DE102018117564A1

DE102018117564A1 - Verfahren zur Herstellung eines Statorelements, Statorelement, Statoranordnung und Drehmomentsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102018117564A1
Application number: DE102018117564.7A
Authority: DE
Inventors: David Nemere; Ekkehart Fröhlich; Jens Thom
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Statorelements für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, ein Statorelement, eine Statoranordnung sowie eine Drehmomentsensorvorrichtung, wobei das Statorelement zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet ist und in einem fertigen Zustand einen sich ringförmig um eine Zentrumsachse in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper (26) sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse vom Statorkörper (36) weg erstreckende Statorlaschen (22) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte Bereitstellen eines flachen Halbzeugs (10) und Heraustrennen wenigstens eines Statorelements als abgewickeltes, flaches Statorband (20) aus dem Halbzeug (10) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Statorelements für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, wobei das Statorelement zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet ist und in einem fertigen Zustand einen sich um eine Zentrumsachse in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse vom Statorkörper weg erstreckende Statorlaschen aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner ein vorbeschriebenes Statorelement, eine Statoranordnung mit einem solchen Statorelement sowie eine Drehmomentsensorvorrichtung mit einem derartigen Statorelement.
Gattungsgemäße Statorelemente, Statoranordnungen mit derartigen Statorelementen sowie Drehmomentsensorvorrichtungen mit solchen Statorelementen sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der US 2002/0187371 A1 , der US 2014/0283623 A1 , der US 2004/0011138 A1 oder der US 2016/0016607 A1 , wobei sich die darin offenbarten Statorelemente und Statoranordnungen insbesondere in der Ausgestaltung der Statorelemente und der sich daraus ergebenden Anordnung unterscheiden. Ebenso sind grundsätzlich Verfahren zur Herstellung vorbeschriebener Statorelemente bekannt.
Vorgenannte Drehmomentsensorvorrichtungen mit vorgenannten Statoranordnungen und gattungsgemäßen Statorelementen werden beispielsweise bei elektrischen Lenksystemen eingesetzt, um das von einem Fahrer auf eine Lenkwelle aufgebrachte Drehmoment zu erfassen und darauf basierend den elektrischen Antriebsmotor des Lenksystems entsprechend anzusteuern, beispielsweise um eine entsprechende Lenkunterstützung bereitzustellen.
In der Regel werden Drehmomentsensorvorrichtungen dazu in Verbindung mit einer axial geteilten Welle und mit einem Torsionsstab mit definierter, bekannter Torsionssteifigkeit eingesetzt, wobei der Torsionsstab dabei einen ersten Teil der axial geteilten Welle mit einem zweiten Teil der axial geteilten Welle verbindet.
Wird ein Drehmoment auf die Welle aufgebracht, bewirkt dies eine Verdrehung der beiden Teile der Welle zueinander um einen messbaren Verdrehwinkel, wobei der Verdrehwinkel sich abhängig vom aufgebrachten Drehmoment und der Steifigkeit des Torsionsstabes einstellt, so dass aus dem erfassten Verdrehwinkel bei definierter, bekannter Steifigkeit des Torsionsstabes das aufgebrachte Drehmoment ermittelt werden kann.
Zur Messung des infolge eines aufgebrachten Drehmoments resultierenden Verdrehwinkels sind verschiedene Messprinzipien und Sensoranordnungen bekannt, wobei sehr häufig magnetische Sensorvorrichtungen oder -systeme zum Einsatz kommen, bei denen eine Magnetanordnung mit wenigstens einem Magnetelement, meistens mit einem umlaufenden, als Permanentmagnet ausgebildeten Ringmagneten, mit dem ersten Teil der Lenkwelle drehfest verbunden ist, und eine Statoranordnung mit einem oder mehreren, magnetisch leitfähigen Statoren drehfest mit dem zweiten Teil der Welle verbunden ist, wobei die Statoranordnung dabei in der Regel in radialer Richtung mit einem kleinen Luftspalt dazwischen konzentrisch um die Magnetanordnung, insbesondere das Magnetelement, herum angeordnet ist. Über die Statoranordnung, welche üblicherweise zwei separate Statorelemente mit jeweils einem ringförmigen Bereich umfasst, kann der magnetische Fluss eines mittels der Magnetanordnung erzeugten Magnetfeldes zu einer Magnetsensoranordnung mit wenigstens einem Magnetsensor, beispielsweise einem Hall-Sensor, übertragen bzw. weitergeleitet werden und ausgewertet werden.
Wird die drehfest mit dem ersten Teil der Welle verbundene Magnetanordnung, insbesondere deren Magnetelement, durch eine Rotationsbewegung der Welle relativ zu der mit dem zweiten Teil der Welle verbundenen Statoranordnung bewegt, ändert sich die magnetische Flussdichte in der Statoranordnung, insbesondere in den einzelnen Statorelementen, was mittels der Magnetsensoranordnung erfasst werden kann. Die Änderung der magnetischen Flussdichte in der Statoranordnung ist dabei unter anderem abhängig von der Größe der Relativbewegung der Magnetanordnung, insbesondere der jeweiligen Magnetelemente, gegenüber der Statoranordnung, insbesondere gegenüber den einzelnen Statorelemente, d.h. vom Verdrehwinkel. Somit kann aus der Änderung der erfassten Flussdichte auf den Verdrehwinkel geschlossen werden und aus dem Verdrehwinkel wiederum kann mit Kenntnis der Torsionssteifigkeit des Torsionsstabs das auf die Welle aufgebrachte Drehmoment bestimmt werden.
Die Ausgestaltung der Statorelemente beeinflusst dabei den Bauraumbedarf der Statoranordnung und infolgedessen einer Drehmomentsensorvorrichtung, insbesondere in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse der Welle, deren Drehmoment erfasst werden soll.
