DE102016212113B3

DE102016212113B3 - Machine unit and method for determining a torque

Info

Publication number: DE102016212113B3
Application number: DE102016212113.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schimmer; Erkan Arslan; Tilo Moser; Dirk Scheibner; Jürgen Zettner; Stefan Von Dosky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-07-05
Also published as: WO2018007227A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschineneinheit und ein Verfahren zur Ermittlung eines Drehmoments (D) sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Die Maschineneinheit weist ein erstes Antriebselement (3) und ein zweites Antriebselement (5) auf. Weiter weist die Maschineneinheit zumindest ein Dehnmesselement (1) auf, wobei die Dehnmesselement (1) vorzugsweise ein Verdrehen des ersten Antriebselements (3) im Verhältnis zum zweiten Antriebselement (5) ermittelt. Das Verdrehen des ersten Antriebselements (3) zum zweiten Antriebselement (5) erfolgt durch ein Gegendrehmoment (G), welches durch das Drehmoment (D) hervorgerufen wird. Die Übertragung des Drehmoments (D) erfolgt vorzugsweise durch eine Welle (A), insbesondere entlang einer Achse. Das erste Antriebselement (3) und das zweite Antriebselement (5) sind über ein Verbindungselement (13) und/oder ein Befestigungsmittel (9) miteinander verbunden. Das Dehnmesselement (1) erfasst vorzugsweise eine Verformung eines Verbindungselements (13) und/oder eines Befestigungselements (9) und stellt ein Signal für eine Auswerteeinrichtung (AE) bereit. Die Auswerteeinrichtung (AE) berechnet aus der ermittelten Verformung des Verbindungselements (13) und/oder des Befestigungselements (9) das übertragene Drehmoment (D). Somit ist eine günstige und direkte Messung des übertragenen Drehmoments (D) möglich.The invention relates to a machine unit and a method for determining a torque (D) as well as an electric or hybrid vehicle. The machine unit has a first drive element (3) and a second drive element (5). Furthermore, the machine unit has at least one strain gauge element (1), the strain gauge element (1) preferably determining a rotation of the first drive element (3) in relation to the second drive element (5). The rotation of the first drive element (3) to the second drive element (5) is effected by a counter-torque (G), which is caused by the torque (D). The transmission of the torque (D) is preferably carried out by a shaft (A), in particular along an axis. The first drive element (3) and the second drive element (5) are connected to one another via a connecting element (13) and / or a fastening means (9). The expansion measuring element (1) preferably detects a deformation of a connecting element (13) and / or a fastening element (9) and provides a signal for an evaluation device (AE). The evaluation device (AE) calculates the transmitted torque (D) from the determined deformation of the connecting element (13) and / or the fastening element (9). Thus, a favorable and direct measurement of the transmitted torque (D) is possible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Drehmoments und eine Maschineneinheit. The invention relates to a method for determining a torque and a machine unit.

Gewöhnlich wird ein Drehmoment, welches durch eine Welle von einem ersten Antriebselement zu einem zweiten Antriebselement übertragen wird, mit Hilfe komplizierter Mechanismen bestimmt. Beispielhaft wird die Achse, welche das Drehmoment vom ersten Antriebselement zum zweiten Antriebselement hin überträgt, mit einer Bremse oder einem Sensor jeweils mechanisch mit Hilfe eines Gegendrehmoments beaufschlagt. Weiter kann durch Strom-Spannungskennlinien bei Elektromotoren das übertragene Drehmoment ermittelt werden. Usually, a torque which is transmitted by a shaft from a first drive element to a second drive element is determined by means of complicated mechanisms. By way of example, the axis, which transmits the torque from the first drive element to the second drive element, is acted upon mechanically with the aid of a counter-torque by a brake or a sensor. Next can be determined by current-voltage characteristics in electric motors, the transmitted torque.

Nachteilig am gegenwärtigen Stand der Technik sind daher die Beeinflussung der Bewegung und insbesondere die Übertragung des Drehmoments bei einer Bestimmung des Drehmoments, insbesondere bei der direkten Messung des übertragenen Drehmoments. A disadvantage of the current state of the art is therefore influencing the movement and in particular the transmission of the torque in a determination of the torque, in particular in the direct measurement of the transmitted torque.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur einfachen Bestimmung des Drehmoments bereitzustellen. The object of the invention is therefore to provide a device or a method for easy determination of the torque.

Die Aufgabe wird durch eine Maschineneinheit gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. The object is achieved by a machine unit according to claim 1 and a method according to claim 12.

Die Aufgabe wird weiter durch ein Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 14 gelöst. The object is further achieved by an electric or hybrid vehicle according to claim 14.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Die Maschineneinheit weist ein erstes Antriebselement, ein zweites Antriebselement und zumindest ein Dehnmesselement auf, wobei das erste Antriebselement mit dem zweiten Antriebselement derart verbunden ist, dass ein Drehmoment vom ersten Antriebselement zum zweiten Antriebselement über eine drehbare Welle übertragbar ist, wobei ein Dehnmesselement zu der Welle radial beabstandet ist und an dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement befestigt ist, wobei das Dehnmesselement zur Bestimmung des Drehmoments, welches vom ersten Antriebselement zum zweiten Antriebselement übertragen wird, ausgebildet ist. The machine unit comprises a first drive element, a second drive element and at least one strain gauge, wherein the first drive element is connected to the second drive element such that a torque from the first drive element to the second drive element via a rotatable shaft is transferable, wherein a strain gauge to the shaft is radially spaced and is secured to the first drive element and the second drive element, wherein the strain gauge for determining the torque which is transmitted from the first drive element to the second drive element is formed.

Das Verfahren dient zur Bestimmung eines Drehmoments, wobei das Drehmoment von einem ersten Antriebselement zu einem zweiten Antriebselement, insbesondere mit Hilfe einer Welle, übertragen wird, wobei bei der Übertragung des Drehmoments, ein Dehnmesselement verformt wird, wobei das Dehnmesselement zur Welle radial beabstandet an dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement befestigt ist, wobei die Verformung des Dehnmesselements registriert wird und eine Auswerteeinrichtung aus der Verformung des Dehnmesselements das übertragene Drehmoment ermittelt. The method is used to determine a torque, wherein the torque is transmitted from a first drive element to a second drive element, in particular by means of a shaft, wherein the transmission of torque, a strain gauge is deformed, wherein the strain gauge to the shaft radially spaced at the the first drive element and the second drive element is fixed, wherein the deformation of the Dehnmesselements is registered and determined by an evaluation of the deformation of the Dehnmesselements the transmitted torque.

Unter einem Antriebselement wird insbesondere ein Motor, vorzugsweise ein Elektromotor, ein Getriebe, eine Last, ein Drehmomentwandler oder eine Bremse verstanden. A drive element is understood in particular to mean a motor, preferably an electric motor, a gear, a load, a torque converter or a brake.

Unter einer Maschineneinheit werden insbesondere ein Motor mit einem Drehmomentübertrager, mit einem Getriebe und/oder einer Last verstanden. Das Drehmoment wird vorzugsweise durch eine Welle vom ersten Antriebselement zum zweiten Antriebselement übertragen. Die Welle ist hierbei drehbar gelagert. Bei einer zeitlichen Änderung der Drehgeschwindigkeit oder einem Drehwiderstand entgegen der Drehrichtung der Welle wird durch die Welle ein Drehmoment übertragen. Under a machine unit in particular a motor with a torque transformer, with a gear and / or a load understood. The torque is preferably transmitted by a shaft from the first drive element to the second drive element. The shaft is rotatably mounted here. With a temporal change of the rotational speed or a rotational resistance against the direction of rotation of the shaft torque is transmitted through the shaft.

