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Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Anordnung zum Messen eines Biegemomentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes. Das Maschinenelement weist mindestens einen sich umfänglich um die Achse herum erstreckenden Magnetisierungsbereich für eine Magnetisierung auf. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung eines Biegemomentes mithilfe der erfindungsgemäßen Anordnung.
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Die
WO 2011/085400 A1 zeigt einen magnetoelastischen Kraftsensor, mit welchem mechanische Belastungen eines Elementes messbar sind. Das Element weist eine tangential umlaufende Magnetisierung auf und wird mit einem Biegemoment belastet. Auf einer mittleren Ebene befindet sich ein Magnetfeldsensor. Gemäß der Darstellung in
1(b) der
WO 2011/085400 A1 kann sich der Magnetfeldsensor in dem Element befinden.
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Die
DE 10 2015 202 240 B3 zeigt eine Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes. Die Anordnung umfasst mindestens drei Magnetfeldsensoren, welche sich auch innerhalb eines Hohlraumes des Maschinenelementes befinden können.
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Die
DE 699 36 138 T2 zeigt einen magnetischen Kraftsensor, bei welchem ein magnetisiertes Material einem Biegemoment ausgesetzt ist, wobei mithilfe einer Sensoranordnung das äußere Magnetfeld des magnetisierten Materials bestimmbar ist.
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Die
DE 10 2014 219 336 B3 lehrt ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes. Einige Ausführungsformen dieser Anordnung ermöglichen die gleichzeitige Messung von Biege- und Torsionsmomenten sowie Querkräften. Die Anordnung umfasst mindestens zwei Magnetfeldsensoren, welche sich auch innerhalb eines Hohlraumes des Maschinenelementes befinden können.
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Die
DE 10 2015 202 239 A1 zeigt eine Anordnung zum Messen einer Kraft oder eines Momentes an einem Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes. Das Maschinenelement weist einen Hohlraum auf, in welchem sich mindestens zwei Magnetfeldsensoren befinden.
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Die
US 2014/0360282 A1 lehrt einen magnetoelastischen Sensor mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden, wellenartigen Element. Das wellenartige Element ist einer mechanischen Belastung ausgesetzt und weist einen magnetoelastisch aktiven Bereich auf, in welchen die mechanische Belastung übertragen wird, sodass dieser schraubenförmig geformt wird. Eine Magnetfeldsensoreinrichtung ist nahe dem magnetoelastischen Bereich angeordnet und zur Bestimmung einer Scherspannung und/oder einer Zug- oder Druckspannung ausgebildet. Insbesondere umfasst die Sensoreinrichtung mindestens einen richtungsempfindlichen Magnetfeldsensor, der in einer vorbestimmten räumlichen Ausrichtung gegenüber dem wellenartigen Element angeordnet ist. Der Magnetfeldsensor befindet sich in einem Hohlraum des wellenartigen Elementes.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, den Aufwand für eine auf dem invers-magnetostriktiven Effekt beruhende Messung eines auf ein Maschinenelement wirkendes Biegemomentes zu senken.
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Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß den beigefügten nebengeordneten Anspruch 8.
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Die erfindungsgemäße Anordnung dient zum Messen eines Biegemomentes an einem sich in Richtung einer Achse erstreckenden Maschinenelement. Das Biegemoment wirkt auf das Maschinenelement, wodurch es zu mechanischen Spannungen kommt und sich das Maschinenelement zumeist geringfügig verformt. Die Achse bildet bevorzugt eine Rotationsachse des Maschinenelementes. Durch die Achse sind eine radiale Richtung, eine tangentiale bzw. umfängliche Richtung und eine axiale Richtung definiert, welche senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
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Das Biegemoment weist eine Biegemomentachse auf, welche eine Rotationsachse des Biegemomentes darstellt. Die Biegemomentachse ist bevorzugt senkrecht zur Achse des Maschinenelementes angeordnet. Die Biegemomentachse schneidet bevorzugt die Achse des Maschinenelementes.
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Das Maschinenelement weist einen Hohlraum auf, sodass es hohl ist. Der Hohlraum erstreckt sich bevorzugt ebenfalls in Richtung der Achse. Die Achse ist bevorzugt zumindest abschnittsweise im Hohlraum angeordnet.