Die Ausgestaltung des Statorelements bestimmt darüber hinaus auch den für die Herstellung eines Statorelements erforderlichen Materialbedarf.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Statorelement bereitzustellen, insbesondere ein verbessertes Statorelement, insbesondere ein Statorelement, welches vorzugsweise möglichst wenig Material benötigt und/oder die Bereitstellung einer hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs vorteilhaften Statoranordnung ermöglicht und welches insbesondere möglichst einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative, insbesondere verbesserte, Statoranordnung, insbesondere eine hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs vorteilhafte Statoranordnung, sowie eine alternative, insbesondere verbesserte, Drehmomentsensorvorrichtung bereitzustellen, sowie ein alternatives, insbesondere verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Statorelements.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Statorelements, durch ein Statorelement, durch eine Statoranordnung sowie durch eine Drehmomentsensorvorrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Statorelements für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung, die zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments ausgebildet ist, umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines flachen Halbzeugs, insbesondere aus weichmagnetischem Material, insbesondere weichmagnetischem Metall, und
- Heraustrennen wenigstens eines Statorelements als abgewickeltes, flaches Statorband aus dem Halbzeug.

Hierdurch lässt sich das Statorelement besonders einfach und kostengünstig herstellen, insbesondere mit nur sehr wenig Verschnitt, was aufgrund des hohen Materialpreises und der daraus resultierenden Materialkosten von nicht unerheblicher Bedeutung ist. Statorelemente werden üblicherweise aus weichmagnetischem Material hergestellt, insbesondere aus weichmagnetischem Metall, insbesondere aus weichmagnetischen Metalllegierungen, welches relativ teuer ist.
Das Statorelement ist dabei zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet, insbesondere zum Übertragen eines mittels eines Magneten einer Drehmomentsensorvorrichtung erzeugten Magnetfeldes an eine Magnetfeldsensorvorrichtung, und weist in einem fertigen Zustand einen sich ringförmig, insbesondere ringmantelförmig, um eine Zentrumsachse in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse vom Statorkörper weg erstreckende Statorlaschen auf. Dabei ist der Statorkörper insbesondere hülsenförmig ausgebildet, insbesondere zylindermantelförmig, insbesondere in seiner Grundform, und erstreckt sich insbesondere in axialer Richtung, wobei die Statorlaschen insbesondere in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, insbesondere gleichmäßig verteilt mit Abstandslücken dazwischen.
Die Richtungsangabe „axial“ bezieht sich vorliegend jeweils in fachüblicher Weise auf eine Richtung parallel zur Rotationsache der Welle bzw. auf eine Richtung parallel zur Zentrumsachse, die Richtungsangabe „Umfangsrichtung“ entsprechend auf eine Rotationsrichtung um diese Rotations- bzw. Zentrumsachse, die Richtungsangabe „radial“ auf eine Richtung, die senkrecht auf der axialen und Umfangsrichtung steht. Die Richtungsangabe „tangential“ bezieht sich entsprechend auf eine Richtung, welche senkrecht auf der axialen Richtung und der radialen Richtung steht.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung grenzen die Statorlaschen dabei jeweils an einer den freien Enden der Statorlaschen zugewandten Kante an den Statorkörper an, d.h. jeweils mit ihrer von den freien Enden abgewandten Seite. Hierdurch ergibt sich ein besonders geringer Materialverbrauch für die Herstellung eines Statorelements, insbesondere im Vergleich zu einem Statorelement, bei dem die Statorlaschen mit ihrem vom freien Ende abgewandten Ende an der von den freien Enden abgewandten Kante am Statorkörper angrenzen und zumindest teilweise parallel am Statorkörper vorbeigeführt sind.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Halbzeug insbesondere aus einem weichmagnetischem Material, insbesondere aus weichmagnetischem Metall, insbesondere aus einer weichmagnetischen Metalllegierung. Hierdurch lässt sich eine besonders gute Übertragung des magnetischen Flusses erreichen. Ferner ermöglicht dieses Material gleichzeitig ein einfaches Heraustrennen aus einem flachen, blechförmigen Halbzeug mittels eines trennenden Fertigungsverfahrens, insbesondere durch Stanzen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Statorband dabei insbesondere bereits mit der Kontur, insbesondere wenigstens mit der Außenkontur, des fertigen Statorelements aus dem Halbzeug herausgetrennt, so dass diesbezüglich keine weiteren Nachbearbeitungsschritte erforderlich sind. Hierdurch lässt sich eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Statorelements realisieren.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das wenigstens eine herausgetrennte Statorband insbesondere ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei insbesondere wenigstens die Länge des Statorbands, d.h. ein Abstand zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende, insbesondere einem Umfang (Nennumfang) des fertigen Statorelements in einem fertigen Zustand entspricht. Hierdurch ist insbesondere kein Kürzen des Statorbands auf die richtige Länge für einen oder mehrere weitere Arbeitsschritte erforderlich.