Das Drehmoment der Welle bewirkt ein Gegendrehmoment. Das Gegendrehmoment ist von gleichem Betrag, wirkt jedoch in die entgegengesetzte Richtung. Das Gegendrehmoment bewirkt eine Verdrehung des zweiten Antriebselements gegenüber dem ersten Antriebselement. Die Verdrehung, die vorzugsweise elastisch erfolgt, wird mit Hilfe des Dehnmesselements bestimmt. The torque of the shaft causes a counter torque. The counter torque is the same amount, but acts in the opposite direction. The counter torque causes a rotation of the second drive element relative to the first drive element. The twisting, which preferably takes place elastically, is determined with the aid of the expansion measuring element.

Unter einem Dehnmesselemennt wird insbesondere ein Dehnungs-Messstreifen (auch als Dehnmessstreifen bekannt) verstanden, wobei das Dehnmesselement eine Veränderung in seiner Form in ein messbares Signal, insbesondere einen elektrischen Widerstand, bereitstellt. Unter einem Dehnmesselement kann auch ein Sensor verstanden werden, der die Verschiebung einer Oberfläche zu einer anderen Oberfläche registriert, insbesondere mit Hilfe einer Lichtquelle und einem Lichtsensor. Durch einen solchen Sensor kann das Drehmoment besonders genau bestimmt werden, wenn der Lichtsensor an einem der Antriebselemente und die Lichtquelle am anderen Antriebselement befestigt sind. Hierbei stellt der Lichtsensor das Signal bereit. In particular, an expansion measuring strip (also known as strain gauges) is understood to mean a strain gauge, wherein the strain gauge element provides a change in its shape into a measurable signal, in particular an electrical resistance. A strain gauge can also be understood to mean a sensor which registers the displacement of a surface to another surface, in particular with the aid of a light source and a light sensor. By such a sensor, the torque can be determined particularly accurately when the light sensor is attached to one of the drive elements and the light source to the other drive element. Here, the light sensor provides the signal.

Das messbare Signal kann ausgewertet werden und durch das Signal auf die Veränderung seiner Form und damit auf das Drehmoment und/oder das Gegendrehmoment geschlossen werden. Eine Berechnung des Drehmoments kann insbesondere durch eine Messung bzw. durch ein Eichen des Dehnmesselements unterstützt werden. The measurable signal can be evaluated and closed by the signal on the change in its shape and thus on the torque and / or the counter torque. A calculation of the torque can be supported in particular by a measurement or by an oak of Dehnmesselements.

Das Dehnmesselement ist vorzugsweise beiden Antriebselementen zugeordnet. Hierbei ist ein Teil des Dehnmesselements am ersten Antriebselement befestigt und ein zweiter Teil des Dehnmesselements am zweiten Antriebselement befestigt. Bei einem Verdrehen des ersten Antriebselements zum zweiten Antriebselement wird das Dehnmesselement in seiner Länge verändert. Mit anderen Worten wird das Dehnmesselement bei einer Verschiebung, Verdrehung oder einer sonstigen Auswirkung des Gegendrehmoments verformt oder gedehnt. Die Verformung bzw. Dehnung erfolgt vorteilhaft elastisch. The strain gauge is preferably associated with both drive elements. Here, a part of the Dehnmesselements is attached to the first drive element and a second part of the Dehnmesselements attached to the second drive element. Upon rotation of the first drive element for second drive element, the strain gauge is changed in its length. In other words, the strain gauge is deformed or stretched during a displacement, rotation or other effect of the counter torque. The deformation or expansion is advantageously elastic.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist das Dehnmesselement an einer ersten Position des Dehnmesselements mit dem ersten Antriebselement verbunden und mit einer zweiten Position des Dehnmesselements mit dem zweiten Antriebselement verbunden. In a particularly simple embodiment, the strain gauge is connected to the first drive element at a first position of the expansion measuring element and connected to a second position of the Dehnmesselements with the second drive element.

Um ein Drehmoment oder ein Gegendrehmoment in mehrere Richtungen bestimmen zu können, sind vorzugsweise eine Mehrzahl von Dehnmesselementen den Antriebselementen zugeordnet. So können zwei Dehnmesselemente zur Bestimmung eines Drehmoments in eine Richtung und die entsprechend entgegengesetzte Richtung vorgesehen sein. Die Richtungen sind hierbei nicht notwendig parallel. In order to be able to determine a torque or a counter torque in several directions, a plurality of strain gauges are preferably associated with the drive elements. Thus, two strain gauges for determining a torque in one direction and the corresponding opposite direction may be provided. The directions are not necessarily parallel.

Unter einer Welle wird ein Festkörper verstanden, der geeignet ist, ein Drehmoment von einem ersten Antriebselement zu einem zweiten Antriebselement zu übertragen. A shaft is understood as a solid which is suitable for transmitting torque from a first drive element to a second drive element.

Unter einer beabstandeten Befestigung des Dehnmesselements von der Welle wird verstanden, dass das Dehnmesselement nicht die Drehachse der Welle berührt. Mit anderen Worten ist das Dehnmesselement von der Welle entfernt, insbesondere nahe der Außenseite des jeweiligen Antriebselements, befestigt. By a spaced attachment of the Dehnmesselements of the shaft is understood that the strain gauge does not touch the axis of rotation of the shaft. In other words, the strain gauge is removed from the shaft, especially near the outside of the respective drive element.

Vorzugsweise wird die Verformung in einem Befestigungselement und/oder durch ein Verbindungselement aufgenommen, wobei das Befestigungselement und/oder das Verbindungselement verformt werden. Preferably, the deformation is accommodated in a fastening element and / or by a connecting element, wherein the fastening element and / or the connecting element are deformed.

Vorzugsweise dient hierbei das Dehnmesselement zur Bestimmung der Verformung des Verbindungselements und/oder des Befestigungselements. In diesem Fall ist das Dehnmesselement jeweils dem Verbindungselement oder jeweils dem Befestigungselement zugeordnet. Preferably, in this case serves the strain gauge for determining the deformation of the connecting element and / or the fastener. In this case, the strain gauge is assigned to each of the connecting element or each of the fastening element.

Das Dehnmesselement ist vorzugsweise als veränderbarer elektrischer Widerstand ausgebildet, wobei zur Bestimmung des Dehnungszustandes eine Widerstandsbrückenschaltung vorgesehen ist. Mit Hilfe einer Widerstandsbrückenschaltung kann der Dehnungszustand des Dehnmesselements sehr genau bestimmt werden. The strain gauge is preferably designed as a variable electrical resistance, wherein a resistance bridge circuit is provided for determining the strain state. By means of a resistance bridge circuit, the strain state of the expansion element can be determined very accurately.

Das Dehnmesselement stellt ein Signal, vorzugsweise für die Steuereinrichtung, bereit. Das Signal ist vorzugsweise zu der Verdrehung des ersten Antriebselements und des zweiten Antriebselements proportional. The strain gauge provides a signal, preferably for the controller. The signal is preferably proportional to the rotation of the first drive element and the second drive element.

Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise als Mikrocomputer oder als Mikrocontroller ausgebildet. Die Auswerteeinrichtung dient zur Aufnahme des Signals von dem Dehnmesselement. Die Auswerteeinrichtung bestimmt anhand des Signals, vorzugsweise anhand einer Kennlinie, das Drehmoment. The evaluation device is preferably designed as a microcomputer or as a microcontroller. The evaluation device is used to receive the signal from the strain gauge. The evaluation determines the torque based on the signal, preferably based on a characteristic.

Das übertragene Drehmoment verursacht eine leichte Verdrehung oder Verschiebung der Antriebselemente zueinander. Diese Verdrehung bzw. Verschiebung erfolgt elastisch und wird durch ein Gegendrehmoment ausgeglichen, wobei das Gegendrehmoment dem Drehmoment entgegen wirkt. Das Gegendrehmoment und das Drehmoment lassen sich demnach einander umrechnen. The transmitted torque causes a slight rotation or displacement of the drive elements to each other. This rotation or displacement is elastic and is compensated by a counter torque, the counter torque acts against the torque. The counter torque and the torque can be converted accordingly.

