DE10301610A1

DE10301610A1 - Sensor bearing for use in angular displacement and velocity measurements or torque measurements, has bearing shells with magnetic fields that are detected by a flux sensor

Info

Publication number: DE10301610A1
Application number: DE10301610A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Gerhard Ellsaeser
Original assignee: Ellsasser Dietrich Gerhard
Current assignee: Ellsasser Dietrich Gerhard
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-08-12

Abstract

Sensor bearing has two bearing rings with magnetic fields as well as a sensor for magnetic flux measurement. Relative rotation of the two bearing shells causes a change in the overlapping area of magnetic surfaces and bearing shell surfaces so that the flux density in the bearing shells is correspondingly increased or reduced.

Description

Das magnetische Sensorlager misst die Relativbewegung zweier konzentrisch rotierender Lagerschalen oder Wellen. Es eignet sich besonders zur Messung von rotativen Bewegungen in Überlagerungsgetrieben. Weiter eignet es sich in Verbindung mit einer torsionselastischen Welle oder einem torsionselastischen Element als Drehmomentsensor. Es eignet sich im Einsatz zur Kraftmessung an stehenden und rotierenden Wellen wie Lenkkraftsensor, Leistungsmessung an Fahrrädern, Pedalkraftmessung und dergleichen mehr. Es kann jedoch auch einfach zur Drehzahlmessung in einem einfachen Lager zur Anwendung kommen.The magnetic sensor bearing measures the relative movement of two concentric rotating bearing shells or waves. It is particularly suitable for measuring rotative Movements in superposition gears. It is also suitable in conjunction with a torsionally elastic Shaft or a torsionally elastic element as a torque sensor. It is suitable for use in force measurement on stationary and rotating Waves such as steering force sensor, performance measurement on bicycles, pedal force measurement and more. However, it can also be easy for speed measurement come in a simple warehouse for use.

Bekannt sind Torque-Sensor-Systeme, welche die Oberflächenspannung messen: Magnetoelastische Messverfahren und micromechanische Messverfahren.Torque sensor systems are known, which is the surface tension measure: Magnetoelastic measuring methods and micromechanical measuring methods.

Weiter bekannt sind Torque-Sensor-Systeme, die die elastische Verformung eines Körpers messen, an welchen das Moment angelegt wird. Bei ähnlichem und bekanntem mechanischen Aufbau kommen verschiedene Messverfahren zum Einsatz.Further known are torque sensor systems, which measure the elastic deformation of a body to which the Moment is created. In similar and known mechanical structure come various measuring methods for use.

Grundsätzlich optische Messverfahren, Magnetoresistive Verfahren und Induktive Verfahren.Basically optical measuring methods, Magnetoresistive and Inductive Methods.

Zu unterscheiden sind Systeme, welche nur geringe Wege zurücklegen und eine Signalweiterleitung mittels Kabel durchführen.To distinguish are systems, which only travel a short distance and carry out a signal forwarding by means of cable.

Andere an rotierenden Teilen appliziert, haben eine Energiezuführung und / oder Signalweiterleitung durch Schleifringkontakt oder drahtlos durch eine Erregerfreqzenz. Bekannt ist ein System von Moving Magnet Technologies, welches ein Magnetfeld in zwei rotationssymetrischen Metallringen aufbaut, welches durch ein feststehendes Sensorelement, vorwiegend ein Hallelement gemessen wird. Hier kommt die bekannte Methode der variabel sich überdeckenden aktiven Flächen mit Weiterleitung des Magnetflusases zum Einsatz.Others applied to rotating parts, have an energy supply and / or signal forwarding by slip ring contact or wirelessly by a pathogen frequency. A system of moving magnet is known Technologies using a magnetic field in two rotationally symmetric Metal rings, which by a fixed sensor element, predominantly a Hall element is measured. Here comes the well-known Method of variable overlapping active surfaces with forwarding of the magnetic flux used.

