DE102020213623A1 - Sensor device for detecting angular positions of a rotating component, actuator, electric drive and method for manufacturing the sensor device - Google Patents
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Abstract
Sensoreinrichtung (10) zum Erfassen von Winkellagen eines rotierenden Bauteils (18), beispielsweise einer Welle in einem elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug, umfassend einen ringförmigen Gebermagneten (12), der an einem auf einer Stirnseite des rotierenden Bauteils (18) drehfest gelagerten Trägerstift (16) derart befestigt ist, dass der ringförmige Gebermagnet (12) den Trägerstift (16) zumindest teilweise umgibt, wobei die Sensoreinrichtung (10) ein hülsenförmiges Verbindungselement (14) umfasst, welches zwischen einer Innenfläche des ringförmigen Gebermagneten (12) und einer Außenfläche des Trägerstiftes (16) angeordnet ist, um den ringförmigen Gebermagneten (12) mit dem Trägerstift (16) drehfest zu verbinden, wobei der ringförmige Gebermagnet (12): als vorgefertigtes Gebermagnetbauteil auf den Trägerstift (16) aufgesetzt und mit diesem verbunden ist; und/oder als Spritzgussteil an das hülsenförmige Verbindungselement (14) angespritzt ist.Sensor device (10) for detecting the angular positions of a rotating component (18), for example a shaft in an electric drive for a vehicle, comprising an annular sensor magnet (12) which is mounted on a carrier pin ( 16) is fastened in such a way that the ring-shaped transmitter magnet (12) at least partially surrounds the carrier pin (16), the sensor device (10) comprising a sleeve-shaped connecting element (14) which is connected between an inner surface of the ring-shaped transmitter magnet (12) and an outer surface of the carrier pin (16) is arranged to connect the ring-shaped transmitter magnet (12) to the carrier pin (16) in a rotationally fixed manner, the ring-shaped transmitter magnet (12): being placed on the carrier pin (16) as a prefabricated transmitter magnet component and connected thereto; and/or is molded onto the sleeve-shaped connecting element (14) as an injection molded part.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Elektrofahrzeuge und der Hybridfahzeuge, insbesondere eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Winkellagen eines rotierenden Bauteils in einem zumindest teilweise elektrifizierten Nutzfahrzeug.The present invention relates to the field of electric vehicles and hybrid vehicles, in particular a sensor device for detecting angular positions of a rotating component in an at least partially electrified commercial vehicle.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die Elektrifizierung von Fahrzeugen ist ein zentrales Thema der heutigen Automobilindustrie geworden. In einem Elektrofahrzeug bzw. einem Hybridfahrzeug wird kein Verbrennungsmotor, sondern ein elektrischer Antrieb eingesetzt, der mit Strom betrieben wird. Solche Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge werden somit nicht oder nur teilweise mit herkömmlichen, fossilen Brennstoffen angetrieben und zeichnen sich hinsichtlich Reduzierung der Emission von Treibhausgasen deutlich gegenüber Benzin- und Dieselfahrzeugen aus. Außerdem werden während des Fahrens mit einem Elektrofahrzeug bzw. Hybridfahrzeug keine bzw. in reduziertem Maße umwelt- und gesundheitsschädliche Gase wie Stickstoffoxide freigesetzt, was die Umweltfreundlichkeit von Elektro- und Hybridfahrzeugen steigert.Vehicle electrification has become a key issue in today's automotive industry. In an electric vehicle or a hybrid vehicle, no combustion engine is used, but an electric drive that is operated with electricity. Such electric vehicles and hybrid vehicles are therefore not or only partially powered by conventional, fossil fuels and are clearly distinguished from petrol and diesel vehicles in terms of reducing the emission of greenhouse gases. In addition, while driving an electric vehicle or hybrid vehicle, no or only a reduced amount of gases that are harmful to the environment and health, such as nitrogen oxides, are released, which increases the environmental friendliness of electric and hybrid vehicles.