Aus dem Gegendrehmoment und ggf. aus dem Abstand der Welle zur Position des Dehnmesselements kann das Drehmoment bestimmt werden. Möglich ist auch eine direkte Bestimmung des Drehmoments anhand einer Kennlinie aus dem Signal des Dehnmesselements oder den Signalen der jeweiligen Dehnmesselementen. From the counter torque and possibly from the distance of the shaft to the position of the Dehnmesselements the torque can be determined. Also possible is a direct determination of the torque based on a characteristic curve from the signal of the strain gauge or the signals of the respective strain gauge elements.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das erste Antriebselement mit zumindest einem Verbindungselement und/oder einem Befestigungsmittel verbunden, wobei das Verbindungselement und/oder das Befestigungsmittel von der Welle beabstandet angeordnet ist. In an advantageous embodiment of the machine unit, the first drive element is connected to at least one connecting element and / or a fastening means, wherein the connecting element and / or the fastening means is arranged at a distance from the shaft.

Das Verbindungselement wird mit dem ersten Antriebselement befestigt. Das Verbindungselement kann hierzu in einer Öffnung des Antriebselements, bevorzugt mit einer Pressverbindung, befestigt sein. Das Verbindungselement dient vorzugsweise zur Aufnahme eines Befestigungsmittels für das zweite Antriebselement. Ein Antriebselement weist vorteilhaft zwei, drei, vier oder mehrere Verbindungselemente auf, wobei das jeweilige Verbindungselement vorzugsweise mit Hilfe eines Befestigungselements zur Befestigung des zweiten Antriebselements ausgebildet ist. The connecting element is fastened to the first drive element. For this purpose, the connecting element can be fastened in an opening of the drive element, preferably with a press connection. The connecting element is preferably used for receiving a fastening means for the second drive element. A drive element advantageously has two, three, four or more connecting elements, wherein the respective connecting element is preferably formed by means of a fastening element for fastening the second drive element.

Durch den Einsatz eines Verbindungselements kann eine Verbindung des ersten Antriebselements mit dem zweiten Antriebselement vereinfacht und insbesondere einfach modifiziert werden. By using a connecting element, a connection of the first drive element to the second drive element can be simplified and, in particular, easily modified.

Das Dehnmesselement kann ebenso dem Befestigungselement zugeordnet sein. Unter einem Befestigungselement wird bevorzugt eine Schraube oder eine Niete verstanden, wobei die Schraube auch in einem Gewinde des Antriebselements und/oder des Verbindungselements Halt findet. The strain gauge may also be associated with the fastener. A fastening element is preferably understood to mean a screw or a rivet, the screw also finding support in a thread of the drive element and / or of the connecting element.

Das Dehnmesselement kann in einer Aussparung des Befestigungselements eingefasst sein. Bei einer Verformung des Befestigungselements verformt sich gleichsam so das Dehnmesselement. Die Verformung des Befestigungselements wird durch das Drehmoment bzw. das Gegendrehmoment initiiert. Die Verformung des Befestigungselements und/oder des Verbindungselements wird durch das jeweils zugeordnete Dehnmesselement ermittelt. Das Dehnmesselement dient zur Wandlung der Verformung des Verbindungselements und/oder des Befestigungselements in ein Signal. Das Signal wird einer Auswerteeinheit zugeführt. The strain gauge can be enclosed in a recess of the fastener. In a deformation of the fastener deformed so to speak, the strain gauge. The deformation of the fastener is initiated by the torque or the counter torque. The deformation of the fastening element and / or the connecting element is determined by the respective associated strain gauge. The strain gauge is used to convert the deformation of the connecting element and / or the fastener into a signal. The signal is fed to an evaluation unit.

Vorzugsweise werden die Befestigungselemente und/oder die Verbindungselemente derart angeordnet, dass äußere Einflüsse auf die Bestimmung des Drehmoments bzw. des Gegendrehmoments keinen Einfluss aufweisen. Hierzu sind die Dehnmesselemente vorzugsweise an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Antriebselements angeordnet. Weiter vorteilhaft können die Dehnmesselemente so angeordnet sein, dass die Wirkung der Schwerkraft oder einer sonstigen Einwirkung auf eines der Antriebselemente nicht wirksam ist oder ausgeglichen wird. Preferably, the fastening elements and / or the connecting elements are arranged such that external influences on the determination of the torque or the counter torque have no influence. For this purpose, the strain gauges are preferably arranged on respectively opposite sides of the drive element. Further advantageously, the strain gauges can be arranged so that the effect of gravity or other action on one of the drive elements is not effective or is compensated.

Vorzugsweise werden die Dehnmesselemente an zwei oder vier jeweils gegenüberliegenden Stellen der Verbindung von dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement angeordnet. Preferably, the strain gauges are arranged at two or four respectively opposite points of the connection of the first drive element and the second drive element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Maschinenelements ist das Dehnmesselement dem Verbindungselement zugeordnet ist, wobei das Verbindungselement eine Aussparung aufweist, wobei der Rand der Aussparung durch das Drehmoment zur Verformung ausgebildet ist und die Verformung zur Bestimmung des Drehmoments mit Hilfe des Dehnmesselements vorgesehen ist. In a further advantageous embodiment of the machine element, the strain gauge is associated with the connecting element, wherein the connecting element has a recess, wherein the edge of the recess is formed by the torque for deformation and the deformation is provided for determining the torque by means of Dehnmesselements.

Das Verbindungselement ist vorteilhaft aus leicht biegsamem Metall, wie Aluminium, Kupfer oder Kunststoff, hergestellt. The connecting element is advantageously made of easily flexible metal, such as aluminum, copper or plastic.

Die Aussparung des Verbindungsteils ist derart angeordnet und geformt, so dass eine Krafteinwirkung auf das Verbindungselement eine möglichst große Verformung des Verbindungselements bewirkt. So kann die Aussparung beispielhaft als ein Schlitz ausgeführt werden und/oder als eine Bohrung, wobei der Rand der Bohrung über eine Seite des Verbindungselements hinausragt. The recess of the connecting part is arranged and shaped such that a force acting on the connecting element causes the greatest possible deformation of the connecting element. Thus, the recess may be exemplified as a slot and / or as a bore, wherein the edge of the bore protrudes beyond one side of the connecting element.

Die Aussparung dient vorteilhaft zur Erhöhung der Verformung des Verbindungselements. Die Verformung wird durch das Drehmoment hervorgerufen. Das Drehmoment bewirkt eine Verdrehung des ersten Antriebselements in Bezug zum zweiten Antriebselement. Die Verdrehung bewirkt eine Verformung des Verbindungselements. Die Verformung des Verbindungselements bewirkt eine Ausdehnung eines Bereiches einer Seitenfläche des Verbindungselements. Die Ausdehnung wird durch das Dehnmesselement bestimmt. Da die Verformung des Verbindungselements proportional zu dem übertragenen Drehmoment ist, kann durch die Bestimmung der Verformung des Verbindungselements das übertragene Drehmoment bestimmt werden. The recess advantageously serves to increase the deformation of the connecting element. The deformation is caused by the torque. The torque causes a rotation of the first drive element with respect to the second drive element. The rotation causes a deformation of the connecting element. The deformation of the connector causes expansion of a portion of a side surface of the connector. The extent is determined by the strain gauge. Since the deformation of the connecting element is proportional to the transmitted torque, by determining the deformation of the connecting element, the transmitted torque can be determined.

