DE19648942A1 - Magnetostriktive Drehmoment-Erfassungseinrichtung - Google Patents
Magnetostriktive Drehmoment-ErfassungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine magnetostriktive Drehmoment-Erfassungseinrichtung,
und im einzelnen eine Drehmoment-Erfassungseinrichtung
zur Erfassung von Änderungen in der
magnetischen Permeabilität eines beanspruchten Teiles.
Berührungsfreie (kontaktlose Drehmoment-Erfassungs
einrichtungen zur Erfassung eines an einer drehbaren
Welle herrschenden Drehmoments sind aus der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 5-118938 und aus dem japanischen
Gebrauchsmuster Nr. 4-47638 bekannt. Diese Erfassungs
einrichtungen umfassen ein magnetostriktives Material,
das ferromagnetische Eigenschaften aufweist und an der
drehbaren Welle angebracht ist. Eine magnetische
Anisotropie wird bei dem magnetostriktiven Material durch
Ausbildung einer Vielzahl von Vertiefungen erreicht, die
bezüglich der Achse der drehbaren Welle geneigt sind.
Eine Erregerspule und eine Erfassungsspule sind um die
drehbare Welle angeordnet. Herrscht an der Welle ein
Drehmoment und erzeugt die Erregerspule einen
magnetischen Fluß vom magnetostriktiven Material, dann
wird das Material beansprucht (gedehnt) und verursacht
eine Änderung des Flusses und der magnetischen
Permeabilität. Die Änderung des Flusses ändert die
induzierte elektromotorische Kraft in der
Erfassungsspule. Diese Änderung wird mittels der
Erfassungsspule erfaßt und zur Bestimmung des an der
Welle herrschenden Drehmoments verwendet. Das maschinelle
Anordnen der Vertiefungen im magnetostriktiven Material
auf der Welle ist jedoch schwierig und aufwendig, so daß
dadurch die Herstellungskosten vergrößert werden.
Eine Drehmoment-Erfassungseinrichtung, wie sie in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-77326 offenbart
ist, umfaßt einen magnetostriktiven Film, der aus einem
amorphen Material auf Eisenbasis besteht und weist eine
Vielzahl von geneigten Schlitzen auf, wobei der
magnetostriktive Film auf der äußeren Oberfläche der
drehbaren Welle befestigt oder mittels Elektroplattieren
aufgebracht ist. Am Außenumfang der Welle sind eine
Erregerspule und eine Erfassungsspule vorgesehen. Das
Drehmoment wird in gleicher Weise wie bei den vorstehend
beschriebenen Erfassungseinrichtungen erfaßt. Das An
haften des Films auf der Welle erfordert jedoch eine
genaue Ausbildung des Films in Abhängigkeit von der
äußeren Oberfläche der Welle, wobei dies sehr aufwendig
ist. Das Elektroplattieren des Films auf der Welle
erfordert die Anwendung von Masken auf der Oberfläche der
Welle. Dies vergrößert die Anzahl der Herstellungs
schritte und vergrößert damit in der Folge die Kosten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
magnetostriktive Drehmoment-Erfassungseinrichtung der
eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine
einfache Herstellung unter verminderten Herstellungs
kosten gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in den
Patentansprüchen 1, 12, 15 und 19 angegebenen Merkmalen
gelöst.
Dabei umfaßt zur Lösung der Aufgabe die bei einer
drehbaren Welle verwendete Drehmoment-Erfassungs
einrichtung zumindest ein Erfassungsteil, eine Erreger
spule und eine Erfassungsspule. Die drehbare Welle weist
eine Längsachse und zumindest eine ebene Oberfläche auf.
Der Erfassungsteil umfaßt ein magnetostriktives Material
und ist an der ebenen Oberfläche aufgebracht. Die
Erregerspule ist vorgesehen zur Bildung eines
magnetischen Flusses zum Erfassungsteil. Die Erfassungs
spule ist vorgesehen zur Erfassung der Größe des durch
den Erfassungsteil fließenden magnetischen Flusses.
In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung
einer Drehmoment-Erfassungseinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der in Fig. 1
gezeigten Linie 2-2,
Fig. 3 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung
einer Drehmoment-Erfassungseinrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der in Fig. 3
gezeigten Linie 4-4,
Fig. 5 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung
einer Drehmoment-Erfassungseinrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der in Fig. 5
gezeigten Linie 6-6.
Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und
2 ein erstes Ausführungsbeispiel der magnetostriktiven
Drehmoment-Erfassungseinrichtung beschrieben. Die
Drehmoment-Erfassungseinrichtung wird in einem Fahrzeug
mit Lenkhilfe (Servo-Lenkung) verwendet.
Eine Lenkwelle 11 umfaßt einen Erfassungsbereich 12, der
an einer bestimmten Stelle vorgesehen ist. Gemäß Fig. 2
weist der Erfassungsbereich 12 eine quadratische
Querschnittsfläche auf, deren Breite im wesentlichen
gleich dem Durchmesser der nachstehend vereinfacht als
Welle 11 bezeichneten Lenkwelle 11 entspricht. Der
Erfassungsbereich 12 weist daher vier ebene, seitliche
Oberflächen 13 auf, die sich parallel zur Achse der Welle
11 erstrecken.
Der Erfassungsbereich 12 ist mit einem Paar von
Vertiefungen 14 und 15 versehen, die in den Oberflächen
13 mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet
sind. Jede Vertiefung 14 und 15 erstreckt sich in
Umfangsrichtung der Welle 11. Ein Paar von länglichen
Erfassungsteilen 16 und 17, bestehend aus magneto
striktivem Material, ist an jeder Oberfläche 13
angebracht.
Die Erfassungsteile 16 und 17 erstrecken sich jeweils
über die Vertiefungen 14 und 15. Hierbei sind
Befestigungsbereiche 16a und 17a jeweils an den Enden der
Erfassungsteile 16 und 17 angeordnet. Eine Schraube 18
sichert die Befestigungsbereiche 16a und 17a an den
Oberflächen 13. Gemäß Fig. 1 sind die Erfassungsteile 16
und 17 mit einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Achse
der Welle 11 auf jeder Oberfläche 13 geneigt angeordnet.
Die zueinander gehörenden Erfassungsteile 16 und 17 sind
jeweils in umgekehrten Richtungen geneigt. Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Erfassungsteile
16 und 17 mit einem Winkel von 45 Grad und -45 Grad
bezüglich der Achse geneigt. Der mittlere Bereich jedes
Erfassungsteils 16 und 17, der von dem Bodenbereich jeder
Vertiefung 14 und 15 getrennt ist, wird in Abhängigkeit
von dem an der Welle 11 angreifenden Drehmoment leicht
gedehnt (beansprucht).
Die Erfassungsbereiche 16 und 17 bestehen aus einem
Material mit magnetostriktiven Eigenschaften, wie
Permalloy, einer Eisen-Nickel-Chrom-Legierung oder einer
Eisen-Nickel-Chrom-Titan-Legierung, wobei die Materialien
mittels einer Presse geformt werden. Desweiteren kann ein
magnetostriktives Material auf Eisen-Aluminium-Basis oder
ein amorphes magnetostriktives Material für die
Erfassungsteile 16 und 17 verwendet werden. Alternativ
kann ebenfalls ein magnetostriktiver Film zur Bildung der
Erfassungsteile 16 und 17 um einen Kern angeordnet
werden.
Werden die Erfassungsteile 16 und 17 gedehnt, dann ändern
sich die magnetischen Eigenschaften oder die
Permeabilität der Erfassungsteile 16 und 17. Wird daher
gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf der rechten Seite der
Welle in einer Richtung entsprechend dem Pfeil B ein
Drehmoment angelegt, dann tritt am Erfassungsteil 16 eine
Kraft in Richtung eines Zusammendrückens auf, so daß das
Erfassungsteil 16 beansprucht wird. In gleicher Weise
wird das Erfassungsteil 17 durch eine Kraft in
Dehnungsrichtung beansprucht. Tritt im Gegensatz dazu ein
Drehmoment an der rechten Seite der Welle 11 in einer
Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil B auf, dann erfährt
das Erfassungsteil 16 eine Dehnungskraft während das
Erfassungsteil 17 eine zusammendrückende Kraft
(Kompressionskraft) erfährt. Die magnetischen Eigen
schaften oder die Permeabilität der Erfassungsteile 16
und 17 werden in Abhängigkeit von der Stärke der
Dehnungskraft und der Kompressionskraft verändert. Bei
der vorliegenden Erfindung wird der Wert der
Permeabilität umso größer, je größer die Dehnungskraft
ist, und die Permeabilität wird umso kleiner, je größer
die Kompressionskraft ist.