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Das Maschinenelement weist mindestens einen sich umfänglich um die Achse herum erstreckenden Magnetisierungsbereich für eine im Maschinenelement ausgebildete Magnetisierung auf. Es handelt sich somit um einen die Achse umlaufenden Magnetisierungsbereich, d. h. um einen zirkularen Magnetisierungsbereich, wobei die Achse selbst bevorzugt nicht einen Teil des Magnetisierungsbereiches bildet. Der Magnetisierungsbereich weist eine tangentiale Ausrichtung in Bezug auf eine sich um die Achse herum erstreckende Oberfläche des Maschinenelementes auf. Der Magnetisierungsbereich weist bevorzugt ausschließlich eine tangentiale Ausrichtung in Bezug auf eine sich um die Achse herum erstreckende Oberfläche des Maschinenelementes auf. Der Magnetisierungsbereich erstreckt sich bevorzugt entlang eines geschlossenen Pfades um die Achse herum, wobei der Magnetisierungsbereich kurze Lücken aufweisen darf. Der Magnetisierungsbereich ist bevorzugt in einem axialen Abschnitt des Maschinenelementes ausgebildet. Der Magnetisierungsbereich bildet einen Primärsensor zur Bestimmung des Biegemomentes.
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Die Anordnung umfasst weiterhin mindestens einen Magnetfeldsensor, welcher einen Sekundärsensor zur Bestimmung des Biegemomentes bildet. Der Primärsensor, d. h. der mindestens eine Magnetisierungsbereich dient zur Wandlung des zu messenden Biegemomentes in ein entsprechendes Magnetfeld, während der Sekundärsensor die Wandlung dieses Magnetfeldes in ein elektrisches Signal ermöglicht.
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Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist zur Messung mindestens einer einzelnen Richtungskomponente eines durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet. Das genannte Magnetfeld tritt aufgrund des invers-magnetostriktiven Effektes auf. Somit beruht die mit der erfindungsgemäßen Anordnung mögliche Messung auf dem invers-magnetostriktiven Effekt.
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Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist in dem Hohlraum des Maschinenelementes angeordnet. Somit ist der mindestens eine Magnetfeldsensor gegenüber einer inneren Oberfläche im Inneren des Maschinenelementes angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist der Magnetfeldsensor so angeordnet, dass er beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden und in der radialen Richtung ausgerichteten Gerade ist, die parallel zu der mit dem Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgerichtet ist. Zudem ist der Magnetfeldsensor so angeordnet, dass er beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden und in der radialen Richtung ausgerichteten Gerade ist, die senkrecht zu der mit dem Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgerichtet ist. Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist bevorzugt beabstandet von der Achse in dem Hohlraum angeordnet. Da der mindestens eine Magnetfeldsensor gemäß der Erfindung an einem beliebigen Ort im Hohlraum angeordnet sein kann, ist er bevorzugt dort angeordnet, wo seine Montage aufwandsarm möglich ist. Dies kann beispielsweise an einem Ort nahe der inneren Oberfläche des Maschinenelementes deutlich beabstandet von der Achse sein.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass der mindestens eine Magnetfeldsensor an einem beliebigen Ort im Hohlraum des Maschinenelementes angeordnet sein kann und eine Messung des Biegemomentes ermöglicht.
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Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist bevorzugt an einer axialen Position angeordnet, in welcher auch der Magnetisierungsbereich ausgebildet ist. Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist bevorzugt an einer mittleren axialen Position des Magnetisierungsbereiches axial angeordnet.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung ist der mindestens eine Magnetfeldsensor zur Messung der mindestens einen einzelnen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet, wobei diese mindestens eine Richtungskomponente in einer zur Achse senkrechten Ebene liegt. Somit ist diese Richtungskomponente zumindest parallel zu einer in der radialen Richtung ausgerichteten Gerade, d. h. zumindest parallel zu einem von der Achse ausgehenden Radius.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung ist der mindestens eine Magnetfeldsensor zur Messung der mindestens einen einzelnen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet, wobei diese mindestens eine Richtungskomponente parallel zu der Biegemomentachse des Biegemomentes ausgerichtet ist.
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Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung ist der mindestens eine Magnetfeldsensor zur Messung der mindestens einen einzelnen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet, wobei diese mindestens eine Richtungskomponente in einer zur Achse senkrechten Ebene liegt und wobei diese mindestens eine Richtungskomponente parallel zu der Biegemomentachse des Biegemomentes ausgerichtet ist.
