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Die Erfindung betrifft eine Zahnradanordnung für einen Sensor, insbesondere einen Lenkwinkelsensor. Ferner betrifft die Erfindung eine Lenkwinkelsensor-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass Lenkwinkelsensor-
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Baugruppen eine Zahnradanordnung umfassen, die zumindest ein Hauptzahnrad, welches mit einer Lenksäule gekoppelt ist, sowie ein Sensorzahnrad aufweist, welches mit dem Lenkwinkelsensor gekoppelt ist. Bei einer Lenkbewegung wird das am Lenkrad aufgebrachte Drehmoment auf die Lenksäule übertragen, wodurch die Lenksäule und somit auch das mit der Lenksäule gekoppelte Hauptzahnrad gedreht werden. Das Hauptzahnrad kämmt mit dem Sensorzahnrad, sodass die Lenkbewegung des Lenkrads bzw. die Drehbewegung des Hauptzahnrads auf das Sensorzahnrad übertragen wird. Die entsprechende Drehung des Sensorzahnrads wird wiederum vom Lenkwinkelsensor erfasst, worüber Aufschluss auf die am Lenkrad aufgebrachte Lenkbewegung möglich ist.
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Als nachteilig hat sich bei diesen Zahnradanordnungen jedoch herausgestellt, dass es zu einem Spiel kommen kann, wenn die Richtung der Lenkbewegung verändert wird. Dies wird auch als Umkehrspiel bezeichnet.
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Um ein Umkehrspiel zu verhindern, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen speziellen Mechanismus zu verwenden, der auch als ABL-Mechanismus („Anti-Backlash“-Mechanismus) bezeichnet wird. Aus der
US 7 752 937 B1 ist beispielsweise eine Zahnradanordnung mit einem derartigen Mechanismus bekannt, bei dem das Hauptzahnrad gleichzeitig mit zwei Sensorzahnrädern kämmt, die miteinander gekoppelt sind. Die beiden Sensorzahnräder weisen dabei eine gemeinsame Drehachse auf, wobei die Sensorzahnräder zueinander verdreht und elastisch vorgespannt sind. Hierdurch ist vorgesehen, dass die beiden Sensorzahnräder mit dem Hauptzahnrad in Kontakt sind, wodurch auch eine Änderung der Drehbewegung am Lenkrad dazu führt, dass die Drehbewegung spielfrei auf die Sensorzahnräder übertragen wird.
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Die beiden Sensorzahnräder sind dabei über angespritzte Kunststofffedern miteinander gekoppelt. Alternativ ist es auch bekannt, dass die beiden Sensorzahnräder mit einer Metallklammer miteinander gekoppelt sind, um die entsprechende Vorspannung zwischen den beiden Sensorzahnrädern herzustellen.
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Es hat sich jedoch bei diesem ABL-Mechanismus herausgestellt, dass die Vorspannung zwischen den beiden Sensorzahnrädern mit der Zeit abnimmt, wodurch es alterungsbedingt zu einem Umkehrspiel kommen kann, was vermieden werden soll.
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Aus der
DE 10 2017 126 205 A1 ist ein Zahnrad zur Flankenspielverringerung in einem Räderantrieb bekannt. Dafür weist das Zahnrad einen ersten Radteil und einen zweiten Radteil auf, wobei der erste Radteil um eine Achse A und der zweite Radteil um eine versetzte zweite Achse B drehbar ist.
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In der
JP 2001 - 132 822 A ist eine Zahnradanordnung gezeigt, die aus zwei Zahnrädern besteht. Dabei kann das zweite Zahnrad vertikal zum ersten Zahnrad durch den Druck des Hauptzahnrads versetzt werden.
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Die
DE 10 2017 118 373 A1 offenbart einen Nebenrotor für eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels. Der Nebenrotor besteht dabei aus zwei Zahnrädern, welche relativ zueinander verdrehbar sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen.