Bekannt sind Sensorlager. Bei den bekannten Sensorlagern wird stets ein Sensor an ein Lager appliziert, wobei die Funktionsüberschneidung von Lager und Sensor sich im allgemeinen auf die Dichtung konzentriert. Bei den heute bekannten Sensorlagern zur Messung der Umdrehung des Loslagers ist die Dichtscheibe im allgemeinen aus einem kunststoffgebundenen Magnetpulver gespritzt und ein Magnetcode aufmagnetisiert. Der Magnecode wird von einer Hallsonde, welche am Festlager bzw. an der statischen Dichtung befestigt ist gelesen. Auf diese Weise ermittelt der Sensor die Drehzahl und/oder die Position z.B. einer durch das Sensorlager gelagerten Welle.Are known sensor bearings. Both known sensor bearings, a sensor is always applied to a bearing, where the functional overlap the bearing and sensor are generally concentrated on the seal. In today known sensor bearings for measuring the rotation of the Loslagers is the sealing disc generally made of a plastic-bonded Magnetic powder sprayed and a magnet code magnetized. The magic code is a Hall probe, which on the fixed bearing or on the static Gasket attached is read. In this way, the sensor determines the speed and / or position e.g. one through the sensor bearing stored wave.

Bei den bisher bekannten Sensorlagern handelt es sich streng genommen um um einen Verbund von Sensor und Lager. Die Integration des Sensors beschränkt sich auf die Randkomponente der Dichtung, welche zusätzlich die Funktion des Drehgebers für den Sensor übernimmt.In the previously known sensor bearings is strictly speaking a combination of sensor and Camp. The integration of the sensor is limited to the edge component the seal, which in addition the function of the encoder for takes over the sensor.

Die bekannten Sensorlager sind bewährt und haben des Vorteil des geringen Platzbedarfes.The known sensor bearings are proven and have the advantage of the small footprint.

Diese Sensorlager sind in ihrer Funktion jedoch an die klassische Anordung Festlager/Loslager gebunden.These sensor bearings are in their function however, bound to the classic arrangement of fixed storage / movable storage.

In Applikationen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass beide Lagerschalen eine rotative Bewegung ausführen, sind solche Sensorlager, welche die Bewegung in Relation zu einem statischen Festpunkt messen, ungeeignet.In applications that are characterized are that both cups are performing a rotary motion, are Such sensor bearing, which determines the movement in relation to a static Measure fixed point, unsuitable.

Solche Applikationen sind konzentrische gelagerte Wellen z.B. an Überlagerungsgetrieben oder cozentrisch angeordneten Hülsen auf rotierenden Wellen. Wenn hier auf eine Schleifringübertragung verzichtet werden soll, so muss das Sensorelement statisch angeordnet sein und am rotierenden Sensor eine Messgrösse erfassen.Such applications are concentric stored waves e.g. on superposition gearboxes or co-centric sleeves on rotating waves. If waived a slip ring transmission here is to be, so the sensor element must be arranged statically and record a measured variable on the rotating sensor.

Solche Lösungen sind vor allem bei Magnetoelastischen Messverfahren und bei Hochfrequenzmessverfahren bekannt.Such solutions are mainly in magnetoelastic Measuring method and known in high-frequency measurement.

Weiter bekann sind Sensoren zur Drehmomentmessung auf Grundlage der Messung von induktiven und magnetoresitiven Grössen.Also known are sensors for torque measurement based on the measurement of inductive and magnetoresistive quantities.

Bekannt ist ein Drehmomentsensor von MMT Moving Magnet Technologies (http://www.movingmagnet.com/Torque.htm). Bei diesem Sensor sind sämtliche Elemente Radial zentriert angeordnet. Die Magnete befinden sich demnach auf dem geringsten nutzbaren Umfang im Zentrum des magnetischen Jochs. Das magnetische Joch besteht aus zwei symetrischen Schalen, welche über den Magneten oder dem Ringmagnet angeordnet sind.A torque sensor is known from MMT Moving Magnet Technologies (http://www.movingmagnet.com/Torque.htm). With this sensor are all Elements arranged radially centered. The magnets are located thus, on the least usable circumference in the center of the magnetic Yoke. The magnetic yoke consists of two symmetrical shells, which over the magnet or the ring magnet are arranged.