Auch das Segment der Nutzfahrzeuge ist der Elektrifizierung unterworfen. Bei Nutzfahrzeugen werden vergleichsweise höhere Leistungen benötigt, um das Fahrzeug anzutreiben. Insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten und entsprechend hohen Drehzahlen erzeugt der Elektromotor nur bedingt nutzbare Drehmomente. Daher wird bei elektrifizierten Nutzfahrzeugen häufig ein Getriebe, etwa ein Zwei-Gang-Getriebe, eingesetzt, um die Drehzahl des Elektromotors zu übersetzen. Das Getriebe umfasst ein Schaltelement, welches durch einen ebenfalls im elektrischen Antrieb vorgesehenen Aktor betätigbar ist. Der Aktor umfasst eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Winkellagen einer Welle im elektrischen Antrieb, etwa einer Abtriebswelle eines Aktuators. Aus der Winkelposition der Abtriebswelle kann die Position einer Klauenkupplung zum Schalten von Gängen errechnet werden. Die Winkellage der Welle wird dadurch erfasst, dass ein Gebermagnet als Signalgeber an der Welle drehfest befestigt und das durch den Gebermagneten erzeugte Magnetfeld mittels einer Sensoreinheit, etwa eines Hall-Sensors oder eines Magnetowiderstandssensors, detektiert wird.The commercial vehicle segment is also subject to electrification. In the case of commercial vehicles, comparatively higher power is required to drive the vehicle. Especially at higher vehicle speeds and correspondingly high engine speeds, the electric motor only generates limited usable torque. For this reason, a gearbox, such as a two-speed gearbox, is often used in electrified commercial vehicles to increase the speed of the electric motor. The transmission includes a shifting element that can be actuated by an actuator that is also provided in the electric drive. The actuator includes a sensor device for detecting angular positions of a shaft in the electric drive, such as an output shaft of an actuator. The position of a dog clutch for shifting gears can be calculated from the angular position of the output shaft. The angular position of the shaft is detected in that a sensor magnet is fastened to the shaft as a signal sensor in a rotationally fixed manner and the magnetic field generated by the sensor magnet is detected by a sensor unit, such as a Hall sensor or a magnetoresistance sensor.
Basierend auf den erfassten Winkellagen kann die Kommutierung des Elektromotors abgeleitet werden. Basierend hierauf kann anschließend ein Steuersignal erzeugt werden, mittels dessen der Aktor das Schaltelement des Getriebes betätigt, um die Drehzahl der E-Maschine zu übersetzen.The commutation of the electric motor can be derived based on the detected angular positions. Based on this, a control signal can then be generated, by means of which the actuator actuates the shifting element of the transmission in order to increase the speed of the electric motor.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Sensoreinrichtungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass deren Herstellung aufwändig ist und somit diese Sensoreinrichtungen kostspielig sind. Außerdem ist bei höheren Drehzahlen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gebermagneten und der Welle nicht gewährleistet. Dies führt dazu, dass die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Winkellagenerfassung reduziert ist.However, the sensor devices known from the prior art suffer from the disadvantage that their production is complex and these sensor devices are therefore expensive. In addition, a non-rotatable connection between the encoder magnet and the shaft is not guaranteed at higher speeds. As a result, the accuracy and reliability of the angular position detection is reduced.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Herstellungsaufwand von Sensoreinrichtungen zu senken und die drehfeste Verbindung zwischen dem Gebermagneten und der Welle zu verbessern.The invention is therefore based on the object of reducing the production cost of sensor devices and improving the non-rotatable connection between the transmitter magnet and the shaft.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoreinrichtung, ein Verfahren, einen Aktor sowie einen elektrischen Antrieb gemäß den unabhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a sensor device, a method, an actuator and an electric drive according to the independent claims.
Die Sensoreinrichtung dient zum Erfassen von Winkellagen eines rotierenden Bauteils, beispielsweise einer Welle in einem elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Dies ist jedoch für den Gegenstand der Erfindung nicht einschränkend, sondern die Sensoreinrichtung kann in weiteren Bereichen eingesetzt werden. Der elektrische Antrieb ist als Traktionsantrieb ausgeführt und umfasst eine E-Maschine, vorzugsweise einen Elektromotor. Der elektrische Antrieb umfasst außerdem ein Getriebe, beispielsweise ein Zwei-Gang-Getriebe zum Übersetzen der Drehzahl der E-Maschine. Der elektrische Antrieb umfasst ferner einen Aktor zum Betätigen eines Schaltelements des Getriebes. Im Aktor ist die Sensoreinrichtung verbaut, um die Winkellagen der Welle der E-Maschine, etwa einer Abtriebswelle, einer Motorwelle und/oder einer Zahnwelle, zu erfassen.The sensor device serves to detect angular positions of a rotating component, for example a shaft in an electric drive for a vehicle. The vehicle is preferably an electric vehicle or a hybrid vehicle. However, this is not limiting for the subject matter of the invention, rather the sensor device can be used in other areas. The electric drive is designed as a traction drive and includes an electric machine, preferably an electric motor. The electric drive also includes a gearbox, for example a two-speed gearbox, for translating the speed of the electric machine. The electric drive also includes an actuator for actuating a shifting element of the transmission. The sensor device is installed in the actuator in order to detect the angular positions of the shaft of the electric machine, such as an output shaft, a motor shaft and/or a toothed shaft.
Die Sensoreinrichtung umfasst einen ringförmigen Gebermagneten zum Erzeugen eines Magnetfelds. Der Gebermagnet kann aus einem ferromagnetischen Material wie Eisen oder Nickel gebildet sein. Der Gebermagnet ist an einem Trägerstift befestigt, der auf einer Stirnseite des rotierenden Bauteils, vorzugsweise einer Welle der E-Maschine, drehfest gelagert. Somit dreht sich das Magnetfeld des Gebermagneten beim Rotieren der Welle entsprechend. Durch Sensieren dieses Magnetfelds kann daher auf die Winkellage der Welle geschlossen werden.The sensor device includes a ring-shaped sensor magnet for generating a magnetic field. The pickup magnet can be formed from a ferromagnetic material such as iron or nickel. The sensor magnet is fastened to a carrier pin, which is mounted in a rotationally fixed manner on an end face of the rotating component, preferably a shaft of the electric machine. As a result, the magnetic field of the encoder magnet rotates accordingly when the shaft rotates. By sensing this magnetic field, conclusions can therefore be drawn about the angular position of the shaft.
Der Gebermagnet ist ringförmig ausgebildet und derart am Trägerstift angebracht, dass er den Trägerstift zumindest teilweise umgibt. Hierbei tritt der Trägerstift in eine Ringöffnung des ringförmigen Gebermagneten hindurch. Der Trägerstift kann als Bestandteil des rotierenden Bauteils bzw. der Welle der E-Maschine und somit mit der Welle einstückig ausgebildet sein. Alternativ kann der Trägerstift als von dem rotierenden Bauteil bzw. der Welle der E-Maschine separates Bauteil ausgebildet sein und mit der Welle stirnseitig in eine drehfeste Verbindung gebracht werden.The encoder magnet is ring-shaped and attached to the carrier pin in such a way that it at least partially surrounds the carrier pin. Here occurs the carrier pin into a ring opening of the ring-shaped transmitter magnet. The carrier pin can be designed as part of the rotating component or the shaft of the electric machine and thus in one piece with the shaft. Alternatively, the carrier pin can be designed as a component separate from the rotating component or the shaft of the electric machine and can be brought into a non-rotatable connection with the shaft on the end face.
Die Sensoreinrichtung umfasst ein hülsenförmiges Verbindungselement, welches zwischen einer Innenfläche des ringförmigen Gebermagneten und einer Außenfläche des Trägerstiftes angeordnet ist. Hierbei beziehen sich die Begriffe „innen“ und „außen“ auf die radiale Richtung ausgehend von einer Rotationsachse des rotierenden Bauteils bzw. der Welle. Das hülsenförmige Verbindungselement dient dazu, den ringförmigen Gebermagneten mit dem Trägerstift drehfest zu verbinden. Dies basiert darauf, dass ein Kraftschluss zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem Trägerstift bewerkstelligt wird, die eine relative axiale Bewegung und eine relative Verdrehung zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem Trägerstift ausschließt. Das hülsenförmige Verbindungselement kann entlang der gesamten oder teilweisen Länge des Gebermagneten in axialer Richtung zwischen dem Gebermagneten und dem Trägerstift angeordnet sein. Das hülsenförmige Verbindungselement ist vorzugsweise eine aus einem nicht ferromagnetischen Metall, etwa einem Kunststoffmaterial, hergestellte Hülse. Alternativ oder zusätzlich kann das hülsenförmige Verbindungselement mit Außengewinden versehen sein, wobei der Gebermagnet Innengewinde aufweisen, die mit den Außengewinden des hülsenförmigen Verbindungselements in Eingriff gebracht werden können, vorzugsweise um einen Formschluss zu erreichen.The sensor device includes a sleeve-shaped connecting element, which is arranged between an inner surface of the ring-shaped transmitter magnet and an outer surface of the carrier pin. Here, the terms “inside” and “outside” refer to the radial direction, starting from an axis of rotation of the rotating component or the shaft. The sleeve-shaped connecting element serves to connect the ring-shaped transmitter magnet to the carrier pin in a rotationally fixed manner. This is based on the fact that a frictional connection is effected between the sleeve-shaped connecting element and the carrier pin, which precludes relative axial movement and relative rotation between the sleeve-shaped connecting element and the carrier pin. The sleeve-shaped connecting element can be arranged along the entire or part of the length of the sensor magnet in the axial direction between the sensor magnet and the carrier pin. The sleeve-shaped connecting element is preferably a sleeve made of a non-ferromagnetic metal, such as a plastic material. Alternatively or additionally, the sleeve-shaped connecting element can be provided with external threads, with the transmitter magnet having internal threads which can be brought into engagement with the external threads of the sleeve-shaped connecting element, preferably in order to achieve a positive fit.
Erfindungsgemäß kann der ringförmige Gebermagnet derart am Trägerstift befestigt werden, indem der ringförmige Gebermagnet als vorgefertigtes Gebermagnetbauteil auf den Trägerstift aufgesetzt wird. Hierbei kann gemäß einer Ausgestaltung der ringförmige Gebermagnet als Spritzgussteil ausgebildet sein, indem das hülsenförmige Verbindungselement vom Gebermagneten umspritzt wird. Der ringförmige Gebermagnet und das hülsenförmige Verbindungselement bilden zusammen das vorgefertigte Gebermagnetbauteil und werden gemeinsam auf den Trägerstift aufgesetzt, insbesondere aufgepresst. Da der Gebermagnet auf das hülsenförmige Verbindungselement aufgespritzt wird, ist die Materialhaftung zwischen dem Gebermagneten und dem hülsenförmigen Verbindungselement besonders zuverlässig. Dies steigert die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Gebermagneten und dem Trägerstift.According to the invention, the ring-shaped transmitter magnet can be attached to the carrier pin in such a way that the ring-shaped transmitter magnet is placed on the carrier pin as a prefabricated transmitter magnet component. In this case, according to one embodiment, the ring-shaped transmitter magnet can be designed as an injection-molded part, in that the transmitter magnet is injection-molded around the sleeve-shaped connecting element. The ring-shaped sensor magnet and the sleeve-shaped connecting element together form the prefabricated sensor magnet component and are placed together on the support pin, in particular pressed on. Since the transmitter magnet is sprayed onto the sleeve-shaped connecting element, the material adhesion between the transmitter magnet and the sleeve-shaped connecting element is particularly reliable. This increases the torsional strength of the connection between the sensor magnet and the carrier pin.