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Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung den genau einen Magnetfeldsensor, der zur Messung der genau einen einzelnen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet ist. Diese Richtungskomponente liegt in einer zur Achse senkrechten Ebene und ist parallel zu der Biegemomentachse des Biegemomentes ausgerichtet. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von der Achse in dem Hohlraum angeordnet.
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Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung den genau einen Magnetfeldsensor, der zur Messung der genau zwei einzelnen Richtungskomponenten des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet ist, wobei diese beiden Richtungskomponenten senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Diese Richtungskomponenten liegen in einer zur Achse senkrechten Ebene, wobei bevorzugt eine der beiden Richtungskomponenten parallel zu der Biegemomentachse des Biegemomentes ausgerichtet ist. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die parallel zu der ersten der beiden Richtungskomponenten ausgerichtet ist. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die parallel zu der zweiten der beiden Richtungskomponenten ausgerichtet ist. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die senkrecht zu der ersten der beiden Richtungskomponenten ausgerichtet ist. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die senkrecht zu der zweiten der beiden Richtungskomponenten ausgerichtet ist. Der Magnetfeldsensor ist beabstandet von der Achse in dem Hohlraum angeordnet.
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Bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung zwei der Magnetfeldsensoren, die jeweils zur Messung einer einzelnen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet ist, wobei die mit einem ersten der beiden Magnetfeldsensoren messbare Richtungskomponente und die mit einem zweiten der beiden Magnetfeldsensoren messbare Richtungskomponente senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Diese beiden Richtungskomponenten liegen in einer zur Achse senkrechten Ebene, wobei bevorzugt eine der beiden Richtungskomponenten parallel zu der Biegemomentachse des Biegemomentes ausgerichtet ist. Der erste der beiden Magnetfeldsensoren ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die parallel zu der mit dem ersten Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente ausgerichtet ist. Der erste Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die senkrecht zu der mit dem ersten Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente ausgerichtet ist. Der zweite der beiden Magnetfeldsensoren ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die parallel zu der mit dem zweiten Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente ausgerichtet ist. Der zweite Magnetfeldsensor ist beabstandet von einer die Achse senkrecht schneidenden Gerade angeordnet, die senkrecht zu der mit dem zweiten Magnetfeldsensor messbaren Richtungskomponente ausgerichtet ist. Die Magnetfeldsensoren sind beabstandet von der Achse in dem Hohlraum angeordnet. Die beiden Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt eine gleiche axiale Position auf.
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Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung weist das Maschinenelement mindestens zwei der sich umfänglich um die Achse herum erstreckenden Magnetisierungsbereiche für jeweils eine Magnetisierung auf. Die Magnetisierungen der mindestens zwei sich um die Achse erstreckenden Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt abwechselnde Polaritäten auf, d. h. sie besitzen zueinander einen umgekehrten Umlaufsinn. Die Magnetisierungsbereiche sind abgesehen von deren Polarität bevorzugt gleich ausgebildet. Das Maschinenelement weist weiterhin bevorzugt mindestens einen magnetisch neutralen Abschnitt auf, der axial zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche angeordnet ist.
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Der mindestens eine Magnetisierungsbereich kann permanent oder temporär magnetisiert sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung ist der mindestens eine Magnetisierungsbereich permanent magnetisiert, sodass die Magnetisierung durch eine Permanentmagnetisierung gebildet ist. Bei alternativ bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung weist diese weiterhin mindestens einen Magneten zum Magnetisieren des mindestens einen Magnetisierungsbereiches auf, sodass die Magnetisierung des Magnetisierungsbereiches grundsätzlich temporär ist. Der mindestens eine Magnet kann durch mindestens einen Permanentmagneten oder bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildet sein.
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Der mindestens eine permanent bzw. temporär magnetisierte Magnetisierungsbereich ist in einem von einer Kraft bzw. von einem Moment unbelasteten Zustand des Maschinenelementes nach außerhalb des Magnetisierungsbereiches bevorzugt magnetisch neutral, sodass dann kein technisch relevantes Magnetfeld außerhalb des Magnetisierungsbereiches messbar ist.