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Die
DE 90 04 430 U1 zeigt ein federverspanntes Doppelzahnrad, welches aus einem Basiszahnrad und einem zweiten Zahnrad besteht.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Mechanismus für die Zahnradanordnung bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zahnradanordnung für einen Sensor, insbesondere für einen Lenkwinkelsensor, mit einem Hauptzahnrad, einem ersten Sensorzahnrad und einem zweiten Sensorzahnrad. Das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad sind miteinander gekoppelt. Zudem kämmen das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad mit dem Hauptzahnrad. Das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad weisen jeweils eine Drehachse und ein geometrisches Zentrum auf. Die geometrischen Zentren und/oder die Drehachsen der Sensorzahnräder sind zueinander verschoben. Dabei liegen die beiden Sensorzahnräder gleichzeitig an gegenüberliegenden Zahnflanken von zwei benachbarten Zähnen des Hauptzahnrads an, sodass die Zahnradanordnung ausgebildet ist, einen Richtungswechsel einer Drehung des Hauptzahnrads spielfrei auf die Sensorzahnräder zu übertragen.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass die Sensorzahnräder derart zueinander angeordnet sind, dass sich deren Drehachsen bzw. deren geometrischen Zentren voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten fluchten die Drehachsen und/oder die geometrischen Zentren der Sensorzahnräder nicht, wie dies bei den aus den Stand der Technik bekannten ABL-Mechanismen zwingend der Fall ist, bei denen die Sensorzahnräder nur zueinander verdreht sind. Mit anderen Worten sind die beiden Sensorzahnräder zueinander translatorisch verschoben, was zur Folge hat, dass die geometrischen Zentren der Sensorzahnräder zueinander verschoben sind. Da die geometrischen Zentren typischerweise auch die jeweilige Drehachse definieren, führt dies dazu, dass auch die Drehachsen zueinander verschoben sind.
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Insofern unterscheidet sich die erfindungsgemäße Sensorzahnradanordnung von der aus dem Stand der Technik bekannten Zahnradanordnung dahingehend, dass die beiden Sensorzahnräder gegeneinander verschoben sind und nicht nur gegeneinander verdreht sind.
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Insbesondere wandert die Drehachse eines ersten Sensorzahnrads im laufenden Betrieb der Zahnradanordnung, wohingegen die Drehachse eines zweiten Sensorzahnrads fest ist. Die wandernde Drehachse kann im laufenden Betrieb um die feste Drehachse wandern, insbesondere derart, dass die feste Drehachse im Zentrum des Wegs der wandernden Drehachse liegt. Insofern kann die Drehachse des ersten Sensorzahnrads entlang eines Kreises wandern.
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Es hat sich herausgestellt, dass die auf die Sensorzahnräder wirkenden Kräfte im laufenden Betrieb, also bei mehreren Drehungen der Sensorzahnräder, homogener verteilt werden können, sodass bestimmte Bereiche der Sensorzahnräder nicht überproportional belastet werden. Dies war bei der Zahnradanordnung aus dem Stand der Technik noch der Fall, weshalb es zu Verschleißerscheinungen und sogar zu Brüchen in den entsprechenden Bereichen kam. Das Risiko eines alterungsbedingten Umkehrspiels ist demnach deutlich reduziert, insbesondere vollständig vermieden. Zwar findet in einer Momentaufnahme eine inhomogene Belastung der Sensorzahnräder statt. Diese momentane inhomogene Belastung verlagert sich beim Drehen der Sensorzahnräder jedoch ständig, wodurch es insgesamt zu einer homogener verteilten Belastung kommt.
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Die beiden Sensorzahnräder sind miteinander gekoppelt. Dies bedeutet, dass die beiden Sensorzahnräder direkt oder zumindest über eine Achse indirekt miteinander gekoppelt sind. Über die Achse kann auch eine Kopplung mit dem entsprechenden Sensor vorliegen, beispielsweise dem Lenkwinkelsensor.