Im Gegensatz zu der vorgestellten Erfindung muss dieser Sensor von einem Stützkörper geführt und mechanisch stabilisiert werden. Zwar befindet sich im Inneren des Jochs ein Füllring aus nichtleitendem magnetischem Material, jedoch kann dieser lediglich eine gleichrmässige Distanz der beiden konkaven Halbschalen zueinander herstellen. Der Ring kann den Sensor selbst nicht stabilisieren. Weiter kann der Sensor keine Stützkräfte aufbringen.In contrast to the featured Invention, this sensor must be guided by a support body and mechanically stabilized become. Although there is a filling ring inside the yoke non-conductive magnetic material, but this can only a uniform Make distance between the two concave shells to each other. Of the Ring can not stabilize the sensor itself. Next, the Sensor do not apply support forces.

Auch bei diesem Sensor wird durch die Relativbewegung der beiden Halbschalen zueinander eine der Überdeckung proportionale magnetische Feldstärke in den beiden Halbschalen erzeugt. Im Gegensatz zu den bekannten inkrementalen Sensorlagern misst die Hallsonde nicht direkt die Feldstärke über der Magnetcodierung sonder beim MMT Drehmomentsensor wird die magnetische Feldstärke mittelbar zwischen den beiden concaven Halbschalen gemessen.Also with this sensor is through the relative movement of the two half shells to one another of the overlap proportional magnetic field strength generated in the two half-shells. In contrast to the known ones Incremental sensor bearings, the Hall probe does not directly measure the Field strength over the Magnetic coding special with the MMT torque sensor becomes the magnetic field strength measured indirectly between the two concave half shells.

Das Prinzip der durch sich überlagernde Schlitze erzeugten variablen Fläche ist von Sensorem verschiedener Messverfahren bekannt (Das Handbuch für Ingenieure; Ausg. 5 ISBN 3-8169-0689-9). Ein solcher Wirbelstrom-Drehmomentsensor mit konzentrischen Schlitzhülsen wird von der Firma Bosch in Serie hergestellt.The principle of the variable area generated by overlapping slits is known from sensors of various measuring methods (Die Handbuch für Ingenieure, Issue 5 ISBN 3-8169-0689-9). Such an eddy current torque sensor with concentric slot sleeves is produced in series by Bosch.

Der bekannte Torque Sensor von MMT hat die Nachteile es hohen Platzbedarfs, da zusätzliche Stützlager notwendig sind. Das Moment kann deshalb nur konzentrisch eingebracht weden. Durch die Anordnung der variablen Magnetüberdeckung unter den Magnetjoch wird viel axialer Bauraum beansprucht. Der Kabelabgang ist ungünstig.The well-known torque sensor from MMT has the disadvantages of high space requirements, since additional support bearings are necessary. The Moment can therefore only be introduced concentrically. By the arrangement the variable magnetic coverage under the magnetic yoke much axial space is claimed. Of the Cable outlet is unfavorable.

Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:

Hauptvorteil der Erfindung ist die Erkenntnis, dass dort wo ein Moment gemessen wird, eine Kraft impliziert werden muss, die meist nicht konzentrisch ist. In den meisten Fällen wird man die Kraft an einer Schnittstelle, z.B. bei einem Getriebe an einer Getriebestufe messen. Diese tangential wirksame Kraft muss durch ein Lager abgestützt werden. Hier kommt das Sensorlager, auf dem die Erfindung beruht, vorteilhaft zum Einsatz.Main advantage of the invention is the Realizing that where a moment is measured implies a force must be, which is usually not concentric. In most cases will the force at an interface, e.g. at a transmission to measure a gear stage. This tangentially effective force must supported by a bearing become. Here comes the sensor bearing on which the invention is based advantageous for use.

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik handelt es sich bei der vorgestellten Erfindung um ein Lager, dessen stützende Schalen konstruktiver Bestandteil des Sensors selbst sind. Es wird kein Magnetring, sondern eine Magnetscheibe und eine seitlich angeordnete variable Fläche angeordnet. Der Sensor selbst hat Tragfunktion und gewährleistet eine präsise Abstützung der Hülse auf der Welle. Durch die Stützfunktion wird gleichzeitig der Jochspalt stabil gehalten. Das Sensorlager eignet sich auch in Überlagerungsgetrieben zur Messung der Relativdrehzahl. Es lässt sich somit auch sehr gut in Lenkgetrieben ohne zusätzliche Abstützung einsetzen. Das Sensorlager zeichnet sich durch seine geringe Teilevielfalt aus.In contrast to the known state In the art, the presented invention is a Warehouse whose supporting Shells are constructive part of the sensor itself. It will no magnetic ring, but a magnetic disc and a laterally arranged variable area arranged. The sensor itself has support function and guaranteed a preseason support the sleeve on the wave. Through the support function At the same time the yoke gap is kept stable. The sensor bearing is also suitable in superposition gearboxes for measuring the relative speed. It can be very well in Steering gears without additional support use. The sensor bearing is characterized by its small variety of parts out.

