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Die Erfindung betrifft ein Sensorlager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Verfahren zu dessen Fertigung.
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Bei Elektroantrieben für Fahrzeuge wird aus verschiedenen Gründen eine Winkelmessung von mindestens einer Welle, meist der Rotorwelle, benötigt. Bislang erfolgte die Winkelmessung oftmals über eine separate Sensoreinrichtung, welche zusätzlich zu etwaigen Lagern auf die Welle aufgesetzt war. Dies erforderte umfangreiche Montagearbeiten.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 131 254 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, betrifft eine ringförmige Sensoreinheit mit einem Sensorelement und einem Verbindungselement. Das Verbindungselement weist einen ringförmigen Boden mit einer umlaufenden Außenwand auf und das Sensorelement ist in das Verbindungselement eingelegt und mit einem Bindemittel umspritzt. Die Sensoreinheit ist mit einem Wälzlager koppelbar, so dass die Sensoreinheit mit dem Wälzlager als eine Baueinheit montiert werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sensorlager für die Winkelerfassung von einer Welle vorzuschlagen, welches sich durch eine kostengünstige Fertigung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Sensorlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Fertigung des Sensorlagers mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist ein insbesondere ringförmiges Sensorlager, welches für eine Winkelerfassung von einer Welle in einer Traktionsmaschine geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Sensorlager funktioniert insbesondere als ein Resolver, insbesondere als ein Winkelresolver. Besonders bevorzugt ist das Sensorlager ausgebildet, eine absolute Winkelerfassung von einem Drehwinkel der Welle durchführen zu können. Bei weniger bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Sensorlager ausgebildet, eine inkrementelle Winkelerfassung von einem Drehwinkel der Welle durchzuführen. Insbesondere kann aus der Winkelerfassung eine Drehzahl abgeleitet werden.
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Das Sensorlager ist für eine Traktionsmaschine von einem Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet. Insbesondere ist die Traktionsmaschine ein Elektroantrieb von dem Fahrzeug. Besonders bevorzugt dient die Traktionsmaschine dazu, ein Hauptdrehmoment für das Fahrzeug bereitzustellen. Bei der Welle kann es sich prinzipiell um eine beliebige Welle in dem Antriebsstrang der Traktionsmaschine zwischen Elektromotor und Fahrzeugrad handeln. Besonders bevorzugt ist die Welle jedoch als eine Rotorwelle ausgebildet. Insbesondere ist die Welle und/oder das Sensorlager in einem insbesondere getriebeölgeschmierten Getrieberaum der Traktionsmaschine angeordnet. Ein optionaler Gegenstand der Erfindung wird durch eine Traktionsmaschine und/oder ein Fahrzeug mit der Traktionsmaschine und mit dem Sensorlager gebildet.
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Das Sensorlager weist eine Fixierhülse auf. Die Fixierhülse ist insbesondere als ein Metallbauteil ausgebildet. Die Fixierhülse ist in der Grundform ringförmig und/oder hohlzylinderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Fixierhülse einstückig realisiert. Beispielsweise ist die Fixierhülse als ein Blechformteil realisiert. Die Fixierhülse hat zum einen die Funktion Komponenten des Sensorlagers zu umschließen und zum anderen eine Kopplung mit einer Wälzlagereinrichtung zu schaffen.
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Das Sensorlager weist die Wälzlagereinrichtung auf. Die Wälzlagereinrichtung weist einen Innenring und einen Außenring sowie eine Mehrzahl zwischen Innenring und Außenring abwälzende Wälzkörper auf. Bevorzugt sind die Wälzkörper als Kugeln realisiert. Der Außenring ist mit der Fixierhülse insbesondere drehfest verbunden. Bevorzugt weisen der Außenring und die Fixierhülse einen gleichen Außendurchmesser auf. Besonders bevorzugt ist der Außenring in der Traktionsmaschine stationär und/oder drehfest angeordnet bzw. anordbar. Der Innenring ist dagegen mit der Welle verbindbar, insbesondere verbunden. Im Betrieb rotiert somit der Innenring gemeinsam mit der Welle. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wälzlagereinrichtung medienoffen, insbesondere getriebeöloffen, ausgebildet und/oder ölgeschmiert ist. Beispielsweise ist der Wälzkörperraum der Wälzlagereinrichtung auf mindestens einer Seite dichtungsfrei ausgebildet und/oder zur Schmierung mit Getriebeöl geöffnet.
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Das Sensorlager weist eine insbesondere induktive Sensorik zur Winkelerfassung der Welle und/oder des Innenrings auf. Nachdem Welle und Innenring gemeinsam rotieren ist diese Drehzahl gleich. Die Sensorik umfasst eine insbesondere ringförmige Platine, wobei auf der Platine mindestens ein Sensor angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Sensor als ein induktiver Sensor ausgebildet. Der Sensor wird beispielsweise durch eine Sende- und/oder Empfangsantennenstruktur und einer digitalen Datenverarbeitungseinrichtung, wie z.B. einem ASIC gebildet. Beispielsweise umfasst das Sensorlager einen Sensorrotor, welcher mit der Welle und/oder mit dem Innenring, bevorzugt mit dem Innenring, drehfest verbunden ist, wobei der Sensor und/oder die Sensorik eine Information des Sensorrotors, insbesondere induktiv, messen kann. Bei alternativen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Sensor als ein kapazitiver Sensor ausgebildet. Prinzipiell ist es auch möglich, dass der Sensor auf einem anderen Meßprinzip basiert.
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Die Sensorik weist einen Kunststoffmantel auf, wobei der Kunststoffmantel die Sensorik mediendicht, insbesondere öldicht, umgibt und/oder schützt.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Sensorik als eine Einlegebaugruppe ausgebildet ist. Insbesondere wird die Sensorik vor der Montage in dem Sensorlager als Einlegebaugruppe gefertigt und dabei mit dem Kunststoffmantel versehen. Insbesondere ist die Sensorik unabhängig von der Fixierhülse umspritzt und wird als vorumspritzte Einlegebaugruppe in die Fixierhülse eingelegt und fixiert. Die Sensorik, ausgebildet als die Einlegebaugruppe, ist in die Fixierhülse eingelegt. Es ist vorgesehen, dass die Sensorik, ausgebildet als die Einlegebaugruppe, in beide axiale Richtungen formschlüssig zu einer Hauptdrehachse durch die Fixierhülse gesichert ist. Somit wird die axiale Position der Sensorik durch die Fixierhülse mechanisch vorgegeben und zwar sowohl in Richtung der Wälzlagereinrichtung als auch in Gegenrichtung.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten der Sensorik - soweit diese nicht für die elektrische und/oder elektronische Ankopplung der Sensorik frei bleiben müssen - mediendicht, insbesondere öldicht, geschützt sein müssen, um eine Verschmutzung im Betrieb zu verhindern, welche zu einer Fehlfunktion führen könnte. Dieser Schutz wird durch den Kunststoffmantel erreicht, welcher die Sensorik in der beschriebenen Weise zumindest abschnittsweise schützt. Es hat sich bei der Entwicklung herausgestellt, dass es kostengünstiger und zudem fertigungstechnisch einfacher ist, die Sensorik mit dem Kunststoffmantel als eine Einlegebaugruppe auszubilden und diese somit separat zu fertigen und dann erst in das Sensorlager, insbesondere in die Fixierhülse, einzulegen. In dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, die vorbereitete Einlegebaugruppe vor der Integration in das Sensorlager, insbesondere in die Fixierhülse, zu testen, um auf diese Weise frühzeitig eine Fehlfunktion zu erkennen und in dem Fall einer Fehlfunktion nur die Sensorik auszusondern und nicht die Kombination der Sensorik mit dem Sensorlager.
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Prinzipiell kann die Fixierhülse beliebige Formelemente, wie z.B. Anprägungen, als Axialanschlag für die Einlegebaugruppe aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Fixierhülse mindestens einen Zungenabschnitt aufweist. Bevorzugt ist der Zungenabschnitt in einem axialen Zwischenbereich der Fixierhülse und/oder beabstandet von einem Rand der Fixierhülse angeordnet. Bevorzugt ist der mindestens eine Zungenabschnitt als ein Ausschnitt aus der Wandung der Fixierhülse ausgebildet. Insbesondere ist der mindestens eine Zungenabschnitt radial nach innen versetzt angeordnet, bevorzugt radial nach innen gebogen. Vorzugsweise weist die Fixierhülse mehrere Zungenabschnitte auf. Es ist vorgesehen, dass der mindestens eine Zungenabschnitt einen Axialanschlag in Richtung der Wälzlagereinrichtung für die Sensorik bildet. Somit wird die Sensorik in einer Montagerichtung so weit in die Fixierhülse eingeschoben bis diese an dem Axialanschlag formschlüssig anschlägt. Bevorzugt sind genau drei oder genau vier derartige Zungenabschnitte vorgesehen, so dass eine kippelfreie Lagedefinition der Sensorik relativ zu der Fixierhülse erreicht wird. Zwar wird durch den mindestens einen Zungenabschnitt die Fertigung der Fixierhülse verteuert, jedoch kann durch die Ausgestaltung in einfacher Art ein Axialanschlag und eine sehr reproduzierbare Positionierung der Sensorik erreicht werden, so dass das Sensorlager in der Gesamtheit kostengünstig gefertigt werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Zungenabschnitt in Richtung der Sensorik geöffnet. Der Zungenabschnitt weist eine Oberkante sowie zwei Seitenkantenbereiche auf, wobei die Oberkante in einer Radialebene zu einer Hauptdrehachse des Sensorlagers und/oder der Fixierhülse verläuft. Die Oberkante bildet eine Auflagekante zur Auflage der Sensorik. Insbesondere ist die Oberkante gegenüberliegend zu einem Anbindungsbereich des Zungenabschnitts an der Fixierhülse angeordnet. Auf diese Weise kann die Sensorik prozesssicher und belastbar gelagert werden. Dadurch, dass die Oberkante in der Radialebene verläuft, ist die genaue Positionierung der Sensorik auf der Oberkante und/oder auf dem Zungenabschnitt nicht relevant für die Positionierung der Sensorik relativ zu der Fixierhülse in axialer Richtung. Vorzugsweise liegen alle Oberkanten, die der Sensorik zugewandt sind und/oder auf denen die Sensorik aufliegt, in einer gemeinsamen Radialebene.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Zungenabschnitt in Umlaufrichtung geöffnet. Der Zungenabschnitt weist eine Seitenkante als Auflagekante zur Auflage der Sensorik auf. Die Seitenkante erstreckt sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse des Sensorlagers. Besonders bevorzugt ist die Seitenkante der Sensorik zugewandt und/oder die Sensorik liegt auf der Seitenkante auf. Dadurch, dass die Seitenkante in der Radialebene verläuft, ist die genaue Positionierung der Sensorik auf der Seitenkante und/oder auf dem Zungenabschnitt nicht relevant für die Positionierung der Sensorik relativ zu der Fixierhülse in axialer Richtung. Vorzugsweise liegen alle Seitenkanten, die der Sensorik zugewandt sind und/oder auf denen die Sensorik aufliegt, in einer gemeinsamen Radialebene. Es ist auch möglich, dass die Auflagekanten teilweise als Oberkanten und teilweise als Seitenkanten ausgebildet sind.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Außenring in die Fixierhülse eingeschoben ist, so dass sich ein Überlappbereich ergibt, beispielsweise kann der Außenring in der Fixierhülse klemmend und/oder aufgepresst angeordnet sein. Insbesondere ist der Außenring in einer Einschubrichtung in die Fixierhülse eingeschoben. Bei einer optionalen Weiterbildung der Erfindung bildet der mindestens eine Zungenabschnitt einen Axialanschlag für den Außenring. Somit wird der Außenring in der Einschubrichtung so weit in die Fixierhülse eingeschoben bis dieser an dem Axialanschlag anschlägt. Insbesondere ist der Axialanschlag und/oder die entsprechende Anschlagkante als eine Seitenkante des Zungenabschnitts ausgebildet.