Ein ringförmiges, feststehendes Element 21 ist um den
Erfassungsbereich 12 angeordnet. Ein Paar von ring
förmigen Trägern 24 und 25 ist auf beiden Seiten des
Elements 21 vorgesehen. Zwischen den Trägern 24 und 25
und der Welle 11 sind jeweils Lager 22 und 23 angeordnet.
Die Lager 22 und 23 stützen die Welle 11 und ermöglichen
der Welle 11 eine Drehung in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung. Die Lager 22 und 23 und die Träger 24
und 25 ermöglichen eine feststehende Anordnung des
Elements 21 um die Welle 11.
Das feststehende Element 21 umfaßt ein ringförmiges Joch
26, Erregerspulen 27 und 28, die als Primärspulen dienen,
und Erfassungsspulen 29 und 30, die als Sekundärspulen
dienen. Das Joch 26 weist gemäß Fig. 1 eine im
wesentlichen E-förmige Querschnittsfläche auf. Gemäß Fig.
2 ist zwischen der inneren Oberfläche des Jochs 26 und
den Befestigungsbereichen 16a und 17a der Erfassungsteile
16 und 17 ein Raum vorgesehen.
Ein Paar von Vertiefungen 26a und 26b (Ausnehmungen) ist
an der inneren Oberfläche des Jochs 26 angeordnet. Ein
Spulensatz einschließlich der Erregerspule 27 und der
Erfassungsspule 29 ist in der Vertiefung 26a angeordnet,
während ein anderer Spulensatz mit der Erregerspule 28
und der Erfassungsspule 30 in der Vertiefung 26b
angeordnet ist. Jede Erregerspule 27 und 28 ist um die
zugehörige Erfassungsspule 29 und 30 gewickelt. Der Satz
der Spulen 27 und 29 ist um das Erfassungsteil 16
angeordnet, und der Satz der Spulen 28 und 30 ist um das
Erfassungsteil 17 angeordnet.
Ein elektrischer Wechselstrom mit konstanter Amplitude
und Frequenz wird dem Eingangsanschluß jeder Erregerspule
27 und 28 zugeführt. Wird der Erregerspule 27 ein
Wechselstrom zugeführt, dann wird durch diesen
Wechselstrom ein magnetischer Kreis zwischen dem Joch 26,
dem Erfassungselement 16 und dem Joch 26 gebildet. Eine
elektromotorische Kraft wird in Abhängigkeit von dem
durch das Erfassungselement 16 gebildeten elektro
magnetischen Fluß induziert und ist am Ausgangsanschluß
der Erfassungsspule 29 verfügbar.
Wird der Erregerspule 28 ein Wechselstrom zugeführt, dann
entsteht zwischen dem Joch 26, dem Erfassungsteil 17 und
dem Joch 26 durch den Wechselstrom ein magnetischer
Kreis. In Abhängigkeit von dem durch das Erfassungsteil
17 gebildeten magnetischen Fluß wird eine elektro
motorische Kraft induziert und steht am Ausgangsanschluß
der Erfassungsspule 30 zur Verfügung.
Die beiden Erfassungsspulen 29 und 30 induzierte
elektromotorische Kraft ist proportional zur Be
anspruchung der Erfassungsteile 16 und 17, d. h. die
elektromotorische Kraft wird in Abhängigkeit von dem an
der Welle 11 angreifenden Drehmoment geändert.
Wird auf der rechten Seite der Welle 11 ein Drehmoment in
Richtung des Pfeils B gemäß Fig. 1 ausgeübt, dann
beansprucht eine Kompressionskraft das Erfassungsteil 16.
Die resultierende Beanspruchung ist umgekehrt pro
portional zum Wert des Drehmoments und wird mit sich
vergrößerndem Drehmoment kleiner. In entsprechender Weise
ist ebenfalls der Wert der durch die Erfassungsspule 29
induzierten elektromotorischen Kraft umgekehrt pro
portional zum Wert des Drehmoments und vermindert sich
mit einer Vergrößerung des Drehmoments. Ein Drehmoment in
der mittels des Pfeils B angegebenen Richtung bewirkt
eine Dehnungskraft zur Beanspruchung des Erfassungsteils
17. Die resultierende Beanspruchung ist proportional zum
Wert des Drehmoments. Somit ist ebenfalls der Wert der
durch die Erfassungsspule 30 induzierten elektro
motorischen Kraft proportional zum Wert des Drehmoments
und vergrößert sich mit einer Vergrößerung des
Drehmoments.