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das hülsenförmige Verbindungselement als Sicherungselement in eine Ringöffnung des bereits vorliegenden ringförmigen Gebermagneten eingebracht, insbesondere eingepresst oder eingeschoben werden. Der ringförmige Gebermagnet und das hülsenförmige Verbindungselement bilden zusammen das vorgefertigte Gebermagnetbauteil und werden gemeinsam auf den Trägerstift aufgesetzt, insbesondere aufgepresst. Dies ermöglicht eine besonders einfache und unaufwändige Herstellung.According to a further embodiment, the sleeve-shaped connecting element can be introduced as a securing element into a ring opening of the ring-shaped transmitter magnet that is already present, in particular pressed or pushed in. The ring-shaped sensor magnet and the sleeve-shaped connecting element together form the prefabricated sensor magnet component and are placed together on the support pin, in particular pressed on. This enables a particularly simple and uncomplicated manufacture.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der ringförmige Gebermagnet zunächst als vorgefertigtes Gebermagnetbauteil ohne das hülsenförmige Verbindungselement auf den Trägerstift aufgesetzt werden, sodass der Gebermagnet den Trägerstift bereits zumindest teilweise umgibt, bevor das hülsenförmige Verbindungselement hinzugefügt wird. Hierbei kann das hülsenförmige Verbindungselement als Spritzgussteil in einen Zwischenraum zwischen der Innenfläche des ringförmigen Gebermagneten und der Außenfläche des Trägerstifts eingespritzt werden. Auf diese Weise ist die Materialhaftung zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem Trägerstift sowie zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem ringförmigen Gebermagneten besonders zuverlässig, was die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Gebermagneten und dem Trägerstift und somit auch der Welle verbessert. Alternativ kann das hülsenförmige Verbindungselement als vorgefertigtes Sicherungselement in den Zwischenraum zwischen dem Gebermagneten und dem Trägerstift eingebracht, insbesondere eingeschoben werden.According to a further embodiment, the ring-shaped transmitter magnet can first be placed on the carrier pin as a prefabricated transmitter magnet component without the sleeve-shaped connecting element, so that the transmitter magnet already at least partially surrounds the carrier pin before the sleeve-shaped connecting element is added. In this case, the sleeve-shaped connecting element can be injected as an injection-molded part into an intermediate space between the inner surface of the ring-shaped transmitter magnet and the outer surface of the carrier pin. In this way, the material adhesion between the sleeve-shaped connecting element and the support pin and between the sleeve-shaped connecting element and the annular sensor magnet is particularly reliable, which improves the torsional strength of the connection between the sensor magnet and the support pin and thus also the shaft. Alternatively, the sleeve-shaped connecting element can be introduced, in particular pushed, into the intermediate space between the transmitter magnet and the carrier pin as a prefabricated securing element.
Bei den obigen Ausgestaltungen wird der ringförmige Gebermagnet als vorgefertigtes Gebermagnetbauteil auf den Trägerstift aufgesetzt und mit diesem verbunden, wobei das vorgefertigte Gebermagnetbauteil das hülsenförmige Verbindungselement umfassen kann. Auf diese Weise ist die Herstellung der Sensoreinrichtung besonders einfach. Auch ein Austausch des Gebermagnetbauteils ist mit vergleichsweise reduziertem Aufwand durchführbar. Bei Ausgestaltungen, bei denen der Trägerstift als vom rotierenden Bauteil (z. B. Welle) separates Bauteil ausgebildet ist, kann der Trägerstift nach Aufsetzen des vorgefertigten Gebermagnetbauteils in eine axiale Öffnung auf der Stirnseite des rotierenden Bauteils eingebracht und mit diesem drehfest verbunden werden.In the above configurations, the ring-shaped transmitter magnet is placed on the carrier pin as a prefabricated transmitter magnet component and connected to it, it being possible for the prefabricated transmitter magnet component to include the sleeve-shaped connecting element. In this way, the production of the sensor device is particularly simple. The sensor magnet component can also be replaced with comparatively little effort. In configurations in which the carrier pin is designed as a component separate from the rotating component (e.g. shaft), the carrier pin can be introduced into an axial opening on the end face of the rotating component after the prefabricated sensor magnet component has been placed and connected to it in a torque-proof manner.