In einer weiteren Ausführung kann ein elastisches Verformungsmodul direkt im Lager integriert werden.In a further embodiment can an elastic deformation module can be integrated directly in the warehouse.

Kennzeichnend für die hier vorgestellte Erfindung ist die Einbeziehung der funktionalen Teile des Sensors als Komponenten des Lagers. Das hier vorgestellte Sensorlager ist also nicht nur eine Kombination aus Sensor und Wälzlager, wie der Begriff bisher gebräuchlich ist, sondern eine direkte funktionale Integration der Lagerkomponenten und der aktiven Komponenten des Sensors.Characteristic of the invention presented here is the inclusion of the functional parts of the sensor as components of the camp. So the sensor bearing presented here is not only a combination of sensor and bearings, as the term has been used but a direct functional integration of the bearing components and the active components of the sensor.

Der Sensor besteht aus einem Lager, wobei das Moment in das Loslager eingeleitet und durch das Festlager abgestützt wird, oder auch visa versa. Die beiden Lagerschalen sind durch ein elastisches Element miteinander torsionselastisch verbunden. Wie in derThe sensor consists of a bearing, the moment being initiated into the floating bearing and through the fixed bearing supported will, or visa versa. The two bearing shells are through one elastic element connected to each other torsionally elastic. How in the

1 gezeigt, ist die Lagerinnenschale (1/4 Lagerinnenschale) durch ein Torsionselement (1/1 Torsionselement) mittelbar über das Aussenrohr (1/2 Aussenrohr) mit der Lageraussenschale (1/3 Lageraussenschale) verbunden. 1 shown, the bearing inner shell ( 1 / 4 Inner bearing shell) by a torsion element ( 1 / 1 Torsionselement) indirectly via the outer tube ( 1 / 2 Outer tube) with the bearing outer shell ( 1 / 3 Bearing outer shell).

Beim einleiten einer Kraft über den Torsionsstab oder die Lagerinnenschale erfolgt eine der Torsionsfederstützkraft proportionale Verdrehung der beiden Lagerschalen gegeneinander.When initiating a force over the Torsion bar or the inner bearing shell is one of Torsionsfederstützkraft proportional rotation of the two bearing shells against each other.

Wie in 2 und 3 zu sehen, ist beide Lagerringe an je einer ihrer Stirnflächen radial scheibenförmig ausgebildet. Beide Lagerschalen haben an dieser scheibenförmigen Ausbildungen eine der Form der Magnetsegmente oder der Magnetisierung der Magnetscheibe entsprechende Profilierung.As in 2 and 3 can be seen, both bearing rings on each of its faces radially disc-shaped. Both cups have on this disc-shaped formations one of the shape of the magnet segments or the magnetization of the magnetic disk corresponding profiling.

Die aufteilung dieses Flächenprofiles entspricht der Anzahl und Aufteilung der Magnete oder der Magnetisierung.The division of this surface profile corresponds to the number and division of the magnets or the magnetization.

Die Magnetscheibe ist wiederum drehfest mit einer der Lagerschalen über diese erhabenen Flächen verbunden. Das bedeuted, dass eine der scheibenförmigen radialen Ausformungen der Lagerschalen einen maximalen Magnetfluss durch die Lagerschale ermöglicht. Die andere Lagerschale des Lagers leitet den Magnetfluss durch einen Luftspalt über die erhabenen Flächen in die Lagerschale.The magnetic disk is again rotatable with one of the bearing shells over these raised surfaces connected. This means that one of the disc-shaped radial formations the bearing shells a maximum magnetic flux through the bearing shell allows. The other bearing shell of the bearing conducts the magnetic flux through a Air gap over the raised surfaces in the bearing shell.