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Der mindestens eine permanent bzw. temporär magnetisierte Magnetisierungsbereich ist bevorzugt in einem magnetoelastisch ausgebildeten Abschnitt des Maschinenelementes ausgebildet. In dem magnetoelastisch ausgebildeten Abschnitt des Maschinenelementes besteht das Maschinenelement bevorzugt aus einem magnetostriktiven Material. Der mindestens eine Magnetisierungsbereich besitzt bevorzugt eine hohe Magnetostriktivität. Bevorzugt ist nicht lediglich ein Abschnitt, sondern das Maschinenelement als solches magnetoelastisch ausgebildet. In diesem Fall besteht das Maschinenelement aus einem magnetostriktiven Material, insbesondere aus einem magnetostriktiven Stahl.
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Der mindestens eine Magnetisierungsbereich stellt einen Teil des Volumens des Maschinenelementes dar. Der Magnetisierungsbereich ist bevorzugt ringförmig ausgebildet, wobei die Achse des Maschinenelementes auch eine mittlere Achse der Ringform bildet. Besonders bevorzugt weist der Magnetisierungsbereich die Form eines zur Achse des Maschinenelementes koaxialen Hohlzylinders auf.
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Das Maschinenelement weist bevorzugt die Form eines hohlen Prismas oder eines hohlen Zylinders auf, wobei das hohle Prisma bzw. der hohle Zylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist. Das hohle Prisma bzw. der hohle Zylinder ist bevorzugt gerade. Besonders bevorzugt weist das Maschinenelement die Form eines geraden hohlen Kreiszylinders auf, der koaxial zu der Achse angeordnet ist. Bei besonderen Ausführungsformen ist das hohle Prisma bzw. der hohle Zylinder konisch ausgebildet.
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Das Maschinenelement ist bevorzugt durch eine Hohlwelle, durch eine hohle Schaltgabel, durch eine Hülse oder durch einen Hohlflansch gebildet. Die Hohlwelle, die hohle Schaltgabel, die Hülse bzw. der Hohlflansch kann für Belastungen durch unterschiedliche Kräfte und Momente ausgelegt sein und beispielsweise eine Komponente eines Sensortretlagers, eines Wankstabilisators oder eines Düngemittelstreuers sein. Grundsätzlich kann das Maschinenelement auch durch völlig andersartige hohle Maschinenelementtypen gebildet sein.
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Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist bevorzugt durch einen Halbleitersensor gebildet. Der mindestens eine Magnetfeldsensor ist alternativ bevorzugt durch einen Hall-Sensor, durch eine Spule, durch eine Förstersonde oder durch ein Fluxgate-Magnetometer gebildet. Grundsätzlich können auch andere Sensortypen verwendet werden, insofern sie zur einzelnen Messung einer Richtungskomponente des durch den invers-magnetostriktiven Effekt hervorgerufenen magnetischen Feldes geeignet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Messen eines Biegemomentes, welches auf das Maschinenelement der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. In einem Schritt des Verfahrens wird mindestens ein Messsignals des mindestens einen Magnetfeldsensors empfangen. In einem weiteren Schritt wird das zu messende Biegemoment in Abhängigkeit von dem Messsignal bestimmt. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise durch eine Messreihe vorab ermittelt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Messen eines Biegemomentes, welches auf das Maschinenelement einer der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. Im Übrigen weist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung angegeben sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Messen eines Biegemomentes, welches auf das Maschinenelement der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. In einem Schritt werden ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal des zwei Richtungskomponenten des durch die Magnetisierung und durch das Biegemoment bewirkten Magnetfeldes messenden Magnetfeldsensors empfangen. Weiterhin wird eine erste Richtungskomponente des Biegemomentes in Abhängigkeit von dem ersten Messsignal bestimmt. Weiterhin wird eine zweite Richtungskomponente des Biegemomentes in Abhängigkeit von dem zweiten Messsignal bestimmt. Die beiden Richtungskomponenten des Biegemomentes stehen senkrecht aufeinander. Somit kann beispielsweise eine Winkellage des Biegemomentes bestimmt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Messen eines Biegemomentes, welches auf das Maschinenelement der oben beschriebenen dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. In einem Schritt wird ein erstes Messsignal eines ersten der beiden Magnetfeldsensoren empfangen. In einem weiteren Schritt wird ein zweites Messsignal eines zweiten der beiden Magnetfeldsensoren empfangen. Weiterhin wird eine erste Richtungskomponente des Biegemomentes in Abhängigkeit von dem ersten Messsignal bestimmt. Weiterhin wird eine zweite Richtungskomponente des Biegemomentes in Abhängigkeit von dem zweiten Messsignal bestimmt. Die beiden Richtungskomponenten des Biegemomentes stehen senkrecht aufeinander. Somit kann beispielsweise eine Winkellage des Biegemomentes bestimmt werden.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur einachsigen Messung eines Biegemomentes;
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2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur zweiachsigen Messung eines Biegemomentes; und
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3 eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur zweiachsigen Messung eines Biegemomentes.
