingungsdämpfer
US7465101B2 (en) Electrical machine
US8758873B2 (en) Cast-in-place torsion joint
US9309939B2 (en) Composite brake disc
US8795569B2 (en) Method for manufacturing a gearwheel
US20040235610A1 (en) Planet carrier for planetary gear set of automatic transmission
EP1010901A1 (de) Metallischer Einsatz
US9855624B2 (en) Friction welding element, and a method for connecting the friction welding element to a housing
DE202005005536U1 (de) Blindniet
DE102013105527B4 (de) Planetengetriebe eines Kraftfahrzeugaktuators
US20110181221A1 (en) Motor
US7500408B2 (en) Torque detection device
US7431002B2 (en) Camshaft with contrarotating cams for automotive engines in particular
JP5752142B2 (ja) 伝動装置駆動ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed