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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorlageranordnung zur Lagerung eines rotierbaren Maschinenelements sowie zur Erfassung eines Drehmoments an diesem rotierbaren Maschinenelement. Das Maschinenelement kann beispielsweise Teil eines Antriebstrangs oder einer Welle sein, welche in einem oder mehreren Wälzlagern gelagert ist und deren Drehmoment erfasst werden soll.
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Aus dem Stand der Technik sind viele Torsionssensoren bekannt, welche auf verschiedenen Technologien beruhen. Das Erfassen des Drehmoments an einem Maschinenelement ist wichtig, um beispielsweise dessen mechanische Belastung zu beschreiben und davon abhängig durch geeignete Maßnahmen den Verschleiß und das Schadensrisiko zu reduzieren.
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Die
WO 03/102524 beschreibt eine Lageranordnung mit einem Torsionssensor und einem mit der Welle verbundenen magnetoelastischen Ring. Der Außenring des Lagers dient als Sensorhalter, wobei der Sensor unmittelbar neben der Laufbahn der Wälzkörper angeordnet ist.
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Die
EP 2 913 679 B1 beschreibt eine Lagervorrichtung und ein Wälzlager mit je einem Sensor, welcher in Kraftfahrzeugen, Einrichtungsmaschinen, Eisenbahnfahrgestellen oder ähnlichem eingesetzt wird. Eine der Ausführungsformen beschreibt einen Sensor zum Erfassen von Parametern, wie beispielsweise Drehrichtung, Phase oder Drehzahl einer gelagerten rotierenden Welle oder eines Wälzlagers mittels einem Hall-Element oder einem Hall-IC.
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Die
EP 2 137 504 B1 beschreibt eine Wellenanordnung mit einem Wälzlager, welches einen Torsionssensor aufweist. Dieser Torsionssensor beinhaltet einen mit einer Welle fest verbundenen, permanentmagnetischen Ring sowie wenigstens einen an einem feststehenden, mit dem Außenring verbundenen Sensorträger befestigten Magnetfeldsensor.
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Der Stand der Technik umfasst Sensoren auf Basis des invers-magnetostriktiven Effekts, jedoch erfordern diese aufgrund der Anordnung ihrer Bestandteile einen vergleichsweise großen Bauraum. Ein Schutz vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schmutz und Feuchtigkeit ist häufig nicht gegeben oder muss anwendungsspezifisch geschaffen werden. Bekannte Drehmomentsensoren bilden regelmäßig keine kompakte, abgeschlossene Baueinheit, sodass eine sichere Positionierung der Sensorik, beispielsweise bei Demontage im Rahmen einer Wartung, Schwierigkeiten bereitet.
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Ausgehend vom Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Sensorlageranordnung bereitzustellen, welche einerseits die Lagerung eines rotierbaren Maschinenelements gestattet und gleichzeitig eine einfache Integration eines Drehmomentsensors ermöglicht. Weiterhin besteht eine Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Sensorelemente vor Umwelteinflüssen und Beschädigungen zu schützen.
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Die genannte Aufgabe wird durch eine Sensorlageranordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche nennen bevorzugte Ausführungsformen.
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Die erfindungsgemäße Sensorlageranordnung dient zur Lagerung eines rotierbaren Maschinenelements sowie zur Erfassung eines Drehmoments an diesem rotierbaren Maschinenelement, wobei das Maschinenelement bevorzugt als Teil eines Antriebstrangs ausgebildet ist. Durch eine bauliche Verbindung zwischen Lagerung und Drehmomentsensor entsteht eine kompakte Einheit, was beispielsweise zu einer Schwingungsreduktion führt.
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Die Sensorlageranordnung umfasst das rotierbare Maschinenelement, welches sich entlang einer Achse erstreckt und an welchem ein Drehmomentsensor zur Erfassung eines Drehmoments angeordnet ist. Die Achse bildet eine Rotationsachse des Maschinenelements. Durch die Achse sind eine radiale Richtung, eine tangentiale bzw. umfängliche Richtung und eine axiale Richtung definiert, die jeweils senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
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Weiterhin umfasst die Sensorlageranordnung ein das Maschinenelement mindestens abschnittsweise umgreifendes Lagergehäuse, welches ein Rotationslager enthält. Das Rotationslager besitzt einen Außenring und einen Innenring, der vorzugsweise drehfest auf dem rotierbaren Maschinenelement sitzt, sowie in einem Wälzkörperraum angeordnete Wälzkörper. Es ist verständlich, dass das Wirkprinzip kinematisch umgekehrt werden kann, wenn das rotierende Maschinenelement radial außen angeordnet ist. In diesem Fall würde der Innenring mit Gehäuseteilen verbunden sein und der Außenring am rotierbaren Maschinenelement angeordnet sein.
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Weiterhin umfasst die Sensorlageranordnung einen Drehmomentsensor zur Erfassung des Drehmoments, welches am rotierbaren Maschinenelement wirkt. Der Drehmomentsensor weist ein Sensorgehäuse auf, welches ringförmig ausgebildet ist und einen sich achsparallel erstreckenden Grundkörper sowie mindestens eine äußere Seitenwand besitzt, die sich an der vom Rotationslager abgewandten Seite des Grundkörpers radial erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Sensorgehäuse zwei parallel verlaufende Seitenwände, die sich an den gegenüberliegenden Enden des Grundkörpers radial erstrecken. Die Seitenwände erstrecken sich vom Grundkörper ausgehend radial und sind scheibenförmig ausgebildet. Hierbei verlaufen die Achsen des Maschinenelements und des Sensorgehäuses parallel oder vorzugsweise koaxial zueinander. Weiterhin umfasst der Drehmomentsensor einen Primärsensor, welcher ringförmig ausgebildet ist und ein magnetisierbares bzw. magnetisches Material mit invers-magnetostriktivem Effekt beinhaltet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wir der Primärsensor von zwei Stegen getragen. Die Stege weisen ringförmige Montageflächen auf, welche kraftschlüssig oder formschlüssig am Maschinenelement angebracht sind. Weiterhin umfasst der Primärsensor vorzugsweise einen Versteifungsring, welcher axial zwischen den beiden Stegen verläuft.
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In einer abgewandelten Ausführungsform ist der magnetisierbare Primärsensor beispielsweise als eine dünne Hülse aus einem Material mit invers-magnetostriktiven Effekt geformt, welche an Montageflächen kraftschlüssig auf dem Maschinenelement aufgesetzt ist, sodass die durch ein Moment oder eine Kraft hervorgerufenen mechanischen Spannungen auf den Primärsensor übertragen werden und die Magnetfeldänderung hervorrufen. Die dünne Hülse kann auch aus einem nichtmagnetischen Material bestehen und stattdessen mit magnetischen Schichten belegt sein. Ebenso ist es möglich, die Hülse zwischen Stegen zu haltern, was einer Kombination mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform entspricht. Weitere Abwandlungen des Primärsensors sind möglich.
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Neben dem Primärsensor weist der Drehmomentsensor der Sensoranordnung einen Sekundärsensor auf, welche die vom Primärsensor hervorgerufene Magnetfeldänderung erfasst und in elektrische Signale umwandelt. Der Sekundärsensor ist an dem Grundkörper des Gehäuses angebracht und dem Primärsensor radial beabstandet gegenüberliegend positioniert, um die vom Primärsensor bewirkte Magnetfeldänderung zu detektieren.
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Weiterhin ist das Sensorgehäuse so gestaltet, dass es dem Primärsensor und den Sekundärsensor einhaust, wobei mindestens die Montageflächen des Primärsensors, beispielsweise die Stege, freigelassen werden, sodass der Primärsensor direkt oder mittelbar am Maschinenelement angebracht werden kann. Vorzugsweise bleibt die Fläche, in welcher die Montageflächen liegen vom Gehäuse komplett unverschlossen und wird dann am Einbauort des Drehmomentsensors durch das Maschinenelement verschlossen, an welchem die Montageflächen angebracht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform besitzt die äußere, also vom Rotationslager entfernt liegende Seitenwand des Sensorgehäuses an ihrem vom Grundkörper abgewandten freien Ende eine innenliegende Ausnehmung. Durch das Eingreifen eines Abschnitts des Primärsensors, beispielsweise von einem der Stege, in die Ausnehmung wird der Primärsensor gegenüber dem Sekundärsensor radial und axial in Position gehalten. Ein verbleibender Spalt zwischen dem Primärsensor und den Seitenwänden des Gehäuses ermöglicht eine Rotation zwischen Primär- und Sekundärsensor im eingebauten Zustand.
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Die Sensorlageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Sensorgehäuse des Drehmomentsensors radial zwischen dem Lagergehäuse und dem rotierbaren Maschinenelement erstreckt und axial angrenzend neben dem Rotationslager positioniert ist, und dass das Sensorgehäuse über mindestens ein vorzugsweise lösbares Verbindungselement am Rotationslager und/oder am Lagergehäuse befestigt ist.
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Bevorzugt ist die Außenfläche des Grundkörpers des Sensorgehäuses unmittelbar an der Innenfläche des Lagergehäuses angeordnet und dort beispielsweise durch ein über eine Presspassung, Formpassung, Rastung, Klebung o.ä. wirkendes Verbindungselement befestigt.
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Bevorzugt weist die Sensorlageranordnung mindestens eine Lagerringnut auf, welche an der zum Wälzkörperraum gewandten Fläche des Außenrings oder des Innenrings verläuft, sodass das Verbindungselement des Sensorgehäuses des Drehmomentsensors in dieser Lagerringnut einrastbar ist. Dazu sind beispielsweise mehrere Verbindungselemente als Rastelemente ausgebildet, welche bei der Montage in die Lagerringnut einrasten. Vorzugsweise sind sowohl am Außenring als auch am Innenring solche Nuten angeordnet, in welche die Rastelemente des Sensorgehäuses einrasten. Durch die Verbindungselemente ist der Drehmomentsensor lösbar an dem Rotationslager befestigt, sodass eine Demontage oder ein Austausch des Rotationslagers oder des Drehmomentsensors im Falle eines Defekts ermöglicht wird. Somit können einzelne Komponenten der Sensorlageranordnung ausgetauscht werden, ohne die komplette Anordnung entsorgen oder austauschen zu müssen. Daraus resultieren geringere Kosten und eine längere Anwendungsdauer der Sensorlageranordnung als Einheit.
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Alternativ ist das Verbindungselement als Haken oder Ring ausgebildet, welcher in die Lagerringnut eingreift und somit ein werkzeugloses Lösen der Verbindung zwischen Rotationslager und Drehmomentsensor ermöglicht. Alternativ kann das Verbindungselement als eine Klebeverbindung ausgebildet sein, welche Drehmomentsensor und Rotationslager nicht trennbar miteinander verbindet.
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Eine abgewandelte Ausführungsform der Sensorlageranordnung besteht darin, dass der Drehmomentsensor in das Rotationslager teil-integriert ist. Besonders bevorzugt erstreckt sich hierbei der Außenring des Rotationslagers axial verlängert über den Drehmomentsensor. Die Außenfläche des Grundkörpers des Sensorgehäuses ist in diesem Fall an dem axial verlängerten Außenring des Rotationslagers angeordnet und über das Verbindungselement, beispielsweise eine Klebeschicht, befestigt. Dies führt zu einer einfachen Integration des Drehmomentsensors in das Rotationslager und weiterhin zu einer bauraumreduzierten Sensorlageranordnung. Alternativ kann der Außenring des Rotationslagers den Grundkörper des Sensorgehäuses ersetzten, sodass die Seitenwände des Sensorgehäuses und der Sekundärsensor des Drehmomentsensors unmittelbar am Außenring des Rotationslagers angebracht sind.
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Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform weist das Sensorgehäuse an einem freien Ende mindestens einer seiner Seitenwände eine Dichtung auf, die im montierten Zustand an dem rotierbaren Maschinenelement oder dem Primärsensor anliegt und das Gehäuse dort abdichtet. Dies bringt den Vorteil des verbesserten Schutzes der Sensoren vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Schmutz, Öl oder Feuchtigkeit. Daraus resultieren zum einen eine präzisere Bestimmung des Drehmoments als auch eine Verlängerung der Lebensdauer der eingesetzten Sensoren. Die Dichtung kann als Dichtlippe aus einem flexiblen Material ausgebildet sein, sodass eine sichere Dichtfunktion auch bei rotierenden Maschinenteilen gegeben ist. Alternativ kann die Dichtung als eine Bürstendichtung ausgebildet sein, deren Kernstück hoch flexibel ist und aus einer Vielzahl von Drähten oder Fasern besteht. Diese legen sich flexibel an die zu dichtende Fläche an, sodass eine dynamische und statische Dichtungsfunktion gegeben ist.
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Wie bereits beschrieben, arbeitet der Drehmomentsensor bevorzugt auf Basis des invers-magnetostriktiven Effekts. Besonders bevorzugt wird als Primärsensor eine dauermagnetische Hülse genutzt, die koaxial zum Maschinenelement angeordnet ist. Wird das Maschinenelement mit einem Moment belastet, so verschieben sich die sogenannten Weißschen Bezirke in der magnetisierbaren Hülse und es ergibt sich ein äußeres Feld, welches proportional zum Drehmoment ist. Dieses äußere Feld bzw. dessen Änderung wird vom gegenüberliegenden Sekundärsensor erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches zur Weiterverarbeitung an eine Steuereinheit übertragen werden kann. Eine abgewandelte Sensorik enthält keine dauermagnetische Hülse als Primärsensor. Stattdessen wird ein Magnetfeld über eine Primärspule induziert und in eine magnetisierbare Hülse bzw. den als magnetisierbare Schicht am Maschinenelement ausgebildeten Primärsensor geleitet. Wirkt nun ein Drehmoment auf Hülse oder Maschinenelement, so ändert sich die Permeabilität des Materials proportional zum Drehmoment. Anhand der Permeabilitätsänderung kann über die vom Sekundärsensor erfasste Magnetfeldänderung auf das wirkende Drehmoment geschlossen werden.
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Bevorzugt ist der Primärsensor als eine Hülse ausgebildet, welche das erste Maschinenelement kraftschlüssig umgreift, sodass das Moment oder die Kraft, welche/s auf das erste Maschinenelement einwirkt, auf die Hülse übertragen wird. Die Hülse ist aus einem magnetisierbaren Material gebildet oder weist eine Beschichtung auf, welche den invers-magnetostriktiven Effekt zeigt.
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Gemäß einer bevorzugt Ausführungsform ist der Primärsensor an einer zum Maschinenelement zugewandten Seite einer Montagefläche, mittels welcher er formschlüssig oder kraftschlüssig am Maschinenelement angebracht ist. Somit ist eine einfache Montage des Primärsensors am Maschinenelement durch Einschieben oder Aufpressen möglich. Alternativ kann der Primärsensor mit seinen Montageflächen auch an das Maschinenelement geklebt werden, sodass eine Kraft übertragende Positionierung am Maschinenelement sichergestellt ist.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschreiben und erläutert wird. Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorlageranordnung in Radialschnittansicht;
- 2 eine zweite Ausführungsform der Sensorlageranordnung in Radialschnittansicht;
- 3 Detailansichten von Verbindungselementen der Sensorlageranordnung;
- 4 eine dritte Ausführungsform der Sensorlageranordnung in Radialschnittansicht;
- 5 eine vierte Ausführungsform der Sensorlageranordnung in Radialschnittansicht;
- 6 eine fünfte Ausführungsform der Sensorlageranordnung in Rad ialschn ittansicht.
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1 zeigt einen Radialschnitt einer ersten Ausführungsform einer Sensorlageranordnung 01 gemäß der vorliegenden Erfindung. An einem rotierbaren Maschinenelement 02, welches sich entlang einer Achse erstreckt, ist koaxial ein Lagergehäuse 03 angeordnet. Das Lagergehäuse 03 trägt ein Rotationslager 04, welches einen Außenring 06 und einen Innenring 07 aufweist. Der Innenring 07 ist dabei drehfest auf dem rotierbaren Maschinenelement 02 angebracht. Der Außenring 06 ist im Lagergehäuse 03 befestigt. Das Rotationslager 04 besitzt einen Wälzkörperraum 08, in welchem eine Vielzahl von Wälzkörpern 09 angeordnet sind.
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Axial benachbart zum Rotationslager 04 ist ein Drehmomentsensor 12 im Ringspalt zwischen dem Maschinenelement 02 und dem Lagergehäuse 03 angeordnet. Der Drehmomentsensor 12 dient zur Erfassung eines Drehmoments, welches am rotierbaren Maschinenelement 02 angreift. Der Drehmomentsensor 12 besitzt ein Sensorgehäuse13 mit einem sich axial erstreckenden Grundkörper 14, einer inneren Seitenwand 16 und einer äußeren Seitenwand 17. Die Seitenwände erstrecken sich vom Grundkörper ausgehend radial in Richtung zum Maschinenelement 02, sodass sie scheibenförmig ausgebildet sind. Das Sensorgehäuse 13 erstreckt sich somit in seiner Gesamtheit radial zwischen dem Lagergehäuse 04 und dem rotierbaren Maschinenelement 02 und grenzt axial mit der inneren Seitenwand 16 an das Rotationslager 04. Weiterhin ist das Sensorgehäuse 13 über ein erstes lösbares Verbindungselement 32 am Außenring 06 des Rotationslagers 04 angebracht, wobei das Verbindungselement 32 in eine Lagerringnut 11 einrastet, welche an der zum Wälzkörperraum 08 zugewandten Fläche des Außenrings 06 verläuft. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein zweites Verbindungselement 33 an der inneren Seitenwand 16 angeordnet, welches am Innenring 07 in eine weitere Lagerringnut 11 eingreift. Bevorzugt sind umfangsseitig mehrere Verbindungselemente 32, 33 vorgesehen, um einen sicheren Sitz des Drehmomentsensors 12 am Rotationslager 04 zu gewährleisten. Zudem besitzt das Sensorgehäuse 13 an dem freien Ende der äußeren Seitenwand 17 eine Dichtung 31, welche auf dem rotierbaren Maschinenelement 02 aufliegt.
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Der Drehmomentsensor 12 besitzt einen magnetisierten oder magnetisierbaren Primärsensor 19. Der Primärsensor 19 ist als Hülse ausgebildet, welche am Maschinenelement dieses umgreifend angebracht ist. Zwei den Primärsensor 19 tragende Stege 21, 22 besitzen Montageflächen 23, welche am rotierbaren Maschinenelement 02 angebracht sind. Ein Versteifungsring verläuft axial zwischen den beiden Stegen 21, 22 und dient zur Versteifung der ersten Sensoreinheit 18, welche ringförmig ausgebildet ist.
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Dem Primärsensor 19 radial beabstandet gegenüberliegend ist ein Sekundärsensor 27 angeordnet, welcher zur Erfassung einer am Primärsensor 19 hervorgerufenen Magnetfeldänderung ausgebildet ist. Der Sekundärsensor 27 ist am Grundkörper 14 des Sensorgehäuses 13 angebracht.
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Das Sensorgehäuse 13 ist so angeordnet, dass es den Primärsensor 19 und den Sekundärsensor 27 teilweise umhaust, wobei die Ebene, in welcher die Montageflächen 23 der Stege 21, 22 liegen, freigelassen ist.
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Die äußere Seitenwand 17 weist an ihrem vom Grundkörper 14 abgewandten freien Ende einen innenliegende Ausnehmung 29 auf. In diese Ausnehmung 29 greift der erste Steg 21 des Primärsensors ein, sodass dieser gegenüber dem Sekundärsensor 27 radial und axial in Position gehalten ist. Ein Spalt 28 zwischen dem angrenzenden ersten Steg 21 und der äußeren Seitenwand 17 des Sensorgehäuses 13 gestattet eine Rotation zwischen dem Primärsensor 19 und dem Sekundärsensor 27.
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Mittels der Verbindungselemente 32, 33, welche hier als Rastelemente ausgebildet sind, ist der Drehmomentsensor 12 trennbar an das Rotationslager 04 gekoppelt. Der Drehmomentsensor kann daher auch nachträglich in ein bestehendes Lagergehäuse eingeschoben und durch Einrasten der Rastelement werkzeuglos festgelegt werden.
Auf diese Weise lassen sich Lageranordnungen bei Bedarf mit einem Drehmomentsensor einfach nachrüsten.
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2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Sensorlageranordnung 01. In dieser Ausführungsform besteht das Sensorgehäuse 13 aus einem L-förmigen Grundkörper 14, der einstückig mit der äußeren Seitenwand 17 ausgebildet ist. An der dem Rotationslager 04 zugewandten Seite des Sensorgehäuses fehlt die innere Seitenwand. Deren Funktionalität wird stattdessen durch das Rotationslager 04 übernommen. Die einhausende Funktion des Sensorgehäuses bleibt auf diese Weise erhalten. Das erste Verbindungselement 32 ist direkt am Grundkörper befestigt und greift in die Lagerringnut 11 des Außenrings 06 ein. Der zweite Steg 22 liegt unmittelbar gegenüber dem Innenring 07 des Rotationslagers 04, wobei ein Spalt verbleiben kann. Weiterhin besitzt der L-förmige Grundkörper an der dem rotierbaren Maschinenelement 02 zugewandten Stirnseite die Dichtung 31.
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3 zeigt Detailansichten von zwei möglichen Ausführungsformen der Verbindungselemente 32, 33, wie sie in der Sensorlageranordnung 01 gemäß den 1 und 2 zur Anwendung kommen. Die obere Darstellung zeigt ein Verbindungselement mit hakenförmigem Rastende, während die untere Darstellung ein Verbindungselement mit pyramidenstumpfförmigem Rastende zeigt. Beide Varianten sind so ausgerichtet, dass ein sicheres Eingreifen in die Lagerringnut gewährleistet wird.
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4 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Sensorlageranordnung 01, deren Drehmomentsensor 12 im Wesentlichen demjenigen in 2 entspricht. Der Außenring 06 des Rotationslagers erstreckt sich in dieser Ausführungsform axial über den gesamten Drehmomentsensor 12 hinweg, sodass der Grundkörper 14 des Sensorgehäuses 13 unmittelbar an der radial innen liegenden Fläche des Außenrings 06 anliegt. Als Verbindungselement zwischen Drehmomentsensor und Rotationslager wird zur Befestigung des Drehmomentsensors 12 eine Klebeverbindung 35 genutzt, die zwischen dem Grundkörper 14 und dem verlängerten Außenring 06 besteht.
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5 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Sensorlageranordnung 01, die zunächst der Ausführungsform gemäß 2 ähnelt. Allerdingst ist in dem Drehmomentsensor 12 ein flacher gebauter Primärsensor 19 angebracht, sodass sich der benötigte Bauraum weiter reduziert. Der Primärsensor 19 verzichtet auf den Versteifungsring und die eigenständigen Stege. Der Primärsensor 19 ist als Hülse gestaltet, die an ihren Rändern die Montageflächen 23 aufweist, welche am Maschinenelement 02 befestigt sind. Weiterhin befindet sich zwischen dem Primärsensor 19 und dem Maschinenelement 02 eine magnetisch entkoppelnde Zwischenschicht, die aus nicht-magnetisierbarem Material besteht oder auch als Luftspalt gebildet sein kann. In dieser Ausführungsform verbleibt zwischen dem Innendurchmesser des Grundkörpers und dem Außendurchmesser des Primärsensors nur ein geringer Spalt. Die Sekundärsensorik ist in Nuten im Grundkörper eingebracht. Die Sekundärsensorik kann dabei auch eine in die Oberfläche des Grundkörpers oder in die Platine integrierte Sensorik ohne Sensorchip sein. Der Primärsensor wird radial in Position gehalten und kann mit seiner Oberfläche nicht an den Sekundärsensor stoßen. Die Ausnehmung am freien Ende der äußeren Seitenwand 17 ist nicht mehr erforderlich. Das Sensorgehäuse 13 ist unmittelbar am Lagergehäuse 03 befestigt, beispielsweise durch die Klebeverbindung 35.
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6 zeigt einen Radialschnitt einer fünften Ausführungsform der Sensorlageranordnung 01, dessen Primärsensor 19 zunächst der Ausführungsform gemäß 5 gleicht. Als Primärsensor 19 ist auf das Maschinenelement 02 eine flache Hülse aus magnetisierbarem oder magnetischem Material mit invers-magnetostriktivem Effekt aufgesetzt, sodass der benötigte Bauraum klein bleibt. Der Primärsensor 19 verzichtet auch in diesem Fall auf den Versteifungsring und die eigenständigen Stege. Der Primärsensor 19 ist als Hülse gestaltet, die an ihrer radial innenliegenden Seite die Montagefläche 23 aufweist, welche mittelbar am Maschinenelement 02 befestigt ist. Der Primärsensor kann beispielsweise als Band auf dem Maschinenelement 02 aufgeklebt, aufgelötet oder angeschweißt sein. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich zwischen dem Maschinenelement 02 und der Montagefläche 23 eine magnetisch entkoppelnde Zwischenschicht 34, die aus nicht-magnetisierbarem Material besteht oder auch als Luftspalt gebildet sein kann.
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Auch in dieser Ausführungsform verbleibt zwischen dem Innendurchmesser des Grundkörpers und dem Außendurchmesser des Primärsensors ein geringer Spalt. Die Sekundärsensorik ist in Nuten im Grundkörper eingebracht. Die Sekundärsensorik kann dabei auch eine in die Oberfläche des Grundkörpers oder in die Platine integrierte Sensorik ohne Sensorchip sein. Der Primärsensor wird radial in Position gehalten und kann mit seiner Oberfläche nicht an den Sekundärsensor stoßen.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Sensorlageranordnung
- 02
- Maschinenelement
- 03
- Lagergehäuse
- 04
- Rotationslager
- 05
- --
- 06
- Außenring
- 07
- Innenring
- 08
- Wälzkörperraum
- 09
- Wälzkörper
- 10
- --
- 11
- Lagerringnut
- 12
- Drehmomentsensor
- 13
- Sensorgehäuse
- 14
- Grundkörper
- 15
- --
- 16
- innere Seitenwand
- 17
- äußere Seitenwand
- 18
- --
- 19
- Primärsensor
- 20
- --
- 21
- erster Steg
- 22
- zweiter Steg
- 23
- Montagefläche
- 24
- Versteifungsring
- 25
- --
- 26
- --
- 27
- Sekundärsensor
- 28
- Spalt
- 29
- Ausnehmung
- 30
- --
- 31
- Dichtung
- 32
- erstes Verbindungselement
- 33
- zweites Verbindungselement
- 34
- magnetisch entkoppelnde Zwischenschicht
- 35
- Klebeverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03/102524 [0003]
- EP 2913679 B1 [0004]
- EP 2137504 B1 [0005]