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1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung jeweils in zwei Ansichten. Die linken Teile der Figuren umfassen jeweils eine Querschnittsansicht, während die rechten Teile der Figuren jeweils eine Aufsicht der erfindungsgemäßen Anordnung umfassen.
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1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, welche zum einachsigen Messen eines Biegemomentes Mb dient. Die Anordnung umfasst zunächst ein Maschinenelement in Form eines Hohlflansches 01, welcher an einem Grundkörper 02 befestigt ist. Der Hohlflansch 01 weist die Form eines hohlen Kreiszylinders auf. Der Hohlflansch 01 erstreckt sich in einer Achse 03, welche auch die mittlere Achse der Hohlzylinderform des Hohlflansches 01 bildet. Der Hohlflansch 01 wird insbesondere auf Biegung durch das Biegemoment Mb beansprucht. Der Hohlflansch 01 besteht aus einem magnetoelastischen Material, welches den invers-magnetostriktiven Effekt aufweist.
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In einem axialen Abschnitt des Hohlflansches 01 ist ein Permanentmagnetisierungsbereich 04 ausgebildet, welcher sich umlaufend um die Achse 03 herum erstreckt; d. h. es handelt sich um eine zirkulare Permanentmagnetisierung mit einem durch einen Pfeil veranschaulichten Richtungssinn 06. Axial beiderseits des Permanentmagnetisierungsbereiches 04 ist der Hohlflansch 01 nicht magnetisiert.
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Da der Hohlflansch 01 hohl ist, weist er einen Hohlraum 07 auf. Der Hohlraum 07 besitzt die Form eines Zylinders, der koaxial zu der Achse 03 angeordnet ist. Im Hohlraum 07 befindet sich ein Magnetfeldsensor 08, der eine gleiche axiale Position wie der Permanentmagnetisierungsbereich 04 besitzt. Der Magnetfeldsensor 08 ist beabstandet von der Achse 03 angeordnet, da er erfindungsgemäß an einem beliebigen Ort im Hohlraum 07 angeordnet sein kann. Der Magnetfeldsensor 08 ist zur einzelnen Messung einer durch einen Pfeil veranschaulichten Richtungskomponente 09 eines wegen des invers-magnetostriktiven Effektes durch die Permanentmagnetisierung des Permanentmagnetisierungsbereiches 04 und durch das Biegemoment Mb bewirkten Magnetfeldes ausgebildet. Diese Richtungskomponente 09 liegt in einer senkrecht zur Achse 03 ausgerichteten Ebene.
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Diese Richtungskomponente 09 ist zudem parallel zu einem Vektor des Biegemomentes Mb ausgerichtet.
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2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die zunächst der in 1 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 08 zur jeweils einzelnen Messung von zwei der jeweils durch einen Pfeil veranschaulichten Richtungskomponenten 09 ausgebildet, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch können eine Richtungskomponente Mbx des Biegemomentes Mb und eine Richtungskomponente Mby des Biegemomentes Mb einzeln bestimmt werden.
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3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die zunächst der in 1 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die in 3 gezeigte Ausführungsform zwei der Magnetfeldsensoren 08, wobei die durch die beiden Magnetfeldsensoren 08 jeweils einzeln messbaren Richtungskomponenten 09 des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes durch die Permanentmagnetisierung des Permanentmagnetisierungsbereiches 04 und durch das Biegemoment Mb bewirkten Magnetfeldes senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Somit können wie bei der in 2 gezeigten Ausführungsform die Richtungskomponente Mbx des Biegemomentes Mb und die Richtungskomponente Mby des Biegemomentes Mb einzeln bestimmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Hohlflansch
- 02
- Grundkörper
- 03
- Achse
- 04
- Permanentmagnetisierungsbereich
- 05
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- 06
- Richtungssinn
- 07
- Hohlraum
- 08
- Magnetfeldsensor
- 09
- Richtungskomponente