Alternativ kann der ringförmige Gebermagnet als Spritzgussteil an das hülsenförmige Verbindungselement angespritzt werden, nachdem der Trägerstift bereits mit dem hülsenförmigen Verbindungselement umspritzt worden ist. Sowohl der ringförmige Gebermagnet als auch das hülsenförmige Verbindungselement werden daher als Spritzgussteil ausgebildet. Dank der verbesserten Materialhaftung sowohl zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem Trägerstift als auch zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement und dem ringförmigen Gebermagneten ist die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Gebermagneten und dem Trägerstift und somit auch der Welle verstärkt. Für den Fall, dass der Trägerstift als vom rotierenden Bauteil (z. B. Welle) separates Bauteil ausgebildet ist, kann der mit dem hülsenförmigen Verbindungselement umspritzte Trägerstift in die axiale Öffnung auf der Stirnseite des rotierenden Bauteils eingebracht und mit diesem drehfest verbunden werden, nachdem das hülsenförmige Verbindungselement mit dem ringförmigen Gebermagneten umspritzt worden ist.Alternatively, the ring-shaped transducer magnet can be molded onto the sleeve-shaped connecting element as an injection-molded part after the carrier pin has already been encapsulated with the sleeve-shaped connecting element. Both the ring-shaped sensor magnet and the sleeve-shaped connecting element are therefore made as an injection molded part educated. Thanks to the improved material adhesion both between the sleeve-shaped connecting element and the support pin and between the sleeve-shaped connecting element and the annular sensor magnet, the rotational strength of the connection between the sensor magnet and the support pin and thus also the shaft is increased. In the event that the carrier pin is designed as a component separate from the rotating component (e.g. shaft), the carrier pin overmoulded with the sleeve-shaped connecting element can be introduced into the axial opening on the end face of the rotating component and connected to it in a rotationally fixed manner after the sleeve-shaped connecting element has been overmoulded with the ring-shaped transmitter magnet.
Vorzugsweise weist bei allen oben genannten Ausführungsformen der Trägerstift einen nicht runden, beispielsweise viereckigen, Querschnitt auf, um einen Verdrehsicherung zwischen dem ringförmigen Gebermagneten und dem hülsenförmigen Verbindungselement sicherzustellen. Im Rahmen dieser Erfindung ist die Ringform nicht auf eine Kreisringform eingeschränkt, sondern allgemein zu verstehen und kann etwa eine Viereckringform, Dreieckringform oder eine andere Ringform umfassen.In all of the above-mentioned embodiments, the carrier pin preferably has a non-round, for example square, cross-section in order to ensure anti-twist protection between the ring-shaped transmitter magnet and the sleeve-shaped connecting element. In the context of this invention, the ring shape is not limited to a circular ring shape, but is to be understood generally and can include a square ring shape, a triangular ring shape or another ring shape.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments are specified in the dependent claims.
Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform; -
2 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
3 eine schematische Darstellung eines ersten Profils eines ringförmigen Gebermagneten und eines zweiten Profils eines hülsenförmigen Verbindungselements in der Sensoreinrichtung; und -
4 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
-
1 a schematic representation of a sensor device according to an embodiment; -
2 a schematic representation of a sensor device according to a further embodiment; -
3 a schematic representation of a first profile of an annular transmitter magnet and a second profile of a sleeve-shaped connecting element in the sensor device; and -
4 a schematic representation of a sensor device according to a further embodiment.
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktionsähnliche Bezugsteile. In den einzelnen Figuren sind die jeweils relevanten Bezugsteile gekennzeichnet.In the figures, the same reference symbols relate to the same or functionally similar reference parts. The relevant reference parts are marked in the individual figures.