In einer alternativen Ausführung davon kann die Länge des Statorbands mehr als einen Nennumfang betragen, wobei in diesem Fall das herausgetrennte Statorband in einer vorteilhaften Ausgestaltung in einem weiteren Schritt auf die entsprechende Länge gekürzt wird. Wird das Statorband mit einer Länge größer als für die Herstellung eines Statorelements erforderlich, beträgt die Länge, mit der das Statorband aus dem Halbzeug herausgetrennt wird, vorzugsweise ein Vielfaches von der Länge für ein Statorband. In diesem Fall lassen sich mit wenigen zusätzlichen Arbeitsschritten jeweils Statorbandabschnitte mit einer für eine Weiterverarbeitung und Herstellung von Statorelementen erforderlichen Länge herstellen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, insbesondere in einer vorteilhaften Ausführung, werden aus dem Halbzeug insbesondere zwei oder mehr Statorbänder als abgewickelte, flache Statorelemente herausgetrennt, insbesondere gleichzeitig oder in ein oder mehreren Schritten nacheinander, wobei die Statorbänder bzw. die Statorelemente dabei insbesondere verschnittoptimiert, insbesondere einen Verschnitt minimierend, aus dem Halbzeug herausgetrennt werden. Hierdurch lassen sich erhebliche Materialeinsparungen realisieren.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden aus dem Halbzeug wenigstens ein erstes Statorband und ein zweites Statorband jeweils als abgewickelte, flache erste und zweite Statorelemente zur Herstellung eines ersten Statorelements und eines zweiten Statorelements herausgetrennt, insbesondere gleichzeitig, alternativ nacheinander, wobei das erste Statorband und das zweite Statorband insbesondere derart aus dem Halbzeug herausgetrennt werden, dass ein vom ersten Statorband in einem Bereich zwischen den Statorlaschen des ersten Statorelement verbleibendes Verschnittmaterial zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen, für die Statorlaschen des zweiten Statorelements verwendet wird. Hierdurch lässt sich der Verschnitt besonders effizient reduzieren.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung das Halbzeug ein Metallblech, insbesondere ein Blechstreifen, insbesondere ein Blechstreifen mit der Breite zweier kämmend ineinandergreifender Statorbänder oder fertiger Statorelemente. Auf diese Art und Weise lässt sich besonders einfach ein Statorelement mit den entsprechenden Eigenschaften herstellen, insbesondere bei Verwendung eines Metallblechs aus einem weichmagnetischen Werkstoff oder einer weichmagnetischen Legierung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei beide Statorbänder bereits derart aus dem Halbzeug herausgetrennt werden, dass die Kontur der Statorbänder den fertigen Statorelementen entspricht, so dass keine oder nur kaum Nacharbeit diesbezüglich erforderlich ist.
In einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung können jedoch auch ein oder mehrere weitere Arbeitsschritte zur Herstellung der endgültigen Außenkontur erforderlich sein und durchgeführt werden.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das wenigstens ein Statorband insbesondere durch Stanzen als abgewickeltes, flaches Statorelement aus dem Halbzeug herausgetrennt, insbesondere mit einem Stanzhub radial zur Zentrumsachse, bezogen auf das Statorelement in einem fertigen Zustand. Hierdurch lassen sich insbesondere große Stückzahlen an Statorelementen herstellen, und dies außerdem schnell, einfach und relativ kostengünstig und mit nahezu beliebiger Außenkontur.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird, insbesondere in einem weiteren Schritt, das wenigstens eine aus dem Halbzeug herausgetrennte Statorband zu einem sich in Umfangsrichtung um eine Zentrumsachse erstreckenden Ring geformt, insbesondere durch Biegen, insbesondere durch Rundbiegen, vorzugsweise zu einem nahezu vollständig geschlossenen Ring, insbesondere zu einem vollständig geschlossenen Ring, wobei das Statorband ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und insbesondere eine Länge, die dem Umfang des Statorelements in einem fertigen Zustand entspricht oder zu einem gewünschten Umfang im fertigen Zustand führt. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise aus dem aus dem Herausgetrennten Statorband die erforderliche ringförmige Geometrie, insbesondere eine ringmantelförmige Geometrie, hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Statorband dabei derart aus dem Halbzeug herausgetrennt, dass das erste Ende und das zweite Ende des Statorbands jeweils vorzugsweise im Bereich einer Abstandslücke liegen, insbesondere in der Mitte einer Abstandslücke.
Alternativ können das erste Ende und das zweite Ende des Statorbands auch im Bereich einer Statorlasche, insbesondere jeweils in der Mitte einer Statorlasche vorgesehen werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Statorband derart aus dem Halbzeug herausgetrennt, dass sich ein regelmäßig fortsetzendes, nicht unterbrochenes Muster in Umfangsrichtung einstellt, wenn das Statorband einen Ring bildet oder zu einem Ring umgeformt ist. Hierdurch können Ungleichmäßigkeiten in Umfangsrichtung, insbesondere bei der Übertragung eines magnetischen Flusses, reduziert oder sogar ganz vermieden werden.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden, insbesondere in einem weiteren Schritt, das erste Ende und das zweite Ende des zu einem Ring geformten Statorbands zumindest teilweise miteinander verbunden, insbesondere mittels eines Stumpfstoßes, insbesondere stoffschlüssig, insbesondere wenigstens im Bereich des Statorkörpers, so dass der aus dem Statorband geformte Ring in Umfangsrichtung zumindest über einen Teil seiner Länge in axialer Richtung, d.h. in Richtung parallel zur Zentrumsachse, vollständig geschlossen ist. Hierdurch lässt sich die Formstabilität verbessern. Ferner können Ungleichmäßigkeiten in Umfangsrichtung, insbesondere bei der Übertragung eines magnetischen Flusses, reduziert oder sogar ganz vermieden werden.
Die Enden des Statorbands werden insbesondere miteinander verschweißt, vorzugsweise durch Ultraschallschweißen. Alternativ können die Enden auch miteinander verklebt werden, wobei in diesem Fall bevorzugt ein mit magnetischen Partikeln gefüllter Klebstoff verwendet wird, um eine möglichst homogenes Magnetisierungsverhalten in Umfangsrichtung zu erreichen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird, insbesondere in einem weiteren Schritt, das flache, abgewickelte Statorband oder das zu einem Ring geformte Statorband derart umgeformt, dass sich die Statorlaschen nach dem Umformen auf einem anderen Radius in axialer Richtung erstrecken als der Statorkörper. Hierdurch lässt sich auf einfache Art und Weise ein Statorelement bereitstellen, welches in axialer Richtung besonders kompakt mit einem zweiten, insbesondere identischen Statorelement angeordnet werden kann. Insbesondere ermöglicht diese Ausführung das zumindest teilweise Überlappen des anderen Statorkörpers durch die Statorlaschen in axialer Richtung, wodurch sich eine Statoranordnung mit einem reduzierten axialen Bauraumbedarf, d.h. in Richtung der Zentrumsachse, bereitstellen lässt.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung können, insbesondere um das Absetzen der Statorlaschen gegenüber dem Statorkörper in radialer Richtung zu erreichen, die Statorlaschen gegenüber dem Statorkörper 2-fach abgekantet werden. Mittels Abkanten können die Statorlaschen besonders einfach gegenüber dem Statorkörper abgesetzt werden.
Da sich das Abkanten, insbesondere bei einem flachen Bauteil, insbesondere bei aus Blech hergestellten Bauteilen einfach und kostengünstig realisieren lässt, vor allem in großer Stückzahl, erfolgt das Abkanten besonders bevorzugt, bevor das Statorband zu dem Ring umgeformt wird. Alternativ können die einzelnen Statorlaschen jedoch auch noch nach dem Umformen abgekantet werden.
In einer, insbesondere alternativen, Ausführung der vorliegenden Erfindung können durch Umformen, insbesondere durch Prägen, in Abschnitte zwischen den Statorlaschen in Umfangsrichtung oder im Bereich der Statorlaschen Vertiefungen und/oder Erhöhungen in radialer Richtung in das flache, abgewickelte Statorband oder in das zu einem Ring geformte Statorband eingebracht werden, insbesondere Vertiefungen und/oder Erhöhungen, die über eine axiale Länge konstant sind. Hierdurch kann zum einen die Formstabilität des Statorelements verbessert werden. Zum anderen können auf diese Art und Weise die Statorlaschen ebenfalls besonders einfach gegenüber dem Statorkörper abgesetzt werden.
Sind die Vertiefungen und/oder Erhöhung in axialer Richtung konstant ausgebildet, lässt sich, insbesondere mit zwei identischen Statorelementen, eine in axialer Richtung besonders kompakte Statoranordnung realisieren, da diese Ausführung auf einfache Art und Weise das zumindest teilweise Überlappen des anderen Statorkörpers durch die Statorlaschen in axialer Richtung ermöglicht.
Ein erfindungsgemäßes Statorelement für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, weist einen sich ringförmig, insbesondere ringmantelförmig, um eine Zentrumsachse in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse vom Statorkörper weg erstreckende Statorlaschen auf und ist zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet, insbesondere zum Übertragen eines mittels eines Magneten der Drehmoment¬sensorvorrichtung erzeugten Magnetfeldes an eine Magnetfeldsensorvorrichtung.
Erfindungsgemäß ist das Statorelement durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt.
Der Statorkörper ist dabei insbesondere hülsenförmig ausgebildet, insbesondere zylindermantelförmig, insbesondere in seiner Grundform, d.h. insbesondere vor einem Umformschritt zum Absetzen der Statorlaschen in radialer Richtung vom Statorkörper, und erstreckt sich insbesondere in axialer Richtung, d.h. parallel zur Zentrumsachse, wobei die Statorlaschen insbesondere in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, insbesondere gleichmäßig verteilt mit Abstandslücken dazwischen.
Bevorzugt ist das Statorelement dabei wenigstens im Bereich des Statorkörpers in axialer Richtung, vorzugsweise über seine gesamte Länge, in Umfangsrichtung vollständig geschlossen ausgebildet, d.h. ohne ein Lücke in Umfangsrichtung, insbesondere ohne eine Lücke im Bereich des Statorkörpers. Hierdurch können Ungleichmäßigkeiten in Umfangsrichtung, insbesondere bzgl. der magnetischen Eigenschaften, reduziert oder sogar ganz vermieden werden.
Statorlaschen und Abstandslücken sind dabei insbesondere derart bemessen, dass ein identisch ausgebildetes zweites Statorelement konzentrisch und in Umfangsrichtung derart versetzt zum Statorelement anordbar ist, dass die Statorlaschen des Statorelements in die Abstandslücken des zweiten Statorelements eingreifen können, insbesondere kämmend, nach Art einer Verzahnung, insbesondere jedoch ohne Kontakt zwischen den Zähnen in Umfangsrichtung, wobei die Statorlaschen des zweiten Statorelements insbesondere entsprechend analog, insbesondere kämmend, nach Art einer Verzahnung, insbesondere jedoch ebenfalls ohne Kontakt zwischen den Zähnen in Umfangsrichtung, in die Abstandslücken des Statorelements eingreifen können.
Die Statorlaschen können dabei quader- oder rechteckförmig ausgebildet sein, wobei sie vorzugsweise an ihren freien Ende angefast sind. Sie können sich aber auch mit zunehmendem Abstand vom Statorkörper weg verjüngen, beispielsweise linear und spitz zulaufend ausgebildet sein, insbesondere in Umfangsrichtung jeweils zu ihrer Mitte hin, und beispielsweise als dreiecksförmige oder pfeilspitzenförmige Laschen ausgebildet sein. Alternativ könnend die Statorlaschen auch eine trapezförmige Kontur oder nur eine sich verjüngende Spitze aufweisen und/oder sich nur im Bereich ihres freien Endes verjüngen. Vorzugsweise sind die Statorlaschen jedoch so ausgebildet, dass sich bei versetzter und verzahnungsartigem Ineinandergreifen zweier identischer Statorelemente ein möglichst geschlossener Zylindermantel im Bereich der Statorelemente in Umfangsrichtung ergibt, wobei sich die Statorlaschen jedoch bevorzugt nicht berühren.
Für eine besonders kompakte Statoranordnung in axialer Richtung erstrecken sich in einer Ausführung der Erfindung die Statorlaschen in axialer Richtung auf einem anderen Radius als der Statorkörper, d.h. die Statorlaschen sind in radialer Richtung bevorzugt abgesetzt zum Statorkörper ausgebildet.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Statorelement in Umfangsrichtung Laschenabschnitte auf, in welchen sich die Statorlaschen in axialer Richtung erstrecken, und Lückenabschnitte dazwischen, in denen sich die Abstandslücken befinden, wobei die Laschenabschnitte einen von den Lückenabschnitten verschiedenen Radius aufweisen, d.h. mit einem anderen Abstand (Radius) zur Zentrumsachse angeordnet sind.
In einer Weiterbildung ist dabei bevorzugt der Radius des Statorelements in jedem der Laschenabschnitte und/oder jedem der Lückenabschnitte wenigstens in Umfangsrichtung jeweils konstant, insbesondere außerdem in axialer Richtung, wobei vorzugsweise sämtliche Laschenabschnitte jeweils den gleichen Radius aufweisen, d.h. jeweils den gleichen Abstand zur Zentrumsachse, und/oder sämtliche Lückenabschnitte. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise ein Statorelement bereitstellen, dass die Bereitstellung einer in axialer Richtung besonders kompakten Statoranordnung ermöglicht.
Dabei können gegebenenfalls jeweils Übergangsabschnitte, die sich in Umfangsrichtung zwischen den Laschenabschnitten und den Lückenabschnitten erstrecken, vorhanden sein, oder Übergangsabschnitte, die sich im Bereich der Laschenabschnitte vom Statorkörper in axialer Richtung zu den Statorlaschen erstrecken, wenn sich die Statorlaschen nicht auf dem gleichen Radius in axialer Richtung erstrecken.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Unterschied im Radius zwischen den Laschenabschnitten und den Lückenabschnitten derart bemessen, dass ein identisch ausgebildetes zweites Statorelement konzentrisch und in Umfangsrichtung derart versetzt und in axialer Richtung derart beabstandet zum Statorelement anordbar ist, dass die Statorlaschen des zweiten Statorelements den Statorkörper im Bereich der Lückenabschnitte zumindest teilweise in axialer Richtung überlappen, insbesondere berührungsfrei. Hierdurch können zwei identische Statorelemente in axialer Richtung zumindest teilweise zusammengeschoben werden. Somit kann eine in axialer Richtung besonders kompakte Statoranordnung bereitgestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Unterschied im Radius insbesondere derart bemessen, dass sich die Statorlaschen des Statorelements auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper des zweiten Statorelements befinden und den Statorkörper des zweiten Statorelements zumindest teilweise in axialer Richtung überlappen, insbesondere ohne das zweite Statorelement zu berühren, und sich die Statorlaschen des zweiten Statorelements auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper des Statorelements befinden und den Statorkörper des Statorelements in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen.
Eine erfindungsgemäße Statoranordnung für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie die Statoranordnung wenigstens ein erfindungsgemäßes ausgebildetes und/oder hergestelltes Statorelement umfasst.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Statoranordnung ein erstes Statorelement und ein zweites Statorelement auf, insbesondere zwei identische Statorelemente, wobei die beiden Statorelemente konzentrisch zueinander und in Umfangsrichtung derart versetzt und in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, dass ihre Statorlaschen ineinandergreifen, wobei jeweils ein Unterschied im Radius zwischen den Laschenabschnitten und den Lückenabschnitten derart bemessen ist, dass sich die Statorlaschen des ersten Statorelements auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper des zweiten Statorelements befinden und den Statorkörper des zweiten Statorelements zumindest teilweise in axialer Richtung überlappen, insbesondere ohne das zweite Statorelement zu berühren, und sich die Statorlaschen des zweiten Statorelements auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper des ersten Statorelements befinden und den Statorkörper des ersten Statorelements in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen.
Eine erfindungsgemäße Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein Statorelement umfasst, dass gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist und/oder erfindungsgemäß ausgebildet ist, und/oder dadurch, dass sie eine erfindungsgemäße Statoranordnung aufweist.
Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine kostengünstig und einfach herzustellende Drehmomentsensorvorrichtung bereitstellen, welche, bei entsprechender Ausgestaltung des Statorelements, außerdem radial und/oder axial kompakt ausgeführt werden kann und wenig Bauraum benötigt.
Die mit Bezug auf das Verfahren zur Herstellung eines Statorelements vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend ebenfalls für ein erfindungsgemäßes Statorelement, für eine erfindungsgemäße Statoranordnung sowie für eine erfindungsgemäße Drehmomentsensorvorrichtung und jeweils umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar, sofern ihre Kombination zu technisch ausführbaren Merkmalskombinationen führt.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer bevorzugter, nicht einschränkender Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1a in Draufsicht ein Halbzeug zur Herstellung eines Statorelements auf der Anmelderin betriebsintern bekannte Art und Weise mit einem bereits herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorelement-Rohling,
1b den aus dem Halbzeug aus 1a herausgetrennten und entnommenen Statorelement-Rohling nach einem ersten Umformvorgang in perspektivischer Darstellung,
1c ein fertiges, bekanntes Statorelement, hergestellt auf der Anmelderin betriebsintern bekannte Art und Weise in perspektivischer Darstellung,
2 in Draufsicht ein Halbzeug in Form eines Metallblechstreifens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements mit einem als flaches, abgewickeltes Statorelement herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorbands zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements,
3 in Draufsicht ein weiteres Halbzeug in Form eines Metallblechstreifens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements mit zwei jeweils als flache, abgewickelte Statorelemente herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorbändern zur Herstellung zweier erfindungsgemäßer Statorelemente, wobei die Statorbänder verschnittoptimiert aus dem Halbzeug herausgetrennt worden sind,
4 das Statorband aus 2 nach dem Heraustrennen aus dem Halbzeug und wenigstens einem Umformschritt in perspektivischer Darstellung,
5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines fertigen, erfindungsgemäßen Statorelements in perspektivischer Darstellung, das mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist,
6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines fertigen, erfindungsgemäßen Statorelements in perspektivischer Darstellung, das mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist,
7a ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Statoranordnung in perspektivischer Darstellung, und
7b die Statoranordnung aus 7a in Explosionsdarstellung.

1a zeigt in Draufsicht ein Halbzeug 1 zur Herstellung eines Statorelements auf der Anmelderin betriebsintern bekannte Art und Weise mit einem bereits herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorelement-Rohling 2, wobei das Halbzeug 1 quadratisch ausgebildet ist und der Statorelement-Rohling 2 durch Stanzen mit einem Stanzhub parallel zur Zentrumsachse Z des Statorelement-Rohlings 2, welche auch die spätere Zentrumsachse Z ist, aus dem Halbzeug 1 herausgetrennt ist. Die schraffierten Bereiche stellen den insbesondere ungenutzten Verschnitt dar.