Eine Verdrehung der Lagerschalen zueinander bewirkt eine stärker werdende oder geringer werdende flächige Überdeckung der durch eine Luftspalt von der Magnetscheibe getrennten Lagerschale und damit eine zunehmend gleichpolige oder gegenpolige Magnetisierung, also eine Änderung der Flussstärke durch diese Lagerschale.A rotation of the bearing shells each other causes a stronger one Expected or decreasing surface coverage of the through an air gap of the magnetic disc separated bearing shell and thus an increasingly Gleichpolige or gegenpolige magnetization, ie a change the flow strength through this bearing shell.

Eine gleichpolige Magnetisierung bedeuted eine gegen 0 gehende Flussstärke durch die Lagerschalen. Das Magnetische Joch schliesst sich an der gegenüberliegenden Stirnfläche der beiden Lagerschalen bzw. beim Sensorring (1/9 Sensorring).A homopolar magnetization means a flux going through 0 through the bearing shells. The magnetic yoke closes at the opposite end face of the two bearing shells and the sensor ring ( 1 / 9 Sensor ring).

Die Magnetscheibe (1/5 Magnetscheibe) ist drehfest mit einer der beiden Lagerschalen direkt und ohne Luftspalt verbunden. Dadurch ist der magnetische Fluss über eine maximale Kontaktfläche in die drehfest mit der Magnetscheibe verbundene Lagerschale möglich.The magnetic disc ( 1 / 5 Magnetic disc) is rotatably connected to one of the two bearing shells directly and without air gap. As a result, the magnetic flux is possible over a maximum contact surface in the rotatably connected to the magnetic disk bearing shell.

Die Anzahl der Magnete ergibt die mögliche relative Verdrehung der beiden Lagerschalen zueinander in Bezug auf die Signaländerung des Sensors.The number of magnets gives the possible relative Rotation of the two bearing shells to each other in relation to the signal change of the sensor.

In einer weiteren Ausführung ist der Magnetring mit dem Torsionselement drehfest verbunden, so daß bei dieser Ausführung beim Verdrehen der beiden Lagerschalen gegeneinander der Ring seine absolute Position nicht ändert. Damit ergibt sich bei Anordung des Magnetkreises in der Mitte des Verformungskörpers eine Verdoppelung der möglichen Winkelverdrehung beider Lagerschalen gegeneinander für einen Signalspitzendurchgang.In a further embodiment is the magnetic ring with the torsion element rotatably connected, so that in this execution when turning the two bearing shells against each other the ring his absolute position does not change. This results in the arrangement of the magnetic circuit in the middle of deformable body a doubling of the possible angular rotation Both cups against each other for a signal tip passage.

Die Signalspitze oder die maximale Flussdichte im magnetischen Joch wird bei einer maximalen Überdeckung von Magnetfläche und der zugehörigen überlagernden Übertragungsfläche des Magnetflusses am Lagerring erreicht.The signal peak or the maximum Flux density in the magnetic yoke becomes at a maximum coverage of magnetic surface and the associated superimposed transmission surface of the Magnetic flux reaches the bearing ring.

Beide Lagerringe sind mit je einem Feld von Flächensegmenten versehen, welche in Ihrer Ausbildung weitgehend den Magnetpolen der Magnetscheibe oder dem Magnetring oder den analog angeordneten Magnetsegmenten entspricht, wie aus 1 und 2 ersichtlich.Both bearing rings are each provided with a field of surface segments, which in their training largely the magnetic poles of the magnet disc or the magnetic ring or the magnet segments arranged analogously, as shown 1 and 2 seen.