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Dadurch, dass die beiden Sensorzahnräder gleichzeitig an gegenüberliegenden Zahnflanken von zwei benachbarten Zähnen des Hauptzahnrads anliegen, insbesondere über einen entsprechenden Zahn, ist sichergestellt, dass bei einer Änderung der Drehrichtung des Lenkrads die Drehbewegung ohne Umkehrspiel vom Hauptzahnrad auf die Sensorzahnräder übertragen werden kann. Somit lässt sich eine Drehung eines mit dem Hauptzahnrad gekoppelten Bauteils, insbesondere ein vorgesehener Lenkwinkel, sehr genau und kontinuierlich erfassen.
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Ein Aspekt sieht vor, dass das erste Sensorzahnrad in Draufsicht auf die Zahnradanordnung das zweite Sensorzahnrad zumindest teilweise überdeckt. Insofern sind die Drehachsen bzw. geometrischen Zentren der Sensorzahnräder zwar zueinander verschoben, jedoch sind die Sensorzahnräder in einem gleichen Bereich in Bezug auf das Hauptzahnrad angeordnet, da sich die beiden Sensorzahnräder in Draufsicht zumindest teilweise überdecken. Mit anderen Worten kämmen die beiden Sensorzahnräder nicht mit unterschiedlichen Bereichen des Hauptzahnrads, sondern mit demselben Bereich des Hauptzahnrads.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Zahnradanordnung einen Kämmbereich aufweist, der zumindest eine Zahnlücke zwischen zwei benachbarten Zähnen des Hauptzahnrads umfasst, wobei ein Zahn des ersten Sensorzahnrads und ein Zahn des zweiten Sensorzahnrads im Kämmbereich vorgesehen sind. Demnach sind die beiden Sensorzahnräder im Kämmbereich vorgesehen bzw. kämmen gleichzeitig mit dem Hauptzahnrad in einem gleichen Bereich des Hauptzahnrads, insbesondere in einer Lücke des Hauptzahnrads, die zwischen zwei benachbarten Zähnen des Hauptzahnrads ausgebildet ist. Bei der Lücke handelt es sich demnach um eine gemeinsame Lücke in Bezug auf die beiden Sensorzahnräder, da beide Sensorzahnräder in der gleichen Lücke mittels eines entsprechenden Zahns eingreifen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt sind das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad federnd miteinander gekoppelt. Die Federkopplung stellt dabei sicher, dass die geometrischen Zentren bzw. die Drehachsen der Sensorzahnräder stets zueinander verschoben bleiben. Insofern wird über die Federkopplung eine Bewegung der Sensorzahnräder erzwungen, die sich von einem reinen Verdrehen der Sensorzahnräder zueinander unterscheidet.
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Beispielsweise dreht sich das zweite Sensorzahnrad um seine Drehachse, die während des Betriebs ortsfest ist, wohingegen das erste Sensorzahnrad sich relativ zum zweiten Sensorzahnrad bewegt. Demnach bewegt sich die Drehachse des ersten Sensorzahnrads um die Drehachse des zweiten Sensorzahnrads während des Betriebs. Die federnde Kopplung der Sensorzahnräder stellt dabei sicher. Dass die Drehachsen trotzdem zueinander verschoben sind. Auch das geometrische Zentrum des ersten Sensorzahnrads bewegt sich demnach relativ zum geometrischen Zentrum des zweiten Sensorzahnrads, welches ortsfest ist.
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Es kann aber auch vorgesehen sein, dass beide Drehachsen während des Betriebs der Zahnradanordnung ortsfest sind.
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Beispielsweise sind die beiden Sensorzahnräder über elastische Federelemente miteinander gekoppelt. Die elastischen Federelemente stellen somit die federnde Kopplung zwischen den Sensorzahnrädern sicher. Die elastischen Federelemente sind dabei derart ausgebildet, dass sie eine relative Bewegung zwischen den beiden Sensorzahnrädern ermöglichen, um sicherzustellen, dass die geometrischen Zentren bzw. die Drehachsen der beiden Sensorzahnräder stets voneinander unterschiedlich sind, also zueinander verschoben sind.
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Da die beiden Sensorzahnräder, also ihre Zentren und/oder ihre Drehachsen, zueinander verschoben sind, ist sichergestellt, dass die elastischen Federelemente in jeder Position während des Betriebs der Zahnradanordnung, also über mehrere Drehungen gesehen, neu und anders belastet werden. Hierdurch ergibt sich dann eine homogenere Verteilung der Belastung, auch wenn eine momentane Belastung inhomogen ist. Ein Kriechen im verwendeten Material, insbesondere in einem verwendeten Kunststoff, wird somit wirkungsvoll verhindert.
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Bei den elastischen Federelementen kann es sich um angespritzte Kunststofffedern handeln, welche zwischen dem ersten Sensorzahnrad und dem zweiten Sensorzahnrad vorgesehen sind.
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Ferner kann das erste Sensorzahnrad über die elastischen Federelemente mit einer Basis verbunden sein, die mit dem zweiten Sensorrad fest verbunden ist. Die Kopplung der beiden Sensorzahnräder ist somit gewährleistet, wobei die elastischen Federelemente sicherstellen, dass sich das erste Sensorzahnrad derart in Bezug auf das zweite Sensorzahnrad bewegen kann, dass die geometrischen Zentren bzw. die Drehachsen stets zueinander verschoben sind, und dennoch beide Sensorzahnräder mit dem Hauptzahnrad gleichzeitig kämmen, insbesondere im Kämmbereich.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, das die elastischen Federelemente jeweils wenigstens ein Federschenkel aufweisen, insbesondere zwei Federschenkel. Die jeweiligen Federschenkel stellen sicher, dass die Sensorzahnräder mit dem Hauptzahnrad kämmen können, aber gleichzeitig eine unterschiedliche Drehachse haben bzw. nicht miteinander fluchtende geometrischen Zentren.
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Ferner können die elastischen Federelemente zumindest mit dem ersten Sensorzahnrad einstückig ausgebildet sein, insbesondere als ein gemeinsames Spritzgussteil. Demnach ist die Herstellung der Zahnradanordnung, insbesondere des ersten Sensorzahnrads und der elastischen Federelemente, kostengünstig möglich.
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Grundsätzlich können das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad als ein gemeinsames Spritzgussteil ausgebildet sein. Beispielsweise werden dann auch die elastischen Federelemente und die Basis hergestellt. Insofern ergibt sich, dass zumindest das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad gemeinsam einstückig ausgebildet sind.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die relative Verschiebung der Drehachsen bzw. der geometrischen Zentren der Sensorzahnräder variabel ist, sodass sich die relative Verschiebung im Betrieb ändert. Beispielsweise verändert sich die relative Verschiebung der Drehachsen bzw. der geometrischen Zentren zueinander kontinuierlich während des Betriebs der Zahnradanordnung. Die beim Betrieb der Zahnradanordnung auftretenden Belastungen können so möglichst homogen verteilt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die relative Verschiebung der Sensorzahnräder fest ist, also beide Drehachsen ortsfest sind 30 bzw. die geometrischen Zentren jeweils ortsfest, aber zueinander verschoben sind. Dies hängt von der Ausgestaltung der entsprechenden Kopplung ab, insbesondere der entsprechenden Federelemente.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Lenkwinkelsensor-Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lenksäule, einem Lenkwinkelsensor und einer Zahnradanordnung mit einem Hauptzahnrad, einem ersten Sensorrad und einem zweiten Sensorrad. Das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad sind miteinander gekoppelt. Zudem kämmen das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad mit dem Hauptzahnrad. Das erste Sensorzahnrad und das zweite Sensorzahnrad weisen jeweils eine Drehachse und ein geometrisches Zentrum auf. Die geometrischen Zentren und/oder die Drehachsen der Sensorzahnräder sind zueinander verschoben. Das Hauptzahnrad ist mit der Lenksäule gekoppelt. Die beiden Sensorzahnräder sind mit dem Lenkwinkelsensor gekoppelt. Dabei liegen die beiden Sensorzahnräder gleichzeitig an gegenüberliegenden Zahnflanken von zwei benachbarten Zähnen des Hauptzahnrads an, sodass die Zahnradanordnung ausgebildet ist, einen Richtungswechsel einer Drehung des Hauptzahnrads spielfrei auf die Sensorzahnräder zu übertragen. Die zuvor genannten Vorteile und Eigenschaften hinsichtlich der Zahnradanordnung ergeben sich in analoger Weise für die Lenkwinkelsensor-Baugruppe.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lenkwinkelsensor-Baugruppe mit einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung,
- - 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung,
- - 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung,
- - 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung gemäß einer ersten Ausführungsvariante,
- - 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, und
- - 6 eine Darstellung, die die auf die Bauteile der Sensoranordnung gemäß 5 wirkenden Kräfte verdeutlicht, insbesondere die auf die Federelemente wirkenden Kräfte.
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In 1 ist eine Lenkwinkelsensor-Baugruppe 10 gezeigt, die ein Lenkrad 12 aufweist, welches mit einer Lenksäule 14 gekoppelt ist. Die Lenkwinkelsensor-Baugruppe 10 weist zudem eine Sensoranordnung 16 auf, die ein Hauptzahnrad 18 umfasst, welches mit der Lenksäule 14 gekoppelt ist.
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Darüber hinaus umfasst die Sensoranordnung 16 ein erstes Sensorzahnrad 20 sowie ein zweites Sensorzahnrad 22, die miteinander gekoppelt sind und beide mit dem Hauptzahnrad 18 kämmen, worauf nachfolgend mit Bezug auf die 2 bis 6 noch detailliert eingegangen wird.
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Die Lenkwinkelsensor-Baugruppe 10 umfasst zudem einen Lenkwinkelsensor 24, der mit den beiden Sensorzahnrädern 20, 22 der Zahnradanordnung 16 gekoppelt ist, insbesondere über eine Achse 25. Die beiden Sensorzahnräder 20, 22 können generell entweder direkt miteinander gekoppelt sein oder indirekt über die Achse 25.
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Der Lenkwinkelsensor 24 kann ein Hall-Sensor sein, der mit einem Magneten wechselwirkt, welcher auf zumindest einem der beiden Sensorzahnräder 20, 22 angeordnet ist.
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Sofern ein Fahrzeugführer über das Lenkrad 12 eine Lenkbewegung ausübt, wird die Drehung des Lenkrads 12 auf die Lenksäule 14 übertragen, wodurch sich die Lenksäule 14 und das mit der Lenksäule 14 gekoppelte Hauptzahnrad 18 verdreht.
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Die Drehung des Hauptzahnrads 18 wird auf die beiden Sensorzahnräder 20, 22 übertragen, die mit dem Hauptzahnrad 18 kämmen, sodass die Drehung über die Achse 25 an den Lenkwinkelsensor 24 übertragen wird. Dies hat zur Folge, dass die Verdrehung des Lenkrads 12 vom Lenkwinkelsensor 24 erfasst werden kann, insbesondere ein entsprechender Lenkwinkel.
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Die Übertragung der Drehbewegung mittels der Zahnradanordnung 16 erfolgt spielfrei, insbesondere ohne Umkehrspiel, da die beiden Sensorzahnräder 20, 22 entsprechend zueinander angeordnet sind, wie nachfolgend erläutert wird.
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Grundsätzlich kann die Lenkwinkelsensor-Baugruppe 10 zwei Gruppen von Sensorzahnrädern 20, 22 umfassen, also vier Sensorzahnräder 20, 22 insgesamt, wobei die zwei Gruppen von Sensorzahnrädern 20, 22 jeweils einem Lenkwinkelsensor 24 zugeordnet sind. Die Sensorzahnräder 20, 22 der beiden Gruppen können jeweils ein anderes Übersetzungsverhältnis haben.