Das Befestigungsmittel kann ebenfalls eine Aussparung zur Aufnahme eines Dehnmesselements aufweisen. Das wird dann vorteilhaft in der Aussparung befestigt und dient zur Bestimmung der Verformung des Befestigungselements. Die Verformung des Befestigungselements erfolgt durch die Verdrehung des ersten Antriebselements in Bezug zum zweiten Antriebselement. The fastening means may also have a recess for receiving a Dehnmesselements. This is then advantageously secured in the recess and serves to determine the deformation of the fastener. The deformation of the fastening element takes place by the rotation of the first drive element in relation to the second drive element.

Hierbei kann das Befestigungselement auch in Richtung des übertragenen Drehmoments ausgerichtet sein. In einem solchen Fall initiiert die Scherbelastung des Befestigungselements eine Verformung des Befestigungselements. Die Verformung des Befestigungselements erfolgt durch die Scherspannung und führt zu einer bereichsweisen Änderung der Länge des Befestigungselements und somit zu einer Veränderung der Länge des Dehnmesselements. In this case, the fastening element can also be aligned in the direction of the transmitted torque. In such a case, the shearing load of the fastener initiates deformation of the fastener. The deformation of the fastener is effected by the shear stress and leads to a region-wise change in the length of the fastener and thus to a change in the length of the Dehnmesselements.

Durch die ermittelte Verformung des Befestigungselements kann somit gleichsam auf das übertragene Drehmoment geschlossen werden. Die Bestimmung des übertragenen Drehmoments erfolgt mit Hilfe der Auswerteeinheit. As a result of the determined deformation of the fastening element can be closed to the transmitted torque. The determination of the transmitted torque takes place with the aid of the evaluation unit.

Vorzugsweise können mehrere Dehnmesselemente in Verbindungselementen und/oder den Befestigungselementen zur Bestimmung des übertragenen Drehmoments vorgesehen sein. Preferably, a plurality of strain gauges can be provided in connection elements and / or the fastening elements for determining the transmitted torque.

Das Dehnmesselement kann auch an einer Außenseite des Verbindungselements und/oder des Befestigungselements befestigt sein. The strain gauge can also be attached to an outer side of the connecting element and / or the fastening element.

Das Dehnmesselement kann die Aussparung teilweise abdecken. So führt die Änderung der Form der Aussparung zu einer Änderung des Abstandes der Seiten, an denen das Dehnmesselement jeweils befestigt ist. The strain gauge can partially cover the recess. Thus, the change in the shape of the recess leads to a change in the distance between the sides to which the strain gauge is attached.

Durch die Aussparung des Verbindungselements führt das Gegendrehmoment zu einer stärkeren Verformung des Verbindungselements und somit zu einer stärkeren Verformung des Dehnmesselements. Somit kann die Messgenauigkeit des Drehmoments bzw. des Gegendrehmoments erhöht werden. Bei der Integration des Dehnmesselements in das Befestigungsmittel ist das Dehnmesselement vorteilhaft von äußeren Einflüssen geschützt. Due to the recess of the connecting element, the counter torque leads to a greater deformation of the connecting element and thus to a greater deformation of the Dehnmesselements. Thus, the measurement accuracy of the torque or the counter torque can be increased. When integrating the expansion measuring element into the fastening means, the expansion measuring element is advantageously protected from external influences.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das Dehnmesselement an einer Seitenfläche des Verbindungselements befestigt. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the strain gauge is attached to a side surface of the connecting element.

Die Seitenfläche des Verbindungselements ist vorzugsweise die Seitenfläche, die der Aussparung gegenüber liegt, wobei die Aussparung ein Teil der gegenüber liegenden Seitenfläche ausschneidet. Vorzugsweise kann durch die Anordnung des Dehnmesselements an einer Seitenfläche eine genauere Bestimmung des Drehmoments bzw. des Gegendrehmoments erfolgen. The side surface of the connecting element is preferably the side surface which faces the recess, wherein the recess cuts out a part of the opposite side surface. The arrangement of the expansion measuring element on a side surface can preferably be used to determine the torque or the counter torque more precisely.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Maschinenelements ist das Dehnmesselement dem Befestigungsmittel zugeordnet. In a further advantageous embodiment of the machine element, the strain gauge is associated with the fastening means.

Das Dehnmesselement ist hierbei vorzugsweise in das Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraubverbindung, integriert. Hierzu weist das Befestigungsmittel eine, insbesondere mittig angeordnete, Bohrung auf, welche durch ein Füllmittel wieder ausgefüllt ist. Neben dem Füllmittel weist die Aussparung des Befestigungsmittels auch das Dehnmesselement auf, wobei das Füllmittel sowohl zum Schutz des Dehnmesselements als auch zur Fixierung des Dehnmesselements dient. The strain gauge is in this case preferably in the fastening means, in particular a screw, integrated. For this purpose, the fastening means has a, in particular centrally disposed, bore, which is filled by a filler again. In addition to the filler, the recess of the fastening means and the strain gauge, wherein the filler serves both to protect the Dehnmesselements and for fixing the Dehnmesselements.

Weiter kann das Dehnmesselement auch an einer Seitenfläche des Befestigungsmittels angeordnet sein. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das Verbindungselement mit dem ersten Antriebselement verbunden. Das Verbindungselement ist zur Aufnahme des Befestigungsmittels ausgebildet. Das Befestigungsmittel zur Befestigung des zweiten Antriebselements ist am ersten Antriebselement vorgesehen. Further, the strain gauge can also be arranged on a side surface of the fastening means. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the connecting element is connected to the first drive element. The connecting element is designed to receive the fastening means. The fastening means for fastening the second drive element is provided on the first drive element.

Durch die Integration des Dehnmesselements in das (oder an dem) Befestigungsmittel können mehrere Dehnmesselemente zum Einsatz kommen und somit die Genauigkeit der Bestimmung des Drehmoments erhöht werden. By integrating the strain gauge element into the (or at) the fastening means, a plurality of strain gage elements can be used and thus the accuracy of the determination of the torque can be increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das Verbindungselement mit dem ersten Antriebselement verbunden, wobei das Verbindungselement zur Aufnahme des Befestigungsmittels ausgebildet ist, wobei das Befestigungsmittel zur Befestigung des zweiten Antriebselements am ersten Antriebselement vorgesehen ist. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the connecting element is connected to the first drive element, wherein the connecting element is designed to receive the fastening means, wherein the fastening means is provided for fastening the second drive element on the first drive element.

Hierbei ist das Befestigungsmittel vorzugsweise als Schraube ausgebildet, wobei das Befestigungsmittel zur Befestigung des zweiten Antriebselements an das Verbindungselement ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement mit dem ersten Antriebselement verbunden ist. Durch das Verbindungs- und das Befestigungselement sind die beiden Antriebselemente fest miteinander verbunden. Durch die bevorzugte Ausgestaltung der Verbindung der beiden Antriebselemente bewirkt das Verdrehen der beiden Antriebselemente zueinander eine Verformung des Verbindungs- bzw. des Befestigungselements. Der Grad der Verdrehung kann durch vorteilhaft platzierte Aussparungen erhöht werden. In this case, the fastening means is preferably designed as a screw, wherein the fastening means is designed for fastening the second drive element to the connecting element, wherein the connecting element is connected to the first drive element. Through the connection and the fastening element, the two drive elements are firmly connected. Due to the preferred embodiment of the connection of the two drive elements, the rotation of the two drive elements causes each other a deformation of the connecting or the fastening element. The degree of rotation can be increased by advantageously placed recesses.

Durch die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Verbindung der beiden Antriebselemente ist sowohl eine feste Verbindung als auch eine gute Ermittlung des übertragenen Drehmoments möglich. By the above-described embodiment of the connection of the two drive elements both a firm connection and a good determination of the transmitted torque is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist eine Mehrzahl von Verbindungselementen zur Verbindung der ersten Antriebseinheit mit der zweiten Antriebseinheit vorgesehen, wobei die Verbindungselemente jeweils ein Dehnmesselement umfassen und das jeweilige Dehnmesselement zur Ermittlung des Drehmoments vorgesehen sind. In a further advantageous embodiment of the machine unit, a plurality of connecting elements for connecting the first drive unit with the second drive unit is provided, wherein the connecting elements each comprise a strain gauge and the respective strain gauge are provided for determining the torque.

Durch die Ermittlung des Drehmoments durch eine Mehrzahl von Dehnmesselementen kann die Genauigkeit der Bestimmung des übertragenen Drehmoments erhöht werden. Weiter können Messungenauigkeiten durch Schwingungen bzw. Erschütterungen ausgeglichen werden. Vorzugsweise sind die jeweiligen Dehnmesselemente, die dem Verbindungselement bzw. den Befestigungsmitteln zugeordnet sind, mit der Auswerteeinheit verbunden. Die Auswerteeinheit registriert die Signale des jeweiligen Dehnmesselements und berechnet aus den Signalen das übertragene Drehmoment. Durch die Anordnung mehrerer Dehnmesselemente an mehreren Verbindungselementen können Messungenauigkeiten bzw. negative Einflüsse auf das Ergebnis der Drehmomentbestimmung ausgeschlossen werden. By determining the torque by a plurality of Dehnmesselementen the accuracy of the determination of the transmitted torque can be increased. Furthermore, measurement inaccuracies due to vibrations or vibrations can be compensated. Preferably, the respective strain gauges, which are associated with the connecting element or the fastening means, are connected to the evaluation unit. The evaluation unit registers the signals of the respective expansion measuring element and calculates the transmitted torque from the signals. By arranging a plurality of strain gauges on a plurality of connecting elements measuring inaccuracies or negative influences on the result of the torque determination can be excluded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das Verbindungselement in einer Öffnung des ersten Antriebselements und/oder in einer Öffnung des zweiten Antriebselements eingefügt. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the connecting element is inserted in an opening of the first drive element and / or in an opening of the second drive element.

Durch das Verbindungselement erhöht sich die Stabilität der Verbindung. Durch weitere oder zusätzliche Befestigungselemente kann die Verbindung der beiden Antriebselemente noch verstärkt werden. Je nach Ausgestaltung der Maschineneinheit ist weiter eine Vielzahl von Antriebselementen kombinierbar. The connection element increases the stability of the connection. By additional or additional fasteners, the connection of the two drive elements can be reinforced. Depending on the configuration of the machine unit, a plurality of drive elements can furthermore be combined.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit weist das Verbindungselement eine weitere Aussparung auf, insbesondere zur Durchführung einer elektrischen Leitung oder eines Befestigungsmittels. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the connecting element has a further recess, in particular for carrying out an electrical line or a fastening means.

Zur Übertragung von Signalen der ersten Antriebs- zur zweiten Antriebseinheit (und umgekehrt) können Verbindungsleitungen am Rand der Antriebseinheiten verlegt werden. Die Verbindungselemente können hierzu Öffnungen aufweisen, wobei die Öffnungen zur Durchführung von Verbindungsleitungen ausgebildet sind. Je nach Ausgestaltung der Antriebselemente ist somit eine flexible Verlegung von Verbindungsleitungen möglich, ohne dass die Antriebselemente selbst modifiziert werden müssen. For transmission of signals of the first drive to the second drive unit (and vice versa) connecting lines can be laid on the edge of the drive units. The connecting elements may for this purpose have openings, wherein the openings are designed for the passage of connecting lines. Depending on the configuration of the drive elements, a flexible installation of connection lines is thus possible without the drive elements themselves having to be modified.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit weist diese weiter eine Auswerteeinrichtung auf, wobei die Auswerteeinrichtung mit dem jeweiligen Dehnmesselement verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit zur Bestimmung des Gegendrehmoments und/oder des Drehmoments ausgebildet ist. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the latter further has an evaluation device, wherein the evaluation device is connected to the respective strain gauge element, wherein the evaluation unit is designed to determine the counter torque and / or the torque.

Bei der Auswerteeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Recheneinheit, beispielsweise einen Mikrocomputer oder einen Mikrocontroller. Die Auswerteeinheit dient zur Aufnahme der Signale, welche die Dehnmesselemente der Auswerteeinheit bereitstellen. Aus den Signalen errechnet die Auswerteeinheit, insbesondere mit Hilfe einer Kennlinie oder einem semiempirischen Modell, das übertragene Drehmoment bzw. das Gegendrehmoment. Meist ist das Gegendrehmoment betragsmäßig gleich dem Drehmoment. The evaluation device is preferably an arithmetic unit, for example a microcomputer or a microcontroller. The evaluation unit is used to receive the signals which provide the strain gauges of the evaluation. The evaluation unit calculates the transmitted torque or the counter torque from the signals, in particular with the aid of a characteristic curve or a semiempirical model. In most cases, the counter torque is equal in magnitude to the torque.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Maschineneinheit ist das jeweilige Dehnmesselement, insbesondere gemäß seiner Verformung, zur Übertragung eines Signals an die Auswerteeinheit ausgebildet. Das Signal wird vorzugsweise durch eine elektrische Verbindungsleitung von dem Dehnmesselement zur Auswerteeinheit übertragen. Durch die Übertragung des Signals von dem Dehnmesselement an die Auswerteeinrichtung wird das Signal der Auswerteeinrichtung bereitgestellt. In a further advantageous embodiment of the machine unit, the respective strain gauge element, in particular according to its deformation, is designed to transmit a signal to the evaluation unit. The signal is preferably transmitted by an electrical connection line from the strain gauge to the evaluation unit. By transmitting the signal from the strain gauge to the evaluation the signal of the evaluation is provided.

Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung in elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, wobei die Antriebseinheiten dem Motor bzw. dem Getriebe und/oder dem Differenzial der Elektro- bzw. Hybridfahrzeuge entsprechen. Die Erfindung lässt sich ebenso bei der Übertragung von Drehmomenten in industriellen Anlagen oder in Schienenfahrzeugen einsetzen. Preferably, the invention finds application in electrically powered vehicles or hybrid vehicles, wherein the drive units correspond to the engine or the transmission and / or the differential of the electric or hybrid vehicles. The invention can also be used in the transmission of torques in industrial installations or in rail vehicles.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben und erläutert. Die hierbei in den Figuren gezeigten Merkmale können einzeln und in Kombination zu neuen Ausführungsformen kombiniert werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen The invention will be described and explained in more detail below with reference to FIGS. The features shown here in the figures can be combined individually and in combination to form new embodiments, without departing from the essence of the invention. Show it

1 eine Ansicht einer Maschineneinheit, 1 a view of a machine unit,

2 eine andere Ansicht einer Maschineneinheit, 2 another view of a machine unit,

3 ein Verbindungselement, 3 a connecting element,

4 eine Seitenfläche des Verbindungselements, 4 a side surface of the connecting element,

5 eine Befestigung der Antriebselemente, 5 an attachment of the drive elements,

6 ein Befestigungselement, 6 a fastener,

7 eine mögliche Anordnung der Verbindungselemente, 7 a possible arrangement of the connecting elements,

8 eine andere Befestigung der Antriebselemente sowie 8th another attachment of the drive elements as well

9 eine weitere Anordnung. 9 another arrangement.

1 zeigt eine Ansicht einer Maschineneinheit. Die Maschineneinheit weist ein erstes Antriebselement 3, ein zweites Antriebselement 5 und ein Dehnmesselement 1 auf. Das erste Antriebselement 3 ist über eine Welle A mit dem zweiten Antriebselement 5 verbunden. Die Welle A dient zur Übertragung eines Drehmomentes D vom ersten Antriebselement 3 zum zweiten Antriebselement 5. Bei Übertragung des Drehmomentes D vom ersten Antriebselement 3 auf das zweite Antriebselement 5 wird ein Gegendrehmoment G induziert. Das Gegendrehmoment G bewirkt eine Verdrehung des zweiten Antriebselements 5 in Bezug zum ersten Antriebselement 3. Die Verdrehung durch das Gegendrehmoment G wird durch das Dehnmesselement 1 bestimmt. Das Dehnmesselement 1 ist hierbei von der Welle A beabstandet angeordnet. Vorzugsweise ist das Dehnmesselement 1 nahe der Gehäuseaußenseite des ersten Antriebselements 3 und des zweiten Antriebselements 5 angeordnet. 1 shows a view of a machine unit. The machine unit has a first drive element 3 , a second drive element 5 and a strain gauge 1 on. The first drive element 3 is via a shaft A with the second drive element 5 connected. The shaft A serves to transmit a torque D from the first drive element 3 to the second drive element 5 , When transmitting the torque D from the first drive element 3 on the second drive element 5 a counter-torque G is induced. The counter torque G causes a rotation of the second drive element 5 in relation to the first drive element 3 , The rotation by the counter torque G is determined by the strain gauge 1 certainly. The strain gauge 1 is hereby arranged at a distance from the shaft A. Preferably, the strain gauge is 1 near the outside of the housing of the first drive element 3 and the second drive element 5 arranged.

2 zeigt eine andere Ansicht einer Maschineneinheit. Auch die hier gezeigte Maschineneinheit weist ein erstes Antriebselement 3 und ein zweites Antriebselement 5 auf. Die Antriebselemente 3, 5 sind an ihrem Rand durch Dehnmesselemente 1 verbunden. Ein Verdrehen des ersten Antriebselements 3 in Bezug auf das zweite Antriebselement 5 wird durch die beiden Dehnmesselemente 1 ermittelt. Die Verdrehung erfolgt hierbei entlang der Achse des übertragenen Drehmoments D. Die Dehnmesselemente 1 stellen ein Signal proportional zur Verdrehung des ersten Antriebselements 3 zum zweiten Antriebselement 5 einer Auswerteeinheit AE zur Verfügung. Die Auswerteeinheit AE bestimmt aus den Signalen der Dehnmesselemente 1 das Drehmoment D bzw. das Gegendrehmoment G. Die Dehnmesselemente 1 sind derart angeordnet, dass eine Verdrehung in einer Seite das eine Dehnmesselement 1 in der Länge vergrößert und das andere Dehnmesselement 1 entspannt bzw. in seiner Länge reduziert. Eine Verdrehung in der anderen Richtung der Antriebselemente 3, 5 bewirkt demnach eine Dehnung des anderen Dehnmesselements 1. Durch die Anordnung der Dehnmesselemente 1 kann sowohl der Betrag als auch die Richtung des übertragenen Drehmomentes D bestimmt werden. 2 shows another view of a machine unit. The machine unit shown here also has a first drive element 3 and a second drive element 5 on. The drive elements 3 . 5 are at their edge by strain gauges 1 connected. A rotation of the first drive element 3 with respect to the second drive element 5 is through the two strain gauges 1 determined. The rotation takes place along the axis of the transmitted torque D. Die Dehnmesselemente 1 make a signal proportional to the rotation of the first drive element 3 to the second drive element 5 an evaluation unit AE available. The evaluation unit AE determines from the signals of the strain gauge elements 1 the torque D or the counter torque G. The strain gauges 1 are arranged such that a rotation in one side of the one strain gauge 1 in the length increases and the other strain gauge 1 relaxed or reduced in length. A twist in the other direction of the drive elements 3 . 5 thus causes an expansion of the other Dehnmesselements 1 , By the arrangement of the strain gauges 1 Both the amount and the direction of the transmitted torque D can be determined.

3 zeigt ein Verbindungselement 13. Das Verbindungselement 13 dient zur Verbindung des ersten Antriebselements 3 und des zweiten Antriebselements 5. Das Verbindungselement 13 weist eine Aussparung 7 auf, wobei die Aussparung 7 bei einer Beaufschlagung des Verbindungselements 13 mit einer Kraft zu einer Verformung einer Seitenfläche des Verbindungselements 13 führt. Entlang der Seitenfläche, welche durch die Belastung mit der Kraft verformt wird, ist ein Dehnmesselement 1 angeordnet. Das Verbindungselement 13 weist überdies Öffnungen auf, wobei die Öffnungen 11a, 11b zur Durchführung von elektrischen Leitungen oder zur Aufnahme eines Befestigungselements 9 dienen. Zur Aufnahme des Befestigungselements 9 in das Verbindungselement 13, weist die Öffnung 11a, 11b vorzugsweise ein Gewinde auf. Die Kraft auf das Verbindungselement 13 wird durch die Verdrehung der Antriebselemente 3, 5 zueinander induziert. Die Kraft auf das Verbindungselement 13 wirkt parallel zu den Seitenflächen, an denen das Dehnmesselement 1 jeweils angeordnet ist. Das Verbindungselement 13 weist weiter eine weitere Aussparung 7 bzw. Öffnung 11a auf, wobei die weitere Aussparung 7/Öffnung 11a, vorzugsweise zur Durchführung von einer Verbindungsleitung 10 ausgebildet ist. 3 shows a connecting element 13 , The connecting element 13 serves to connect the first drive element 3 and the second drive element 5 , The connecting element 13 has a recess 7 on, with the recess 7 upon application of the connecting element 13 with a force to deform a side surface of the connecting element 13 leads. Along the side surface, which is deformed by the load with the force, is a strain gauge 1 arranged. The connecting element 13 also has openings, the openings 11a . 11b for the passage of electrical cables or for receiving a fastener 9 serve. For receiving the fastener 9 in the connecting element 13 , points the opening 11a . 11b preferably a thread on. The force on the connecting element 13 is due to the rotation of the drive elements 3 . 5 induced to each other. The force on the connecting element 13 acts parallel to the side surfaces where the strain gauge 1 each is arranged. The connecting element 13 has another recess 7 or opening 11a on, with the further recess 7 /Opening 11a , preferably for the implementation of a connecting line 10 is trained.

Auch die Aussparung 7, welche zur Verstärkung der Verformung beiträgt, kann zur Durchführung einer Verbindungsleitung 10 vorgesehen sein. Also the recess 7 , which contributes to the enhancement of the deformation, can be used to carry out a connecting line 10 be provided.

4 zeigt eine Seitenfläche des Verbindungselements 13. Das Verbindungselement 13 weist an der Seitenfläche zwei Dehnmesselemente 1 auf. Die Dehnmesselemente 1 sind jeweils so angeordnet, dass die Aussparung 7 bei einer Belastung des Verbindungselements 13 durch die Verdrehung der Antriebselemente 3, 5 in der Länge bzw. Form verändert wird. Weiter ist eine Öffnung 11a zur Aufnahme eines Befestigungselements 9 oder einer Verbindungsleitung 10 angedeutet. Das Dehnmesselement 1 ist, wie auch in 3 gezeigt, entweder über der Aussparung 7 oder auf der gegenüberliegenden Seitenfläche der Aussparung 7 vorzugsweise angeordnet. 4 shows a side surface of the connecting element 13 , The connecting element 13 has two strain gauges on the side surface 1 on. The strain gauges 1 are each arranged so that the recess 7 at a load of the connecting element 13 by the rotation of the drive elements 3 . 5 is changed in length or shape. Next is an opening 11a for receiving a fastener 9 or a connection line 10 indicated. The strain gauge 1 is, as well as in 3 shown either over the recess 7 or on the opposite side surface of the recess 7 preferably arranged.