Der Lagerring, der fest mit der Magnetscheibe verbunden ist, ist auf eine maximale Überdeckung voreingestellt. Der zweite Lagerring, auf dessen Feld die magnetische Flussübertragung des Magnetringes oder der Magnetscheibe analoge durch einen Luftspalt erfolgt, ist mit dem anderen Lagerring über ein elastisches Element entsprechend der Lagerfunktion drehbar gekoppelt. Eine relative Rotation beider Lagerschalen zueinander bewirkt eine sich verändernde Überlagerung von Magnet und Segmentflächen und dadurch eine sich verändernde Flussdichte. Eine maximale Flussdichte wird bei einer vollständigen Überdeckung von magnetsegmenten eines Poles erreicht, eine minimale Flussdichte bei minimaler Überdeckung. Daraus ergibt sich, dass eine effektive Funktion dann gegeben ist, wenn die Anzahl der Magnetpole der Anzahl der Flächensegmente auf jeder Lagerschale entspricht.The bearing ring, fixed with the magnetic disk is pre-set to maximum coverage. The second bearing ring, on whose field the magnetic flux transfer of the magnetic ring or the magnetic disc analogue through an air gap is done with the other bearing ring via an elastic element rotatably coupled according to the bearing function. A relative Rotation of both cups to each other causes a changing overlay of magnet and segment surfaces and thereby a changing flux density. A maximum flux density becomes at a complete coverage of magnet segments reaches a pole, a minimum flux density with minimum coverage. As a result, an effective function is given if the number of magnetic poles of the number of surface segments on each bearing shell equivalent.

Beide Lagerschalen bilden ein magnetisches Joch. Der Magnetfluss wird über einen Luftspalt oder durch direkten Kontakt in die segmentierten Rezeptorflächen aufgenommen und über die Lagerschalen zur gegenüberliegenden Stirnfläche des Lagers weitergeleitet. Die Lagerschalen müssen demnach aus magnetische Leitfähigem Material ausgebildet sein. Die Lagerschalen können auch geteilt sein, wie bei Wälzlagern heute, vor allem bei sogenannten Vierpunktlagern üblich.Both cups form a magnetic yoke. The magnetic flux is over an air gap or by direct contact in the segmented receptor surfaces taken and over the cups to the opposite face forwarded to the warehouse. The bearing shells must therefore be made of magnetic conductive Material be formed. The bearing shells can also be split, like for rolling bearings Today, especially at so-called four-point camps usual.

Bei geteilten Lagerschalten lässt sich der Jochspalt enger gestalten.With shared storage switching can be make the yoke gap narrower.

Der optimale Magnetfluss setzt indessen auch voraus, dass die Wälzkörper aus nichtmagnetisierbarem Material, vorzugsweise ceramischem Material ausgeführt sind. Das Sensorlager kann jedoch auch als Gleitlager ausgeführt sein.The optimal magnetic flux, however, also sets advance that the rolling elements off non-magnetisable material, preferably ceramic material accomplished are. However, the sensor bearing can also be designed as a sliding bearing.

Die magnetische Übertragungsfläche und die Magnetfläche selbst können sowohl axial als auch radial angeordnet sein, wie in 4 gezeigt.The magnetic transfer surface and the magnetic surface itself may be arranged both axially and radially, as in FIG 4 shown.

In einer weiteren Ausführung kann das elastische Element zur Momentabstützung direkt in das Lager eingebaut sein. Die Ausführung ist in 5 gezeigt. Der Magnetring wird dann zentral oder aussermittig angeordnet sein.In a further embodiment, the elastic element for moment support can be installed directly in the bearing. The execution is in 5 shown. The magnetic ring will then be arranged centrally or off-center.

Vorteilhaft ist die kombinierte Ausbildung von Abstützfeder, Wälzkörper und Käfig. In der gezeigten Ausführung sind die Wälzkörper zwischen die Windungen der schraubenförmigen Abstützfeder in einen gespritzten Kunststoffkäfig eingebettet.Advantageous is the combined training from support spring, Rolling elements and Cage. In the illustrated embodiment are the rolling elements between the turns of the helical supporting spring in a sprayed plastic cage embedded.

In einer weiteren Ausführung ist das in 5 beschriebene Sensorlager als Gleitlager ausgeführt. Die Lageraussenschale gleitet dann über die als Gleitkörper ausgebildete Schraubentorsionsfeder auf der Lagerinnenschale.In another embodiment, this is in 5 described sensor bearing designed as a plain bearing. The bearing outer shell then slides over the helical torsion spring designed as a sliding body on the bearing inner shell.

In einer weiteren Ausführung kann, wie in 6 gezeigt, der Ringmagnet in der Mitte des elastischen Elementes angeordnet mit diesem drehfest verbunden sein. Dadurch wird erreicht, dass beim Einleiten einer Kraft der Ringmagnet seine Position nicht ändert, die beiden Lagerschalen jedoch relative zum Ringmagnet eine gegengerichtete Drehbewegung ausführen.In a further embodiment, as in 6 shown, the ring magnet in the middle of the elastic member arranged to be rotatably connected thereto. This ensures that when initiating a force of the ring magnet does not change its position, the two bearing shells but relative to the ring magnet perform a counter-rotating movement.