1b zeigt den aus dem Halbzeug aus 1a herausgetrennten und entnommenen Statorelement-Rohling 2A in einem Zustand nach einem ersten Umformvorgang in perspektivischer Darstellung, wobei die Statorlaschen 4 bereits abgekantet sind, so dass diese sich parallel zur Zentrumsachse Z und damit in axialer Richtung erstrecken.
Der Statorkörper 3 erstreckt sich dabei in diesem Zustand noch in radialer Richtung und senkrecht zu den Statorlaschen 4 nach außen, wobei der Statorkörper 3 in diesem Fall durch eine umlaufend ausgebildete Ringscheibe gebildet ist.
1c zeigt ein fertiges, bekanntes Statorelement 2B, bei welchem der ringscheibenförmige Statorkörper 3 zu einem U-förmigen Rand tiefgezogen worden ist.
Anhand dieser Darstellung ist der in radialer Richtung für den Statorkörper 3 erforderliche Bauraumbedarf in radialer Richtung leicht vorstellbar.
Da für eine ausreichende „Verzahnung“ mit den Statorlaschen eines zweiten, hier nicht dargestellten Statorelements eine ausreichende Länge der Statorlaschen 4 erforderlich ist, wird bei der in 1c gezeigten Ausgestaltung eines Statorelements 2B, bei dem die Statorlaschen 4 insbesondere innen parallel an dem Statorkörper 3 vorbeigeführt sind, viel Material für die Statorlaschen 4 benötigt. Ebenfalls entfällt ein nicht unerheblicher Materialanteil für den umlaufenden Radius am Statorkörper 3 an dem Ende, an welchem die Statorlaschen 4 angrenzen. Aufgrund des hohen Materialpreises ist ein derartiges Statorelement 2B kostenintensiv.
2 zeigt in Draufsicht ein Halbzeug in Form eines Metallblechstreifens 10 aus einer weichmagnetischen Metalllegierung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements mit einem als flaches, abgewickeltes Statorelement herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorbands 20 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements mit Statorlaschen 22 und einem band- bzw. streifenförmigen Statorkörper 26, wobei das Halbzeug insbesondere eine Breite aufweist, welche einer axialen Erstreckung des Statorbands 20 entspricht, um einen Verschnitt möglichst zu minimieren. In diesem Fall ist das Statorband durch Stanzen mit einem Stanzhub radial zur (späteren) Zentrumsachse Z des Statorlements herausgetrennt worden, wobei sich die Zentrumsachse Z, bezogen auf die Darstellung in 2 und das Statorband bzw. auf ein abgewickeltes Statorelement jeweils senkrecht zur Zeichenebene erstreckt.
Das Halbzeug 10 ist in diesem Fall zwar länger als erforderlich, das Statorband 20 wird jedoch nur mit seiner benötigten Länge ausgestanzt, wodurch ein Verschnitt geringgehalten werden kann. Alterntiv kann die Länge des Halbzeugs 10 auch passend zur Länge des Statorbands 20 gewählt werden, wie beispielhalber in Fig, 3 dargestellt.
3 zeigt in Draufsicht ein weiteres Halbzeug in Form eines Metallblechstreifens 10' zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements mit zwei jeweils als flache, abgewickelte Statorelemente herausgetrennten, jedoch noch nicht entnommenen Statorbändern 20 und 30 jeweils mit Statorlaschen 22 bzw. 32 und Statorkörpern 26 bzw. 36 zur Herstellung zweier erfindungsgemäßer Statorelemente, wobei die Statorbänder 20 und 30 verschnittoptimiert aus dem Halbzeug 10' herausgetrennt worden sind. Es ist deutlich zu erkennen, wie gering der Verschnitt in diesem Fall ausfällt. Der geringe Verschnitt ist einer der wesentlichen Vorteile, eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements.
4 zeigt das Statorband 20 aus 2 nach dem Heraustrennen aus dem Halbzeug und wenigstens einem Umformschritt in perspektivischer Darstellung, wobei das Statorband 20 zu einem im Umfangsrichtung nahezu vollständig geschlossenen Ring 20A geformt ist, insbesondere durch Rundbiegen.
Das hier nicht näher bezeichnete erste und zweite Ende des Statorbands sind zur Erhöhung der Formstabilität des Rings miteinander verschweißt, wobei die Verbindungsnaht 21 dabei mittig im Bereich einer Statorlasche 22 liegt.
Der Statorring 20A weist in Umfangsrichtung jeweils Laschenabschnitte 25 mit Statorlaschen 22 und Lückenabschnitte 24 mit Abstandslücken 23 zwischen den Statorlaschen 22 auf.
In dem in 4 gezeigten Zustand befinden sich der zylindermantelförmige Statorkörper 26 sowie die Statorlaschen 22 jeweils auf dem gleichen Radius, d.h. sie haben jeweils den gleichen Abstand zur Zentrumsachse Z.
In einigen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, insbesondere, wenn der radiale Bauraum sehr begrenzt ist, insbesondere wenn dieser nach innen und nach außen sehr begrenzt ist, jedoch genügend axialer Bauraum zur Verfügung steht, das Statorelement 20A bzw. den Statorring 20A in diesem Zustand als fertiges Statorelement 20A einzusetzen.
Steht jedoch noch ein wenig Bauraum nach innen zur Verfügung und ist insbesondere der Bauraum in axialer Richtung begrenzt, d.h. parallel zur Zentrumsachse Z, ist es vorteilhaft, mit wenigstens einem weiteren Schritt die Statorlaschen 26 in radialer Richtung gegenüber dem Statorkörper 26 zumindest teilweise abzusetzen, so dass diese sich, wie bei dem fertigen, erfindungsgemäßen Statorelement 20B in 5 gezeigt, auf einem anderen Radius in axialer Richtung erstrecken als der Statorkörper 26 in den Lückenabschnitten 24.
Dies kann beispielsweise durch zweifaches Biegen um jeweils 90°, d.h. 2-faches Abkanten, der Statorlaschen 26 erreicht werden. Das Abkanten kann dabei nach dem Umformen des Statorbands 20 zum Ring 20B erfolgen, oder aber bereits davor, was in den meisten Fällen vorteilhaft sein wird.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zumindest teilweise axiale Überlappung der Statorlaschen 26 zweier, insbesondere identischer Statorelemente 20B, die konzentrisch und derart axial beabstandet und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, mit dem jeweiligen Statorkörper 26 des anderen Statorelements 20B, wobei die Statorlaschen 26 dabei jeweils radial innen vom Statorkörper 26 unter diesem eingreifen können.
Dadurch kann eine in axialer Richtung besonders kompakte Statoranordnung bereitgestellt werden.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines fertigen, erfindungsgemäßen Statorelements 40B in perspektivischer Darstellung, das mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden ist, wobei in diesem Fall die Statorlaschen 42 bzw. die Laschenabschnitte 25 durch Einprägen von Erhöhungen im Bereich der Abstandslücken 43 bzw. der Lückenabschnitte 24 gegenüber dem Statorkörper 46 in den Lückenabschnitten 24 abgesetzt sind, wobei sich die Erhöhungen jeweils über die gesamte axiale Länge des Statorelementes 40B erstrecken und sich die Statorlaschen 42 auch über ihre gesamte Länge auf dem gleichen Radius, d.h. mit gleichem Abstand zur Zentrumsachse Z, in axialer Richtung erstrecken.
Diese Ausgestaltung ermöglicht ebenfalls eine zumindest teilweise axiale Überlappung der Statorlaschen 46 zweier, insbesondere identischer Statorelemente 40B, die konzentrisch und derart axial beabstandet und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, mit dem jeweiligen Statorkörper 46 des anderen Statorelements 40B. Und damit ebenfalls eine besonders kompakte, axiale Anordnung.
7a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Statoranordnung 100 in perspektivischer Darstellung für eine erfindungsgemäße Drehmomentsensorvorrichtung mit einem grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau, wobei die erfindungsgemäße Statoranordnung 100 zwei erfindungsgemäße, konzentrisch und versetzt zueinander angeordneten Statorelemente 40B und 41B aufweist, die verzahnt ineinandergreifen und in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei 7a zusätzlich noch eine im Inneren konzentrisch zu den Statorelementen 40B, 41B angeordnete Permanentmagnethülse 50 zeigt und jeweils zwei außerhalb von den Statorelementen 40B und 41B angeordnete, ringförmige Flussleiter 61 und 62, um den Aufbau einer erfindungsgemäßen Drehmomentsensorvorrichtung vom Prinzip her deutlich zu machen.
Die Statorelemente 40B und 41B sind jeweils erfindungsgemäß ausgebildet und in axialer Richtung derart überlappend zueinander angeordnet, dass die Statorlaschen 42 jeweils in den Lückenabschnitten 24 unter den Statorkörper 46 greifen und diesen zumindest in axialer Richtung teilweise überlappen, ohne diesen jedoch zu berühren. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung in axialer Richtung.
Darüber hinaus kann durch die zylindermantelförmige Grundform des Statorkörpers 26 ein Bauraumgewinn in radialer Richtung erreicht werden, insbesondere im Vergleich zu einem gemäß 1c ausgestalteten Statorelement. Infolgedessen kann bei gegebenem Wellendurchmesser zugehörige eine Drehmomentsensorvorrichtung insbesondere in radialer Richtung kleiner und damit kompakter gebaut werden.
Der gewonnene Bauraum kann aber, insbesondere alternativ, auch zur Vergrößerung eines Luftspalts zu einem außen um das Statorelement herum angeordneten Flussleiter 61, 62 genutzt werden. Hierduch können zum einen größere Toleranzbereiche für die einzelnen Teile der Drehmomentsensorvorrichtung zugelassen werden. Zum anderen wird die Montage der Drehmomentsensorvorrichtung vereinfacht. Ferner lassen sich in einigen Fällen positive Effekte auf die Lebensdauer erreichen, insbesondere durch die Reduzierung von Verschleiß sowie weniger störenden Geoemtrieänderungen infolge von Temperaturwechselbelastungen.
7b zeigt die Statoranordnung aus 7a in Explosionsdarstellung.
Bezugszeichenliste

1: Halbzeug, insbesondere Blechplatte zur Herstellung eines Statorelements auf der Anmelderin aus betriebsinterner Praxis bekannte Art und Weise
2: Statorelement-Rohling, hergestellt auf betriebsintern bekannte Art und Weise
2A: Statorelement-Rohling nach dem Heraustrennen aus dem Halbzeug und wenigstens einem Umformschritt, bei der Herstellung auf betriebsintern bekannte Art und Weise
2B: fertiges Statorelement, hergestellt auf betriebsintern bekannte Art und Weise
3: Statorkörper
4: Statorlaschen
10, 10': Halbzeug, insbesondere Metallblechstreifen zur erfindungsgemäßen Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements
20, 30: aus dem Halbzeug als abgewickeltes, flaches (erstes) Statorelement herausgetrenntes Statorband zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements
20A: Statorband nach dem Heraustrennen aus dem Halbzeug und wenigstens einem Umformschritt, bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Statorelements auf erfindungsgemäße Art und Weise bzw. fertiges, erfindungsgemäßes Statorelement
20B, 40B, 41B: fertiges, erfindungsgemäßes Statorelement, hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren
21, 41: Verbindungsnaht
22, 32, 42: Statorlaschen
23, 43: Abstandslücken
24: Lückenabschnitte
25: Laschenabschnitte
26, 36, 46: Statorkörper
50: Magnetelement
61, 62: Flussleiter
100: erfindungsgemäße Statoranordnung
Z: Zentrumsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2002/0187371 A1 [0003]
US 2014/0283623 A1 [0003]
US 2004/0011138 A1 [0003]
US 2016/0016607 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Statorelements (20A, 20B, 40B, 41B) für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, wobei das Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet ist und in einem fertigen Zustand einen sich ringförmig um eine Zentrumsachse (Z) in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper (26, 36, 46) sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse (Z) vom Statorkörper (26, 36, 46) weg erstreckende Statorlaschen (22, 32, 42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines flachen Halbzeugs (10, 10') und - Heraustrennen wenigstens eines Statorelements als abgewickeltes, flaches Statorband (20, 30) aus dem Halbzeug (10, 10').
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Halbzeug (10, 10') wenigstens ein erstes Statorband (20) und ein zweites Statorband (30) jeweils als abgewickelte, flache erste und zweite Statorelemente zur Herstellung eines ersten Statorelements (20B) und eines zweiten Statorelements herausgetrennt werden, wobei das erste Statorband (20) und das zweite Statorband (30) derart aus dem Halbzeug (10, 10') herausgetrennt werden, dass ein vom ersten Statorband (20) in einem Bereich zwischen den Statorlaschen (22) des ersten Statorelements verbleibendes Verschnittmaterial zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen, für die Statorlaschen (32) des zweiten Statorelements verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (10, 10') ein Metallblech ist, insbesondere ein Blechstreifen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Statorband (20, 30) durch Stanzen als abgewickeltes, flaches Statorelement aus dem Halbzeug herausgetrennt wird, insbesondere mit einem Stanzhub radial zur Zentrumsachse, bezogen auf das Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) in einem fertigen Zustand.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem weiteren Schritt, das wenigstens eine aus dem Halbzeug (10, 10') herausgetrennte Statorband (20, 30) zu einem sich in Umfangsrichtung um eine Zentrumsachse (Z) erstreckenden Ring (20A) geformt wird, wobei das Statorband (20) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und eine Länge, die dem Umfang des Statorelements (20A, 20B) in einem fertigen Zustand entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem weiteren Schritt, das erste Ende und das zweite Ende des zu einem Ring (20A) geformten Statorbands (20) zumindest teilweise miteinander verbunden werden, so dass der aus dem Statorband (20) geformte Ring (20A) zumindest über einen Teil seiner Länge in axialer Richtung in Umfangsrichtung vollständig geschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere in einem weiteren Schritt, das flache, abgewickelte Statorband (20, 30) oder das zu einem Ring (20A) geformte Statorband (20) derart umgeformt wird, dass sich die Statorlaschen (22, 42) nach dem Umformen auf einem anderen Radius in axialer Richtung erstrecken als der Statorkörper (26, 46).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorlaschen (22) gegenüber dem Statorkörper 2-fach abgekantet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Umformen, insbesondere durch Prägen, in Umfangsrichtung in Abschnitte (24) zwischen den Statorlaschen (42) oder im Bereich (25) der Statorlaschen (42) Vertiefungen und/oder Erhöhungen in radialer Richtung in das flache, abgewickelte Statorband oder in das zu einem Ring geformte Statorband eingebracht werden, insbesondere Vertiefungen und/oder Erhöhungen, die über eine axiale Länge konstant sind.
Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, wobei das Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) zum Übertragen eines magnetischen Flusses ausgebildet ist und einen sich ringförmig um eine Zentrumsachse (Z) in Umfangsrichtung erstreckenden Statorkörper (26, 46) sowie mehrere, sich in axialer Richtung parallel zur Zentrumsachse (Z) vom Statorkörper (26, 46) weg erstreckende Statorlaschen (22, 42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.
Statorelement (20B, 40B, 41B) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Statorlaschen (22, 42) auf einem anderen Radius in axialer Richtung erstrecken als der Statorkörper (26, 46).
Statorelement (20B, 40B, 41B) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (20B, 40B, 41B) in Umfangsrichtung Laschenabschnitte (25) aufweist, in welchen sich die Statorlaschen (22, 42) in axialer Richtung erstrecken, und Lückenabschnitte (24) dazwischen, in denen sich die Abstandslücken (23) befinden, wobei die Laschenabschnitte (25) zumindest abschnittsweise einen von den Lückenabschnitten (24) verschiedenen Radius aufweisen.
Statorelement (40B, 41B) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterschied im Radius zwischen den Laschenabschnitten (25) und den Lückenabschnitten (24) derart bemessen ist, dass ein identisch ausgebildetes zweites Statorelement (41B) konzentrisch und in Umfangsrichtung derart versetzt und in axialer Richtung derart beabstandet zum Statorelement (40B) anordbar ist, dass die Statorlaschen (42) des zweiten Statorelements (41B) den Statorkörper (46) im Bereich der Lückenabschnitte (24) zumindest teilweise in axialer Richtung überlappen, insbesondere berührungsfrei.
Statoranordnung (100) für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere für eine Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoranordnung (100) wenigstens ein Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) umfasst, das durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt worden ist und/oder ein Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B), das nach einem der Ansprüche 10 bis 13 ausgebildet ist.
Statoranordnung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoranordnung (100) ein erstes Statorelement (40B) und ein zweites Statorelement (41B) aufweist, die jeweils nach Anspruch 13 ausgebildet sind, insbesondere identisch, wobei die beiden Statorelemente (40B, 41B) konzentrisch zueinander und in Umfangsrichtung derart versetzt und in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, dass ihre Statorlaschen (42) ineinandergreifen, wobei sich die Statorlaschen (42) des ersten Statorelements (40B) auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper (46) des zweiten Statorelements (41B) befinden und den Statorkörper (46) des zweiten Statorelements (41B) zumindest teilweise in axialer Richtung überlappen, insbesondere ohne das zweite Statorelement (41B) zu berühren, und sich die Statorlaschen (42) des zweiten Statorelements (41B) auf einem Radius innerhalb oder außerhalb vom Statorkörper (46) des ersten Statorelements (40B) befinden und den Statorkörper (46) des ersten Statorelements (40B) in axialer Richtung zumindest teilweise überlappen.
Drehmomentsensorvorrichtung zum Erfassen eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere zum Erfassen eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsensorvorrichtung wenigstens ein Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B) umfasst, dass nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt worden ist und/oder ein Statorelement (20A, 20B, 40B, 41B), das nach einem der Ansprüche 10 bis 13 ausgebildet ist, und/oder eine Statoranordnung (100), die nach einem der Ansprüche 14 oder 15 ausgebildet ist.