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Der Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass die axiale Lage des Außenrings in der Fixierhülse definiert sein sollte. Prinzipiell ist es möglich, dass der Außenring eine Anlageschulter aufweist, wobei der Außenring so weit in die Fixierhülse eingeschoben wird, bis die Fixierhülse an der Anlageschulter anschlägt. Somit muss bei der Fertigung die Anlageschulter unter Berücksichtigung der benötigten Toleranzen in den Außenring eingebracht werden. Beispielsweise muss die Anlageschulter geschliffen werden. Die Weiterbildung schlägt eine Alternative vor, wobei die Funktion des Axialanschlags für den Außenring in die Fixierhülse durch den mindestens einen Zungenabschnitt umgesetzt wird. Insbesondere nimmt der mindestens eine Zungenabschnitt eine Doppelfunktion ein, nämlich zum einen als Axialanschlag für die Sensorik und zum andern als Axialanschlag für den Außenring.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Fixierhülse mindestens einen umgebogenen Laschenabschnitt auf, wobei der mindestens eine umgebogene Laschenabschnitt einen Axialanschlag für die Sensorik in Gegenrichtung zu der Wälzlagereinrichtung bildet. Insbesondere kann die Sensorik in die Fixierhülse eingelegt werden und nachfolgend der mindestens eine Laschenabschnitt umgebogen werden, so dass die Sensorik in der Fixierhülse in der Gegenrichtung formschlüssig gesichert ist. Diese Weiterbildung hat zum einen den Vorteil, dass die formschlüssige Sicherung in Gegenrichtung umgesetzt ist und zum andern, dass die Sicherungsorgane zur axialen Sicherung der Sensorik in Gegenrichtung einstückig von der Fixierhülse bereitgestellt werden. Damit kann die axiale Sicherung besonders kostengünstig umgesetzt werden. Beispielsweise erstreckt sich der mindestens eine Laschenabschnitt in der axialen Gegenrichtung und wird nach dem Einlegen der Sensorik um 180° umgebogen. Alternativ hierzu kann sich der Laschenabschnitt auch in Umlaufrichtung erstrecken, wobei die axiale Sicherung bei einem Biegen des Laschenabschnitt zwar konstruktiv steifer, jedoch fertigungstechnisch schwierige ist; da der Laschenabschnitt nicht in der axialen Gegenrichtung ausweichen kann.
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Vorzugsweise weist die Sensorik eine Schnittstelleneinrichtung zur elektrischen, insbesondere elektronischen Kontaktierung der Platine auf. Insbesondere werden über die Schnittstelleneinrichtung digitale und/oder analoge Signale von der Winkelerfassung des Sensors geleitet. Die Schnittstelleneinrichtung ist fest auf der Platine angeordnet. Ferner verbindet der Kunststoffmantel die Platine mit der Schnittstelleneinrichtung, so dass die Platine mediendicht, insbesondere öldicht, geschützt ist. Bevorzugt ist die Sensorik in axialer Richtung betrachtet benachbart zu der Wälzlagereinrichtung positioniert. Die Schnittstelleneinrichtung kann beispielsweise als Stecker, eine Buchse, optional mit Pressfit-Verbindung ausgebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist die Platine einen radialen Fortsatz auf. Beispielsweise erstreckt sich der radiale Fortsatz in einen Winkelbereich von kleiner als 30°. Die Schnittstelleneinrichtung ist auf dem radialen Fortsatz angeordnet. Der radiale Fortsatz hat den Vorteil, dass die Platine und damit die Sensorik in der Winkellage um die Hauptdrehachse ebenfalls definiert positioniert werden kann. Es ist vorgesehen, dass der Kunststoffmantel den radialen Fortsatz sowie einen Übergang zwischen der Platine und der Schnittstelleneinrichtung bedeckt, insbesondere umspritzt. Dadurch wird erreicht, dass auch der Bereich des radialen Fortsatzes der Platine mediendicht geschützt ist. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Fixierhülse nach außen abstehende Laschen auf, wobei der oder ein radialer Fortsatz der Platine zwischen den Laschen angeordnet ist. Durch die Laschen und den radialen Fortsatz ergibt sich eine Verdrehsicherung der Sensorik im Betrieb und eine vereinfachte Positionierung bei der Montage.
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Bevorzugt weist die Sensorik zumindest im Bereich der Platine eine Ringform auf, wobei die Sensorik mit der Ringform koaxial zu der Wälzkörpereinrichtung angeordnet ist. Durch die Ringform kann sich die Sensorik umlaufend an die Fixierhülse anlehnen, so dass die Sensorik auch in Bezug zur eine radiale Richtung zu der Hauptdrehachse in der Fixierhülse formschlüssig gehalten ist.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist das Sensorlager den zuvor beschriebenen Sensorrotor auf, wobei die Sensorik, insbesondere der Kunststoffmantel der Sensorik, und der Sensorrotor unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend ist der Sensorrotor zwischen der Sensorik und der Wälzlagereinrichtung angeordnet. Dadurch, dass der Kunststoffmantel der Sensorik außerhalb der Fixierhülse gefertigt wurde, kann dieser hochpräzise und/oder mit nur geringen Toleranzen gefertigt werden, so dass der Sensorrotor sehr eng zu dem Kunststoffmantel der Sensorik positioniert werden kann und auf diese Weise der mindestens eine Sensor in der Sensorik den Sensorrotor besonders genau abtasten kann.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung des Sensorlagers, wie dies zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Bei dem Verfahren wird in einem Vorschritt die Sensorik mit dem Kunststoffmantel gefertigt und nachfolgend als ein Einlegebaugruppe in die Fixierhülse eingelegt und beidseitig formschlüssig gesichert.
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Somit kann die Sensorik, insbesondere die PCB inkl. vormontiertem Kontaktierungslement und/oder Schnittstelleneinrichtung unabhängig von der Fixierhülse umspritzt und als vorumspritzte Einheit als Einlegebaugruppe im Anschluss in die Fixierhülse (außerhalb des Spritzgusswerkzeugs) eingelegt und fixiert werden. Die Fixierhülse besitzt über den inneren Umfang verteilte axiale Anschläge (PCB-Auflagenasen). Über diese Auflagenase kann die PCB-Umspritzung ausgebildet als der Kunststoffmantel axial in der Fixierhülse positioniert bzw. angeschlagen werden. Eine finale Fixierung der PCB-Umspritzung ausgebildet als die Einlegebaugruppe innerhalb der Fixierhülse (in die axiale Gegenrichtung) wird durch initial axial ausgerichtete Fixierlaschen als Laschenabschnitte realisiert, die nach dem Einlegen der Einlegebaugruppe radial auf die Stirnfläche des Kunststoffmantels gebogen werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von einem Sensorlager als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein Detail aus einer schematischen Längsschnittdarstellung von einem Sensorlager als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 a, b jeweils eine schematische, dreidimensionale Darstellung von einer Sensorik für das Sensorlager der vorhergehenden Figuren, wobei in der 3 a die Sensorik ohne Kunststoffmantel gezeigt ist;
- 4 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von einer Fixierhülse für die Sensorlager der vorhergehenden Figuren;
- 5 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von der Fixierhülse der 4 mit eingesetzter Sensorik aus der 3 b.
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Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung ein Sensorlager 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es dient zur Winkelerfassung von einer Welle in einer automotiven Traktionsmaschine. Das Sensorlager 1 ist als eine selbsthaltende Baugruppe ausgebildet. Die Welle kann durch eine zentrale Durchgangsöffnung 2 durch das Sensorlager 1 durchgeführt werden. Die Welle und/oder das Sensorlager 1 definiert eine Hauptdrehachse 100.
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Das Sensorlager 1 weist eine Fixierhülse 3 auf, wobei die Fixierhülse 3 in der 4 als dreidimensionales Bauteil gezeigt ist. Das Sensorlager 1 weist eine Wälzlagereinrichtung 4, insbesondere eine Radialwälzlagereinrichtung, mit einem Innenring 5 und einem Außenring 6 sowie eine Mehrzahl zwischen Innenring 5 und Außenring 6 abwälzenden Wälzkörpern 7 ausgebildet als Kugeln auf. Der Innenring 5 kann drehfest mit der Welle verbunden werden. Der Außenring 6 ist mit der Fixierhülse 3 verbunden, um die selbsthaltende Baugruppe zu bilden.