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In 2 ist die Zahnradanordnung 16 im Detail gezeigt.
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Hieraus geht hervor, dass die beiden Sensorzahnräder 20, 22 jeweils eine Drehachse D1, D2 aufweisen, welche zueinander verschoben sind, nämlich um den Abstand d. Zudem haben die beiden Sensorzahnräder 20, 22 jeweils ein geometrisches Zentrum Z1, Z2, welche zueinander verschoben sind, nämlich auch um den Abstand d.
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Die Sensorzahnräder 20, 22 sind demnach Zahnkränze, die insbesondere kreisförmig sind.
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Darüber hinaus ist in 2 gezeigt, dass beide Sensorzahnräder 20, 22 in einem Kämmbereich 26 mit dem Hauptzahnrad 18 kämmen. Der Kämmbereich 26 umfasst dabei eine Zahnlücke 28 des Hauptzahnrads 18, die zwischen zwei benachbarten Zähnen 30, 32 des Hauptzahnrads 18 gebildet ist.
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Die beiden Sensorzahnräder 20, 22 liegen jeweils über einen entsprechenden Zahn an gegenüberliegenden Zahnflanken 34, 36 der benachbarten Zähne 30, 32 des Hauptzahnrads 18 an. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Umkehr der Drehrichtung des Lenkrads 12, was eine Umkehr der Drehrichtung des Hauptzahnrads 18 zur Folge hat, spielfrei mittels der Sensorzahnräder 20, 22 an den Lenkwinkelsensor 24 übertragen wird. Dies ist gewährleistet, da beide Sensorzahnräder 20, 22 über die entsprechenden Zähne an gegenüberliegenden Zahnflanken 34, 36 der benachbarten Zähne 30, 32 gleichzeitig anliegen, sodass unabhängig von der Drehrichtung des Lenkrads 12 stets eine direkte Übertragung auf eines der beiden Sensorzahnräder 20, 22 erfolgt.
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Da die beiden Sensorzahnräder 20, 22 in demselben Kämmbereich 26 vorgesehen sind, überdecken sich die beiden Sensorzahnräder 20, 22 in Draufsicht auf die Zahnradanordnung 16 zumindest teilweise.
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In 3 ist die Zahnradanordnung 16 gemäß einer anderen Ausführung gezeigt, bei der die beiden Sensorzahnräder 20, 22 ebenfalls um den Abstand d zueinander verschoben sind, was zur Folge hat, dass die beiden Drehachsen D1, D2 bzw. die geometrischen Zentren Z1, Z2 ebenfalls zueinander verschoben sind, nämlich um den Abstand d.
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Ein Vergleich der 2 und 3 verdeutlicht jedoch, dass sich die Art der Verschiebung der beiden Sensorzahnräder 20, 22 zueinander unterscheidet.
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Grundsätzlich hat die Verschiebung der Drehachsen D1, D2 der beiden Sensorzahnräder 20, 22 auch zur Folge, dass die geometrischen Zentren der beiden Sensorzahnräder 20, 22 zueinander verschoben sind. In den konkreten Ausführungen fallen die jeweiligen Drehachsen D1, D2 mit den geometrischen Zentren der Sensorzahnräder 20, 22 jeweils zusammen.
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Insbesondere können die Sensorzahnräder 20, 22 grundsätzlich identisch ausgebildet sein, wobei die Sensorzahnräder 20, 22 lediglich hinsichtlich ihrer Drehachsen D1, D2 bzw. ihrer geometrischen Zentren Z1, Z2 zueinander verschoben sind.
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In 4 ist die Zahnradanordnung 16 gemäß einer Ausführungsvariante im Detail gezeigt. Das erste Sensorzahnrad 20 ist über elastische Federelemente 38 mit einer Basis 40 federnd verbunden, welche wiederum mit dem zweiten Sensorzahnrad 22 fest verbunden ist. Hierdurch ergibt sich die Kopplung der beiden Sensorzahnräder 20, 22, insbesondere die federnde Kopplung zwischen den beiden Sensorzahnrädern 20, 22. Folglich sind die beiden Sensorzahnräder 20, 22 federnd miteinander gekoppelt.