Wird andererseits an der rechten Seite der Welle 11 in
einer Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil B ein
Drehmoment ausgeübt, dann wird das Erfassungsteil 16
durch eine Dehnungskraft beansprucht. Die resultierende
Beanspruchung ist proportional zum Wert des Drehmoments.
Somit ist ebenfalls der Wert der durch die
Erfassungsspule 29 induzierten elektromotorischen Kraft
proportional zum Wert des Drehmoments und vergrößert sich
mit einer Vergrößerung des Drehmoments. Ein Drehmoment in
einer Richtung entgegengesetzt zum Pfeil B bewirkt eine
Kompressionskraft zur Beanspruchung des Erfassungsteils
17. Die resultierende Beanspruchung ist umgekehrt
proportional zum Wert des Drehmoments. Somit ist
ebenfalls der Wert der durch die Erfassungsspule 30
induzierten elektromotorischen Kraft umgekehrt pro
portional zum Wert des Drehmoments und vermindert sich
mit einer Vergrößerung des Drehmoments.
Die in den Erfassungsspulen 29 und 30 induzierte
elektromotorische Kraft wird einem konventionellen
Prozessor 31 zugeführt, der eine Differenzialschaltung
und eine Gleichrichtungsschaltung umfaßt. Der Prozessor
31 berechnet einen Wert des Drehmoments aus der
induzierten elektromotorischen Kraft der Erfassungsspulen
29 und 30 mittels eines Subtraktionsprozesses in der
Differenzialschaltung, worauf eine Gleichrichtung des
Stroms durch die Gleichrichtungsschaltung erfolgt. Der
Subtraktionsprozeß in der Differenzialschaltung gleicht
störendes Rauschen infolge von Temperaturänderungen oder
anderen Faktoren aus und ermöglicht eine Drehmoment
erfassung mit großer Genauigkeit.
Der grundsätzliche Aufbau des vorliegenden Ausführungs
beispiels ergibt die nachfolgenden Vorteile. Da die
Erfassungsteile 16 und 17 in ebener Form ausgeführt und
durch Pressen ausgebildet werden, ist die Herstellung der
Erfassungsteile 16 und 17 einfach und erlaubt eine
Massenproduktion. Im Ergebnis können die Kosten
vermindert werden.
Die Erfassungsteile 16 und 17 werden auf einfache Weise
mit jeder Oberfläche 13 des Erfassungsbereichs 12 mittels
Schrauben 18 befestigt. Daher ist die Ausbildung eines
magnetostriktiven Films auf der Oberfläche der Welle 11
durch Verfahren des thermischen Aufbringen oder des
Ausbildens von spiralförmigen Vertiefungen, die jeweils
gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind, unnötig.
Dies trägt ebenfalls zur Verminderung der Kosten bei.
Desweiteren vereinfachen die ebenen Oberflächen 13 des
Erfassungsbereichs 12 die Anordnung der Erfassungsteile
16 und 17. Dies vermindert entsprechende Fehler beim
Zusammenbauen der Drehmoment-Erfassungseinrichtung und
vermindert daher ebenfalls die Herstellungskosten.
Die Erfassungsteile 16 und 17 können nicht einfach
herabfallen, da sie mittels der Schrauben 18 befestigt
sind. Desweiteren ist die Anordnung der Erfassungsteile
16 und 17 jeweils mit einem Winkel von 45 Grad und -45
Grad bezüglich der Achse der Welle 11 vorteilhaft und
gewährleistet die Erfassung eines an der Welle 11
angreifenden Drehmoments in der Vorwärts- und Rückwärts
richtung (Drehrichtung vorwärts und rückwärts).
Bezüglich des vorstehend beschriebenen Ausführungs
beispiels der Drehmoment-Erfassungseinrichtung sind
weitere Abwandlungen denkbar, die nachstehend beschrieben
werden.