Bei dieser Ausführung wird der magnetische Fluss in beide Lagerschalen über je einen Luftspalt geleitet. Bei dieser Ausführung wird für nicht gleichnamige Magnetpole eine möglichst gleich grosse und synchrone Überdeckung der sich überlagernden Flächen angestrebt.In this embodiment, the magnetic flux in both cups above each directed an air gap. This version will not work for you the same magnetic poles one possible equal and synchronous coverage the overlapping ones surfaces sought.

Dies hat den Vorteil, dass die Torsion bis zum Erreichen der höchsten Flussdichte doppelt so gross sein kann und dass die Stärke des Messignales ebenfalls wesentlich grösser ist, da eine variable Überlagerung der Flächen bei beiden Lagerschalen stattfindet. Der Magnetring kann bei einem nichtlinearen elastischen Element, z.B. bei einer progressiv gewickelten Abstützfeder auch aussermittig angeordnet sein. Vorteilhafter Weise wird man die kraftschlüssige Anbindung des Magnetrings an der Stelle des elastischen Verformungselementes vornehmen, an der die Umkehr der gegensinnigen Verdrehung der beiden angekoppelten Lagerschalen stattfindet und dessen Position durch die Torsion sich nicht oder nur unwesentlich ändert. Entscheidend ist die Ankoppelung an dieser Stelle der Verformungsumkehr. Die Ankoppelung kann auch mittelbar über eine Buchse oder dgl. mehr erfolgen, so dass der Magnetring nicht an dieser Stelle positioniert werden muss.This has the advantage that the torsion until reaching the highest Flux density can be twice as large and that the strength of the Messignales is also much larger, as a variable overlay the surfaces takes place at both cups. The magnetic ring can at a non-linear elastic element, e.g. in a progressively wound supporting spring also be arranged off-center. Advantageously, one becomes the non-positive Connection of the magnet ring at the location of the elastic deformation element at which the reversal of the opposing twisting of the two Coupled bearing shells takes place and its position the torsion does not change or only insignificantly changes. The decisive factor is the Coupling at this point of deformation reversal. The coupling can also be indirectly over a socket or the like. More done so that the magnetic ring is not on This position must be positioned.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Sensorlager mit einem in das Lager integrierten Klemmkörper- oder Sperrklinkenfreilauf kombiniert sein.In a further embodiment of the Invention, the sensor bearing with an integrated into the camp sprag or pawl freewheel combined.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das elastische Element in das Sensorlager integriert (5, 6). In der gezeigten Ausführung kommt ein zweireihiges Wälzlager mit dazwischen gespannter Torsionsschraubenfeder zum Einsatz. 1/5 Torsionsfeder und 5/5 Wälzkörper sind aus nichtmagnetischem Werkstoff. Die Torsionsfeder ist mit je einem Ende fest mit einer Lagerschale verbunden. Der Magnetring kann sich, wie in 5/7 dargestellt entweder an einem Ende des Lagers oder wie in 5/5 dargestellt in einer anderen, vorzugsweise einer Position der Richtungsumkehr des elasitschen Elementes befinden, wie in 6/5 dargestellt. Dann wird der Magnetring den magnetischen Fluss über zwei Luftspalte aus dieser relativ statischen Positon auf das magnetische Joch übertragen.In a further embodiment of the invention, the elastic element is integrated in the sensor bearing ( 5 . 6 ). In the embodiment shown, a double-row roller bearing with tensioned torsion coil spring is used. 1 / 5 Torsion spring and 5 / 5 Rolling elements are made of non-magnetic material. The torsion spring is firmly connected to one bearing shell with one end each. The magnetic ring can, as in 5 / 7 represented either at one end of the camp or as in 5 / 5 shown in another, preferably a position reversal of the elasitschen element, as in 6 / 5 shown. Then, the magnetic ring is transmitted to the magnetic flux via two air gaps from this relatively static position on the magnetic yoke.