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Das Sensorlager 1 weist eine Sensorik 8 zur Winkelerfassung der Welle und/oder des Innenrings 5 auf. Die Sensorik ist 8 beispielsweise als eine induktive Sensorik ausgebildet. Die Sensorik 8 weist eine Schnittstelleneinrichtung 9 auf, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Schnittstelleneinrichtung 9 als ein Anschlussblock 10 mit einem Kabel 11 ausgebildet ist.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt einer schematische Längsschnittdarstellung eines Sensorlagers 1 analog zu dem Sensorlager in der 1 In dieser Darstellung ist die Wälzlagereinrichtung 4 nur schematisiert gezeigt. Die Fixierhülse 3 ist auf den Außenring 6 aufgeschoben, so dass ein Überlappbereich gebildet ist. Beispielsweise kann die Fixierhülse 3 klemmend und/oder aufgepresst auf dem Außenring 6 der Wälzlagereinrichtung 4 angeordnet sein.
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Wie sich aus dem Längsschnitt ergibt, weist die Sensorik 8 eine Platine 13 auf, welche in einer geschlossenen Ringform ausgebildet ist. Die Platine 13 ist benachbart zu einem stark schematisierten Sensorrotor 14 angeordnet, wobei der Sensorrotor 14 drehfest mit dem Innenring 5 verbunden ist. Der Sensorrotor 14 ist zwischen der Sensorik 8 und der Wälzlagereinrichtung 4 angeordnet. Die Platine 13 weist mindestens einen Sensor 15 (3a) auf, wobei der Sensor 15 eine Sende- und/oder Empfangsantennenstruktur und eine elektrische Datenverarbeitungseinrichtung, wie z.B. einen ASIC umfassen kann. Der Sensor 15 tastet im Betrieb den Sensorrotor 14 ab. Beispielsweise kann dieser Aussparungen oder eine Strukturierung als Sensormarkierungen tragen, wobei der Sensor 15 auf Basis dieser Sensormarkierungen eine Winkelposition des Sensorrotors 14 erfassen und damit eine Winkelerfassung für den Innenring 5 und/oder für die Welle durchführen kann.
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Wie sich aus einer Zusammenschau der 1, 2 und der 3b ergibt, weist die Sensorik 8 einen Kunststoffmantel 16 auf, wobei die Platine 13 mit dem Sensor 15 und einem Übergangsabschnitt der Schnittstelleneinrichtung 9 mit Kunststoffmaterial, z.B. einem Duroplastmaterial, umspritzt ist. Der Kunststoffmantel 16 erstreckt sich über eine Vorderseite und eine Rückseite der Platine 13. Ferner umschließt der Kunststoffmantel 16 den Innenumfang und den Außenumfang der Platine 13.
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Die Sensorik 8 ist ohne den Kunststoffmantel 16 in der 3a gezeigt. Hier ist nochmals die Ringform der Platine 13 zu erkennen, wobei die Ringform der Platine 13 um einen Fortsatz 20 ergänzt ist. Der Fortsatz 20 weist zwei parallel verlaufende Seitenkanten auf. Am Ende des Fortsatzes 20 schließt sich die Schnittstelleneinrichtung 9 an. Im Bereich des Fortsatzes 24 ist der Sensor 15 angeordnet.
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Die 3b zeigt die Sensorik 8 mit dem Kunststoffmantel 16. Der Kunststoffmantel 16 wird außerhalb der Fixierhülse 3 und/unmontiert auf die Platine 13 mit dem Sensor 15, den Fortsatz 24 sowie abschnittsweise auf die Schnittstelleneinrichtung 9 aufgebracht. Insbesondere werden die genannten Komponenten umspritzt, um den Kunststoffmantel 16 zu bilden und die Komponenten mediendicht, insbesondere öldicht, einzuschließen. Die Sensorik 8, wie diese in der 3b gezeigt ist, bildet eine Einlegebaugruppe in dem Sensorlager 1, welche als Einlegebaugruppe in die Fixierhülse 3 eingelegt wird.