- (1) Anstelle der Verwendung der Schrauben 18 können die Erfassungsteile 16 und 17 am Erfassungsbereich 12 ebenfalls mit den Verfahren des Strahlschweißens unter Verwendung eines Lasers, eines Elektronenstrahls oder dergleichen befestigt werden. Weitere Verfahren wie Punktschweißen, Widerstandsschweißen, Wolfram-Inertgas-Schweißen (Tungsten Inert Gas Welding, TIG) und Metall- Inertgas-Schweißen (Metal Inert Gas Welding, MIG) können ebenfalls verwendet werden. Die Erfassungsteile 16 und 17 können am Erfassungsbereich 12 ebenfalls mit den Verfahren des Lötens (Hartlötens) oder Druckschweißens befestigt werden.
- (2) Gemäß Fig. 3 kann ein V-förmiges Erfassungsteil 41 an jeder Oberfläche 13 befestigt werden. In diesem Fall sind Befestigungsbereiche 41a, 41b und 41c vorgesehen, die in der Mitte des Erfassungsteils 41 und an beiden Enden angeordnet sind. Die Befestigungsbereiche 41a, 41b und 41c sind mit jeder Oberfläche 13 verschweißt. Im Erfassungsteil 41 sind Schenkel 41d und 41e entlang den mit einem Winkel von etwa 45 Grad bezüglich der Achse der Welle 11 geneigten Richtungen angeordnet und erstrecken sich zueinander mit ent gegengesetzten Richtungen. Die Erregerspulen 27 und 28 und die Erfassungsspulen 29 und 30 sind in Abhängigkeit von den Schenkeln 41d und 41e angeordnet. Auch mit dieser Abwandlung werden die vorteilhaften Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels erreicht. Da jedoch lediglich ein einziges Teil 41 an jeder Oberfläche 13 befestigt wird, kann die Anzahl der Zusammenbauschritte im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel weiter vermindert werden.
- (3) Die Erfassungsteile 16, 17 oder 41 können an einer Oberfläche 13, an zwei oder drei Oberflächen 13 zur Erfassung des Drehmoments vorgesehen sein. In diesem Falle kann die Oberfläche oder können die Oberflächen, an welchen keine Teile 16, 17 oder 41 befestigt sind, zur Messung weiterer Eigenschaften der Welle 11 verwendet werden.
- (4) Der Erfassungsbereich 12 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel kann eine polygonale, d. h. recht eckige oder hexagonale Querschnittsfläche aufweisen. Weist der Erfassungsbereich 12 eine rechteckige Quer schnittsfläche auf, dann können Überschneidungsbereiche jeder Seite gerade oder mit einer Rundung gemäß den Fig. 3 und 4 abgeschnitten werden.
- (5) Gemäß der Darstellung in den Fig. 5 und 6 kann der Erfassungsbereich 12 kompakt ausgeführt sein, so daß der Erfassungsbereich 12 und die Erfassungsteile 16 und 17 nicht aus der Oberfläche der Welle 11 hervorstehen. Dies vermeidet eine Überschneidung mit dem Erfassungs bereich 12 und den Erfassungsteilen 16 und 17, wenn Teile wie die Lager 22 und 23 auf der Welle 11 befestigt werden.
- (6) Die Erfassungsteile 16, 17 und 41 können in gekrümmter Weise weg von der Welle 11 angeordnet sein. Dabei können die Vertiefungen 14 und 15 weggelassen werden.
- (7) Die Erregerspulen 27 und 28 und die Erfassungsspulen 29 und 30 können anstelle einer konzentrischen Anordnung nebeneinander vorgesehen sein.
- (8) Die Träger 24 und 25 können in der Weise ausgebildet sein, daß sie einen einstückigen Zylinder bilden. In diesem Falle sind die Träger 24 und 25 derart geformt, so daß sie entlang einer Ebene mit der Achse der Welle 11 oder entlang einer Ebene in Normal-Richtung zur Welle 11 getrennt sind und miteinander im Rahmen des Zusammenbaus der Drehmoment-Erfassungseinrichtung ver bunden werden.
- (9) Die Drehmoment-Erfassungseinrichtung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann auch bei anderen Arten von drehbaren Wellen verwendet werden, wie beispielsweise bei der Welle eines Drehmoment schlüssels oder der Welle von verschiedenen Einrichtungen, bei denen das Drehmoment erfaßt werden soll.