5 zeigt ein Verbindungselement 13 zur Verbindung eines ersten Antriebselements 3 mit dem zweiten Antriebselement 5. Das Verbindungselement 13 ist, vorzugsweise in einer Pressverbindung, mit dem ersten Antriebselement 3 verbunden. Das Verbindungselement 13 dient zur Aufnahme des Befestigungsmittels 9, wobei das Befestigungsmittel 9 zur Befestigung des zweiten Antriebselements 5 an das Verbindungselement 13 vorgesehen ist. Das Verbindungselement 13 kann auch über weitere Befestigungsmittel (nicht gezeigt) mit dem ersten Antriebselement 3 verbunden sein. 5 shows a connecting element 13 for connecting a first drive element 3 with the second drive element 5 , The connecting element 13 is, preferably in a press connection, with the first drive element 3 connected. The connecting element 13 serves to accommodate the fastener 9 , wherein the fastening means 9 for fastening the second drive element 5 to the connecting element 13 is provided. The connecting element 13 can also be connected via further fastening means (not shown) with the first drive element 3 be connected.

6 zeigt ein erstes Antriebselement 3 und ein zweites Antriebselement 5, wobei das erste Antriebselement 3 mit dem zweiten Antriebselement 5 durch das Befestigungsmittel 9 verbunden ist. Das Befestigungsmittel 9 befindet sich jeweils in einer Öffnung 11a bzw. Aussparung 7 des ersten bzw. zweiten Antriebselements 3, 5. Das Befestigungsmittel 9 weist eine Aussparung 7 auf, wobei die Aussparung 7 des Befestigungsmittels 9 zur Aufnahme des Dehnmesselements 1 ausgebildet ist. Das Dehnmesselement 1 ist vorzugsweise mit einem Verbundwerkstoff in der Aussparung 7 fixiert. Bei einem Verdrehen des ersten Antriebselements 3 in Bezug auf das zweite Antriebselement 5 erfolgt eine Dehnung des Befestigungsmittels 9, wobei durch die Dehnung des Befestigungsmittels 9 das Dehnmesselement 1 in seiner Form bzw. Ausrichtung verändert wird und die Veränderung als Signal einer (nicht gezeigten) Auswerteeinheit AE bereitgestellt wird. Hierbei ist das Befestigungsmittel 9 durch eine Schraubverbindung ausgebildet, wobei die Schraubverbindung durch eine Schraubenmutter ausgestaltet ist. Die Schaubverbindung verbindet das erste Antriebselement 3 mit dem zweiten Antriebselement 5. Die Verbindung ist in der Regel stabil ausgestaltet. Das Dehnmesselement 1 ist mit Hilfe des Füllmaterials in der Aussparung 7 befestigt. Das Füllmaterial ist vorzugsweise ein Polymer, insbesondere ein schmelzbarer Kunststoff. 6 shows a first drive element 3 and a second drive element 5 , wherein the first drive element 3 with the second drive element 5 through the fastener 9 connected is. The fastener 9 is located in each case in an opening 11a or recess 7 the first and second drive element 3 . 5 , The fastener 9 has a recess 7 on, with the recess 7 of the fastener 9 for receiving the expansion element 1 is trained. The strain gauge 1 is preferably with a composite material in the recess 7 fixed. Upon rotation of the first drive element 3 with respect to the second drive element 5 an elongation of the fastener takes place 9 , wherein by the elongation of the fastener 9 the strain gauge 1 is changed in its shape or orientation and the change is provided as a signal (not shown) evaluation unit AE. Here is the fastener 9 formed by a screw, wherein the screw connection is designed by a nut. The Schaub connection connects the first drive element 3 with the second drive element 5 , The connection is usually made stable. The strain gauge 1 is in the recess with the help of the filling material 7 attached. The filling material is preferably a polymer, in particular a fusible plastic.

7 zeigt eine mögliche Anordnung der Verbindungselemente 13. Gezeigt wird in der linken Hälfte der FIG eine mögliche Anordnung für Befestigungselemente, wobei die äußeren Kreise als Öffnungen 11a, für die jeweiligen Befestigungsmittel 9, ausgestaltet sind. Im rechten Teil der FIG sind die beiden zueinander angeordneten Öffnungen 11a zu einer breiten Öffnung 11b für ein Verbindungselement 13 ausgeführt. Die Befestigungsmittel 9 bzw. Verbindungselemente 3, 5 sind jeweils an gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Der große Kreis in der Mitte der Öffnungen 11a, 11b symbolisiert den Zusammenschluss des ersten Antriebselements 3 und/oder des zweiten Antriebselements 5. Die Öffnungen 11a, 11b dienen dementsprechend zur Verbindung des ersten Antriebselements 3 zum zweiten Antriebselement 5. In der Mitte des Antriebselements 3 ist die Welle A dargestellt, wobei die Welle A zur Übertragung des Drehmoments D ausgebildet ist. 7 shows a possible arrangement of the connecting elements 13 , Shown in the left half of FIG a possible arrangement for fasteners, the outer circles as openings 11a , for the respective fasteners 9 , are designed. In the right part of the FIG are the two mutually arranged openings 11a to a wide opening 11b for a connecting element 13 executed. The fasteners 9 or connecting elements 3 . 5 are each arranged on opposite sides. The big circle in the middle of the openings 11a . 11b symbolizes the merger of the first drive element 3 and / or the second drive element 5 , The openings 11a . 11b serve accordingly for connecting the first drive element 3 to the second drive element 5 , In the middle of the drive element 3 the shaft A is shown, wherein the shaft A is designed to transmit the torque D.

8 zeigt eine andere Befestigung der Antriebselemente 3, 5. Zur Befestigung des ersten Antriebselements 3 an dem zweiten Antriebselement 5 ist zwischen dem ersten Antriebselement 3 und dem zweiten Antriebselement 5 eine Dichtung 10 eingefügt. Die Dichtung 10 ist vorzugsweise durch ein Kunststoff- oder ein Zellstoff-haltiges Material ausgestaltet und dient zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen dem ersten Antriebselement 3 und dem zweiten Antriebselement 5. Zur Verbindung des ersten Antriebselements 3 und des zweiten Antriebselements 5 dient ein Befestigungsmittel 9, wobei das Befestigungsmittel 9 als Gewindestange ausgebildet ist. Das Befestigungsmittel 9 wird in das zweite Antriebselement 5 geschraubt und eine Schraubenmutter fixiert das erste Antriebselement 3 an dem zweiten Antriebselement 5. Das Befestigungsmittel 9 weist ein Dehnmesselement 1 auf. Bei einem Verdrehen des ersten Antriebselements 3 in Bezug zum zweiten Antriebselement 5 dehnt sich das Dehnmesselement 1 und stellt proportional zu seiner Dehnung ein Signal an die (nicht gezeigte) Auswerteeinheit AE bereit. 8th shows another attachment of the drive elements 3 . 5 , For attachment of the first drive element 3 on the second drive element 5 is between the first drive element 3 and the second drive element 5 a seal 10 inserted. The seal 10 is preferably designed by a plastic or a pulp-containing material and serves to seal the gap between the first drive element 3 and the second drive element 5 , For connection of the first drive element 3 and the second drive element 5 serves a fastener 9 , wherein the fastening means 9 is designed as a threaded rod. The fastener 9 is in the second drive element 5 screwed and a nut fixes the first drive element 3 on the second drive element 5 , The fastener 9 has a strain gauge 1 on. Upon rotation of the first drive element 3 in relation to the second drive element 5 the strain gauge expands 1 and provides a signal proportional to its elongation to the evaluation unit AE (not shown).

Anstelle des Befestigungselements 9 kann die Ausführung der Erfindung auch mit dem Verbindungselement ausgestaltet sein, wobei das Verbindungselement 13 zur Aufnahme des Dehnmesselements 1, insbesondere in einer Öffnung 11a, ausgebildet ist. Das Dehnmesselement 1 kann dabei mit Füllmaterial in einer Öffnung 11a oder Aussparung 7 des Verbindungselements 13 fixiert sein. Instead of the fastener 9 the embodiment of the invention can also be designed with the connecting element, wherein the connecting element 13 for receiving the expansion element 1 , in particular in an opening 11a , is trained. The strain gauge 1 can do this with filler in an opening 11a or recess 7 of the connecting element 13 be fixed.