Die Torsionschraubenfeder ist in den Wälzkörperkäfig eingebettet. Das das Torsionssensorlager nur im Masse der Verformung des elastischen Körpers geringe rotative Fege ausführt, sind die Wälzkörper zur Abstützung der Lagerschalen gegeneinander in den Käfig zwischen die Schraubenfederwindungen eingebettet (6/7 Wälzkörper und 5/7 Käfig).The torsion coil spring is embedded in the Wälzkörperkäfig. The torsion sensor bearing executes small rotational sweeps only in the mass of the deformation of the elastic body, the rolling elements for supporting the bearing shells against each other in the cage between the helical spring coils embedded ( 6 / 7 Rolling elements and 5 / 7 Cage).

Das Sensorelement ist wie beim Sensorlager ohne integrierte Feder an einer Stirnseite des Lagers angeordnet. Dabei ist es unerheblich, ob es ein einreihiges oder ein zweireihiges Lager ist.The sensor element is like the sensor bearing without integrated spring on an end face of the bearing arranged. It is irrelevant whether it is a single row or a double row bearing.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann der Magnetfluss noch verstärkt werden, indem der Sensorring (4/8) aus Material gefertigt ist, welches den Fluss leitet. Dadurch können die Feldlinien am Sensorelement verstärkt werden.In a further embodiment of the invention, the magnetic flux can be amplified by the sensor ring ( 4 / 8th ) is made of material that conducts the river. As a result, the field lines can be amplified on the sensor element.

Ein entsprechender Ring kann auf jeder der beiden oder beiden Lagerspalten angeordnet sein. Dieser Ring kann gleichzeitig als Dichtung ausgebildet sein. Es könnte beispielsweise eine Metalllabyrintdichtung zu diesem Zwecke eingesetzt werden.A corresponding ring can open be arranged each of the two or two storage columns. This Ring can be formed simultaneously as a seal. It could for example a metal labyrinth seal can be used for this purpose.

Beschreibung Abbildung 1

1: Torsionselement
2: Aussenrohr
3: Lageraussenschale
4: Lagerinnenschale
5: Magnetscheibe
6: Lagerkäfig
7: Wälzkörper
8: Sensor
9: Sensorring
10: Verzahnung

Description Figure 1

1: torsion
2: outer tube
3: Bearing outer shell
4: Bearing inner shell
5: magnetic disk
6: bearing cage
7: rolling elements
8th: sensor
9: sensor ring
10: gearing

Beschreibung Abbildung 4

1: Torsionselement
2: Aussenrohr
3: Lageraussenschale
4: Lagerinnenschale
5: Magnetscheibe
6: Lagerkäfig
7: Wälzkörper
8: Sensor

Description Figure 4

1: torsion
2: outer tube
3: Bearing outer shell
4: Bearing inner shell
5: magnetic disk
6: bearing cage
7: rolling elements
8th: sensor

Beschreibung Abbildung 5

Description Figure 5

Beschreibung Abbildung 6

Description Figure 6

Beschreibung Abbildung 7

1: Wälzkörper
2: Lagerschale
3: Lagerschale
4: Magnetscheibe
5: Sensor

Description Figure 7

1: rolling elements
2: bearing shell
3: bearing shell
4: magnetic disk
5: sensor

Claims

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic excitation and a sensor for magnetic flux measurement, characterized in that by a relative rotation of both bearing shells a variable surface coverage of the magnetic surface and bearing shell surface, the flux density in the bearing shells is increased or decreased accordingly.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that the bearing is designed as a single-row roller bearing.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that the bearing is designed as a multi-row roller bearing.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that the bearing is designed as a plain bearing.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that the bearing sealing ring made of magnetic material is designed for better forwarding of the river.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized gekenn records that the sensor ring is made of magnetic material for better forwarding of the flow.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that integrated in the bearing an elastic element is, which couples both bearings torsionally elastic.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that integrated in the bearing an elastic element is, which couples both bearings torsionally elastic and the magnetic ring or the magnet segments are attached to the elastic element.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that integrated into the bearing freewheel is, which an elastic coupling of both cups in only a direction of rotation allows.

Sensor bearing with two bearing rings and magnetic Excitation and a sensor for magnetic flux measurement according to claim 1, characterized in that integrated into the bearing freewheel which is an elastic coupling of both cups in both Direction of rotation allows.