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In der Ausführungsform weisen die Federelemente 38 jeweils einen Federschenkel 42 auf, welcher sich von der Basis 40 zum ersten Sensorzahnrad 20 erstreckt.
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Es sind mehrere elastische Federelemente 38 vorgesehen, insbesondere drei elastische Federelemente 38. Die mehreren elastischen Federelemente 38 sind äquidistant zueinander angeordnet, also in gleichen Winkelabständen untereinander.
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Die jeweiligen Federschenkel 42 sind jeweils teilkreisförmig ausgestaltet.
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In der in 5 gezeigten Ausführungsform sind ebenfalls elastische Federelemente 38 gezeigt, über die das erste Sensorzahnrad 20 mit der Basis 40 verbunden ist, wobei die in 5 gezeigten Federelemente 38 jeweils zwei Federschenkel 42 aufweisen, die über einen Umkehrbereich 44 miteinander gekoppelt sind. Der Umkehrbereich 44 entspricht im Wesentlichen einer 180°-Umkehrung zwischen den beiden Federschenkel 42.
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Die beiden Federschenkel 42 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgebildet, wobei die beiden Federschenkel 42 jeweils teilkreisförmig ausgebildet sind.
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Auch in der in 5 gezeigten Ausführungsform sind mehrere elastische Federelemente 38 vorgesehen, insbesondere drei elastische Federelemente 38, die äquidistant zueinander angeordnet sind, also in gleichen Winkelabständen untereinander.
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In 6 sind die auf die Komponenten der Zahnradanordnung 16, insbesondere auf die Federelemente 38, wirkenden Kräfte veranschaulicht, die bei der Betätigung wirken.
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Hieraus geht hervor, dass sich die Kräfte in einer Momentaufnahme inhomogen in die Komponenten verteilen. Während des Betriebs verändern sich die Positionen und Lagen der Komponenten jedoch durchgehend, sodass sich die Kräfte - über mehrere Drehungen der Sensorzahnräder 20, 22 gesehen - weitestgehend homogen in den Komponenten verteilen, wodurch eine Abnutzung, insbesondere ein Kriechen im Material, vermieden wird.
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Die homogene Verteilung der Belastung wird zudem dadurch verstärkt, dass die relative Verschiebung der Drehachsen D1, D2 bzw. der geometrischen Zentren Z1, Z2 der Sensorzahnräder 20, 22 während des Betriebs variabel ist. Dies bedeutet, dass sich die relative Verschiebung der Drehachsen D1, D2 bzw. der geometrischen Zentren Z1, Z2 zueinander verändert, insbesondere kontinuierlich verändert. Dies hat zur Folge, dass während des Betriebs immer andere Stellen der Sensorzahnräder 20, 22 belastet werden, wodurch unterschiedliche Belastungen in die Federelemente 38 eingeleitet werden, was ein Kriechen im Material verringert. Entsprechende Alterungseffekte werden somit wirkungsvoll vermieden, sodass sichergestellt ist, dass dauerhaft eine spielfreie Übertragung der Drehbewegung möglich ist, insbesondere eine dauerhafte Übertragung der Drehbewegung ohne Umkehrspiel.
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Beispielsweise sind die Sensorzahnräder 20, 22 und/oder das Hauptzahnrad 18 aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Ebenso können die Federelemente 38 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Demnach können die Federelemente 38 an zumindest eines der Sensorzahnräder 20, 22 angespritzt worden sein, beispielsweise das erste Sensorzahnrad 20.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die elastischen Federelemente 38 zumindest mit dem ersten Sensorzahnrad 20 einstückig ausgebildet sind, insbesondere als ein gemeinsames Spritzgussteil.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass beide Sensorzahnräder 20, 22 als ein gemeinsames Spritzgussteil ausgebildet sind, insbesondere zusammen mit den Federelementen 38 und der Basis 40.