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Die 4 zeigt die Fixierhülse 3 in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung. Der Grundkörper der Fixierhülse ist als ein Hohlzylinder ausgebildet. Aus dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass die Fixierhülse 3 mehrere Zungenabschnitte 17 aufweist, wobei die Zungenabschnitte 17 in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse H regelmäßig angeordnet sind und mit der Fixierhülse 3 einstückig verbunden sind. Die Zungenabschnitte 17 erstrecken sich in radialer Richtung in das Innere der Fixierhülse 3 erstrecken. Die Zungenabschnitte 17 sind durch Biegen, insbesondere Biegeumformen, radial nach innen gebracht.
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Die Zungenabschnitte 17 weisen jeweils eine Oberkante 12 auf, welche sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse H erstreckt und welche der Wälzkörpereinrichtung 4 und/oder dem Außenring 6 abgewandt ist.
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In der Fixierhülse 3 sind Öffnungen 18 in Form von rechteckigen Fenstern eingebracht, wobei der aus der Öffnung 17 ausgetrennte Abschnitt den Zungenabschnitt 17 bildet. Die Oberkante 12 des Zungenabschnitts 19 bildet jeweils einen Axialanschlag für die Sensorik 8. Diese wird als die Einlegebaugruppe in einer Einschubrichtung so weit in die Fixierhülse 3 eingeschoben bis der Kunststoffmantel 16 mit seiner Stirnseite auf den Zungenabschnitt 19 und/oder die Oberkante 12 trifft.
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Die Fixierhülse 3 weist zwei nach außen abstehende Laschen 19 auf, wobei die Laschen 19 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Platine 13 weist den Fortsatz 20 auf, wie dieser in den 1, 3a, b erkennbar ist. Der Fortsatz 20 weist ebenfalls zueinander und/oder zu den abstehende Laschen 19 parallel verlaufende Seitenkanten auf. Der Fortsatz 20 ist zwischen den Laschen 19 angeordnet, so dass diese eine Winkeldefinition und/oder eine Verdrehsicherung für die Platine 13 und/oder für die Sensorik 8 in der Fixierhülse 3 bilden.
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Wie sich in der Zusammenschau der 1 und 2 zeigen, liegt die Sensorik 8 mit der Unterseite auf den Zungenabschnitten 17, insbesondere auf den Oberkanten 12 der Zungenabschnitte 17 auf, so dass diese den Axialanschlag für die Sensorik 8 bilden.
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Nachdem die Sensorik 8 in die Fixierhülse 3 eingeschoben wurde und auf den Zungenabschnitten 17 aufliegen, werden Laschenabschnitte 21 umgebogen, wobei die Laschenabschnitte 21 einen Axialanschlag für die Sensorik 8 in der Gegenrichtung bilden. Die Sensorik 8 ist somit zwischen den Zungenabschnitten 17 und den Laschenabschnitten 21 formschlüssig in beide axialen Richtungen gesichert. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Zungenabschnitte 17 und die Laschenabschnitte 21 an der gleichen Winkelposition in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse 100 des Sensorlagers 1 angeordnet sind, um die Sensorik 8 besonders gut fixieren zu können.
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Die Laschenabschnitte 21 werden in der Fixierhülse vorbereitet, indem Schlitze, welche parallel in axialer Richtung verlaufen, in die Fixierhülse 3 eingebracht werden, wie dies in der 4 gezeigt ist. Die Ausschnitte als Laschenabschnitte 21 werden dann umgebogen, so dass diese auf der Sensorik 8 aufliegen. Die 5 zeigt eine schematische, dreidimensionale Darstellung von der Fixierhülse 3 der 4 mit eingesetzter Sensorik 8 aus der 3 b.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensorlager
- 2
- Durchgangsöffnung
- 3
- Fixierhülse
- 4
- Wälzlagereinrichtung
- 5
- Innenring
- 6
- Außenring
- 7
- Wälzkörper
- 8
- Sensorik
- 9
- Schnittstelleneinrichtung
- 10
- Anschlussblock
- 11
- Kabel
- 12
- Oberkante
- 13
- Platine
- 14
- Sensorrotor
- 15
- Sensor
- 16
- Kunststoffmantel
- 17
- Zungenabschnitt
- 18
- Öffnungen
- 19
- Laschen
- 20
- Fortsatz
- 21
- Laschenabschnitte
- 100
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018131254 A1 [0003]