9 zeigt eine weitere Anordnung einer Verbindung eines ersten Antriebselements 3 und eines zweiten Antriebselements 5. Das erste Antriebselement 3 und das zweite Antriebselement 5 weisen jeweils eine Öffnung 11a auf, wobei die Öffnung 11a mit einem Dehnmesselement 1 bestückt ist. Hierbei kann das Dehnmesselement 1 in einem Verbindungselement 13 und/oder einem Befestigungselement 9 lokalisiert sein. Bei einem Verdrehen des ersten Antriebselements 3 im Verhältnis zum zweiten Verbindungselement 6 wird bei dieser Ausführung der Erfindung das Dehnmesselement 1 verformt. Die Verformung des Dehnmesselements 1 kann mit der Auswerteeinheit (nicht gezeigt) ausgewertet werden und somit das (übertragene) Drehmoment D bestimmt werden. 9 shows a further arrangement of a connection of a first drive element 3 and a second drive element 5 , The first drive element 3 and the second drive element 5 each have an opening 11a on, with the opening 11a with a strain gauge 1 is equipped. Here, the strain gauge 1 in a connecting element 13 and / or a fastener 9 be localized. Upon rotation of the first drive element 3 in relation to the second connecting element 6 in this embodiment of the invention, the strain gauge 1 deformed. The deformation of the expansion element 1 can be evaluated with the evaluation unit (not shown) and thus the (transmitted) torque D can be determined.

Die Erfindung betrifft eine Maschineneinheit und ein Verfahren zur Ermittlung eines Drehmoments D sowie ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Die Maschineneinheit weist ein erstes Antriebselement 3 und ein zweites Antriebselemente 5 auf. Weiter weist die die Maschineneinheit zumindest ein Dehnmesselement 1 auf, wobei das Dehnmesselement 1 vorzugsweise ein Verdrehen des ersten Antriebselements 3 im Verhältnis zum zweiten Antriebselement 5 ermittelt. Das Verdrehen des ersten Antriebselements 3 zum zweiten Antriebselement 5 erfolgt durch ein (Gegen-)Drehmoment D, G, welches durch das Drehmoment D hervorgerufen wird. Die Übertragung des Drehmoments D erfolgt vorzugsweise durch eine Welle A, insbesondere entlang einer Achse. Das erste Antriebselement 3 und das zweite Antriebselement 5 sind über ein Verbindungselement 13 und/oder ein Befestigungsmittel 9 miteinander verbunden. Das Dehnmesselement 1 erfasst vorzugsweise eine Verformung eines Verbindungselements 13 und/oder eines Befestigungselements 9 und stellt ein Signal für eine Auswerteeinrichtung AE bereit. Die Auswerteeinrichtung AE berechnet aus der ermittelten Verformung des Verbindungselements 13 und/oder des Befestigungselements 9 das übertragene Drehmoment D. Somit ist eine günstige und direkte Messung des übertragenen Drehmoments D möglich. The invention relates to a machine unit and a method for determining a torque D and an electric or hybrid vehicle. The machine unit has a first drive element 3 and a second drive elements 5 on. Next, the machine unit has at least one strain gauge 1 on, wherein the strain gauge 1 preferably a rotation of the first drive element 3 in relation to the second drive element 5 determined. The twisting of the first drive element 3 to the second drive element 5 takes place by a (counter) torque D, G, which is caused by the torque D. The transmission of the torque D is preferably carried out by a shaft A, in particular along an axis. The first drive element 3 and the second drive element 5 are about a connecting element 13 and / or a fastener 9 connected with each other. The strain gauge 1 preferably detects a deformation of a connecting element 13 and / or a fastener 9 and provides a signal for an evaluation device AE. The evaluation device AE calculates from the determined deformation of the connecting element 13 and / or the fastener 9 the transmitted torque D. Thus, a favorable and direct measurement of the transmitted torque D is possible.

Claims

Machine unit comprising a first drive element ( 3 ), a second drive element ( 5 ) and at least one strain gauge ( 1 ), wherein the first drive element ( 3 ) with the second drive element ( 5 ) is connected such that a torque (D) from the first drive element ( 3 ) to the second drive element ( 5 ) is transferable via a rotatable shaft (A), wherein the strain gauge ( 1 ) is radially spaced from the shaft (a) and at the first drive element ( 3 ) and the second drive element ( 5 ), wherein the Dehn measuring element ( 1 ) for determining the torque (D), which from the first drive element ( 3 ) to the second drive element ( 5 ) is transmitted, is formed.

Machine unit according to claim 1, wherein the first drive element ( 3 ) with at least one connecting element ( 13 ) and / or a fastening means ( 9 ), wherein the connecting element ( 13 ) and / or the fastening means ( 9 ) is spaced from the shaft (A).

Machine unit according to claim 2, wherein the strain gauge ( 1 ) the connecting element ( 13 ), wherein the connecting element ( 13 ) a recess ( 7 ), wherein the edge of the recess ( 7 ) is formed by the torque (D) for deformation and the deformation for determining the torque (D) by means of Dehnmesselements ( 1 ) is provided.

Machine unit according to one of claims 2 or 3, wherein the strain gauge ( 1 ) on a side surface of the connecting element ( 13 ) is attached.

Machine unit according to one of claims 2 to 4, wherein the strain gauge ( 1 ) the fastening means ( 9 ) assigned.

Machine unit according to one of claims 2 to 5, wherein the connecting element with the first drive element ( 3 ), wherein the connecting element ( 13 ) to receive the Fastener ( 9 ), wherein the fastening means ( 9 ) for fastening the second drive element ( 5 ) on the first drive element ( 3 ) is provided.

Machine unit according to one of claims 2 to 6, wherein a plurality of connecting elements ( 13 ) for connecting the first drive unit ( 3 ) and the second drive unit ( 5 ) is provided and wherein the connecting elements ( 13 ) each have a strain gauge ( 1 ) and the respective strain gauge element ( 1 ) is provided for determining the torque (D).

Machine unit according to one of claims 2 to 7, wherein the connecting element ( 13 ) in an opening ( 11a . 11b ) of the first drive element ( 3 ) and / or in an opening ( 11a . 11b ) of the second drive element ( 5 ) is inserted.

Machine unit according to one of claims 2 to 8, wherein the connecting element ( 13 ) another recess ( 13a ) for carrying out an electrical line ( 11 ) or a fastener ( 13 ) having.

Machine unit according to one of the preceding claims, further comprising an evaluation device (AE), wherein the evaluation device (AE) with the respective strain gauge ( 1 ), wherein the evaluation device (AE) is designed to determine the counter-torque (G) and / or the torque (D).

Machine unit according to claim 10, wherein the respective strain gauge element ( 1 ) is designed for transmitting a signal to the evaluation device (AE).

Method for determining a torque (D), wherein the torque (D) from a first drive element (D) 3 ) to a second drive element ( 5 ) of a machine unit via a rotatable shaft (A) is transmitted, wherein in the transmission of the torque (D), a strain gauge ( 1 ) is deformed, wherein the strain gauge ( 1 ) to the shaft (A) radially spaced at the first drive element ( 3 ) and the second drive element ( 5 ), wherein the deformation of the strain gauge ( 1 ) is registered and an evaluation device (AE) from the deformation of the Dehnmesselements ( 1 ) determines the transmitted torque (D).

Method for determining a torque (D) according to claim 12, wherein the torque (D) from a first drive element ( 3 ) to a second drive element ( 5 ) is transmitted by means of a shaft (A).

Electric vehicle or hybrid vehicle, comprising a machine unit according to one of claims 1 to 11.