Der ringförmige Gebermagnet 12 in
Alternativ kann der ringförmige Gebermagnet 12 zumindest zwei verschiedene Innendurchmesser aufweisen, wobei ein erster Innendurchmesser des ringförmigen Gebermagneten 12 beispielsweise auf den Außendurchmesser des Trägerstifts, und ein zweiter Innendurchmesser des ringförmigen Gebermagneten 12 beispielsweise auf den Außendurchmesser des hülsenförmigen Verbindungselements 14 angepasst sein kann. Dies entspricht einer beispielhaft in
Der ringförmige Gebermagnet 12 und das hülsenförmige Verbindungselement 14 bilden ein vorgefertigtes Gebermagnetbauteil, welches auf den Trägerstift 16 aufgesetzt und mit diesem drehfest verbunden wird. Das vorgefertigte Gebermagnetbauteil ist hierbei zwischen einem Vorsprung 17 in einem Randbereich der Stirnseite des rotierenden Bauteils 18 und dem Trägerstift 16 formschlüssig aufgenommen.The ring-shaped
Hierbei kann gemäß einer Ausgestaltung der ringförmige Gebermagnet 12 als Spritzgussteil ausgebildet sein, indem das hülsenförmige Verbindungselement 14 vom Gebermagneten 12 umspritzt wird. Der ringförmige Gebermagnet 12 und das hülsenförmige Verbindungselement 14 bilden zusammen das vorgefertigte Gebermagnetbauteil und werden gemeinsam auf den Trägerstift 16 aufgesetzt, insbesondere aufgepresst. Auf diese Weise ist die Materialhaftung zwischen dem Gebermagneten 12 und dem hülsenförmigen Verbindungselement 14 besonders zuverlässig. Dies steigert die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Gebermagneten 12 und dem Trägerstift 14 und somit auch zwischen dem Gebermagneten 12 und dem rotierenden Bauteil 18 bzw. der Welle.According to one embodiment, the ring-shaped
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das hülsenförmige Verbindungselement 14 in eine Ringöffnung des bereits vorliegenden ringförmigen Gebermagneten 12 eingebracht, insbesondere eingepresst oder eingeschoben werden. Der ringförmige Gebermagnet 12 und das hülsenförmige Verbindungselement 14 bilden zusammen das vorgefertigte Gebermagnetbauteil und werden gemeinsam auf den Trägerstift 16 aufgesetzt, insbesondere aufgepresst. Dies ermöglicht eine besonders einfache und unaufwändige Herstellung.According to a further embodiment, the sleeve-shaped connecting
Das hülsenförmige Verbindungselement 24 kann als Spritzgussteil in einen Zwischenraum zwischen der Innenfläche des ringförmigen Gebermagneten 22 und der Außenfläche des Trägerstifts 26 eingespritzt werden. Auf diese Weise ist die Materialhaftung zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement 24 und dem Trägerstift 26 sowie zwischen dem hülsenförmigen Verbindungselement 24 und dem ringförmigen Gebermagneten 22 besonders zuverlässig, was die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen dem Gebermagneten 22 und dem Trägerstift 26 und somit auch der Welle verbessert. Alternativ kann das hülsenförmige Verbindungselement 24 als vorgefertigtes Bauteil in den Zwischenraum zwischen dem Gebermagneten 22 und dem Trägerstift 26 eingebracht, insbesondere eingepresst oder eingeschoben werden.The sleeve-shaped connecting
Bei den in
BezugszeichenlisteReference List
- 10, 20, 5010, 20, 50
- Sensoreinrichtungsensor device
- 12, 22, 5212, 22, 52
- ringförmige Gebermagnetring-shaped encoder magnet
- 14, 24, 5414, 24, 54
- hülsenförmiges Verbindungselementsleeve-shaped connecting element
- 15,2515.25
- Achseaxis
- 16, 26, 5616, 26, 56
- Trägerstiftcarrier pin
- 17, 2717, 27
- Vorsprunghead Start
- 18, 28, 5818, 28, 58
- rotierendes Bauteil (bzw. Welle)rotating component (or shaft)
- 19, 29, 5919, 29, 59
- Halterungbracket
- 2121
- erster Abschnittfirst section
- 2323
- zweiter Abschnittsecond part
- R1R1
- erster Innendurchmesserfirst inner diameter
- R2R2
- zweiter Innendurchmessersecond inner diameter
- 30, 34, 38, 4230, 34, 38, 42
- erstes Profilfirst profile
- 32, 36, 40, 4432, 36, 40, 44
- zweites Profilsecond profile
- 5353
- GehäuseHousing
- 5555
- Sensoreinheitsensor unit
Claims (13)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102020213623.8A Pending DE102020213623A1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Sensor device for detecting angular positions of a rotating component, actuator, electric drive and method for manufacturing the sensor device |
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DE (1) | DE102020213623A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014218060A1 (en) | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Robert Bosch Gmbh | Electric machine with an anchor |
DE102018112946A1 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Thyssenkrupp Ag | Sensor device for detecting the rotational position of a rotating shaft with a molded encoder magnet |
-
2020
- 2020-10-29 DE DE102020213623.8A patent/DE102020213623A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014218060A1 (en) | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Robert Bosch Gmbh | Electric machine with an anchor |
DE102018112946A1 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Thyssenkrupp Ag | Sensor device for detecting the rotational position of a rotating shaft with a molded encoder magnet |
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