- (10) Der geneigte Winkel der Erfassungsteile 16, 17 und 41 bezüglich der Achse der Welle 11 kann ebenfalls mit einem anderen Winkel als 45 Grad angeordnet werden. Die Erfassungsteile 16, 17 und 41 können ebenfalls parallel zur Achse der Welle 11 vorgesehen sein. Ein derartiger Aufbau ist dann vorteilhaft, wenn er zur Erfassung eines konstanten Drehmoments in einer einzigen Richtung verwendet wird, da ein derartiger Aufbau einfach zu erzielen ist, wobei jedoch die Richtung des Drehmoments nicht unterschieden werden kann.
- (11) In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das Joch 26 getrennt von jedem Erfassungsteil 16 und 17 vorgesehen sein.
Vorstehend wurde somit eine Einrichtung zur Erfassung
eines an einer drehbaren Welle einwirkenden Drehmoments
beschrieben. Die Einrichtung umfaßt ein Erfassungsteil
aus magnetostriktivem Material und entgegengesetzt
gerichteten Enden zur Befestigung des Erfassungsteils an
der drehbaren Welle. Eine Primärspule ist um die drehbare
Welle zur Zuführung eines magnetischen Flusses zum
Erfassungsteil angeordnet. Eine Sekundärspule ist um die
drehbare Welle zur Abgabe einer mittels des magnetischen
Flusses des Erfassungsteils induzierten elektro
motorischen Kraft vorgesehen. Die elektromotorische Kraft
wird zur Bestimmung des auf die Welle einwirkenden
Drehmoments gemessen.
Claims (19)
1. Einrichtung zur Erfassung eines Drehmoments, das auf
eine drehbare Welle (11) mit einer Längsachse und
zumindest einer ebenen Oberfläche (13) einwirkt,
gekennzeichnet durch
zumindest ein an der ebenen Oberfläche (13) angeordnetes Erfassungsteil (16, 17; 41) mit einem magnetostriktiven Material,
eine Erregerspule (27, 28) zur Bildung eines magnetischen Flusses zu dem Erfassungsteil (16, 17; 41), und
eine Erfassungsspule (29, 30) zur Erfassung der Größe des durch das Erfassungsteil (16, 17; 41) fließenden magnetischen Flusses.
gekennzeichnet durch
zumindest ein an der ebenen Oberfläche (13) angeordnetes Erfassungsteil (16, 17; 41) mit einem magnetostriktiven Material,
eine Erregerspule (27, 28) zur Bildung eines magnetischen Flusses zu dem Erfassungsteil (16, 17; 41), und
eine Erfassungsspule (29, 30) zur Erfassung der Größe des durch das Erfassungsteil (16, 17; 41) fließenden magnetischen Flusses.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) bezüglich der Achse
der drehbaren Welle (11) geneigt und an der ebenen
Oberfläche (13) befestigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, einschließlich
eines Paars von Erregerspulen (27, 28) und eines Paars
von Erfassungsspulen (29, 30), dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Paar von zueinander in entgegengesetzte
Richtungen geneigten Erfassungsteilen (16, 17; 41)
vorgesehen ist, wobei jedes Teil getrennt auf der ebenen
Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) befestigt und
wobei jedes Erfassungsteil (16, 17; 41) gegenüber einer
zugehörigen Erreger- und Erfassungsspule (27 bis 30)
angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Paar von Erfassungsteilen (16, 17; 41) im
wesentlichen einstückig in einer V-Form mit zwei
Schenkeln (16, 17; 41d, 41e) ausgebildet ist, die
bezüglich der Achse der drehbaren Welle (11) geneigt
sind, und wobei jeder der beiden Schenkel (16, 17; 41d,
41e) gegenüber einer zugehörigen Erreger- und
Erfassungsspule (27 bis 30) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) in
der Weise auf der ebenen Oberfläche (13) der drehbaren
Welle (11) angeordnet ist, daß ein mittlerer Bereich
(41b) des Erfassungsteils nicht mit der ebenen Oberfläche
(13) verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) eben ausgeführt ist
und die ebene Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11)
eine Vertiefung (14, 15) umfaßt, die mittels des ebenen
Erfassungsteils (16, 17; 41) überbrückt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) aus
einer widerstandsfähigen, ebenen Platte besteht.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (11) eine Vielzahl
von ebenen Oberflächen (13) um die Achse aufweist und
wobei eine Vielzahl von Erfassungsteilen (16, 17; 41) an
der ebenen Oberfläche (13) befestigt ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) aus
einem gepreßten Material besteht und aus Permailoy, einer
Eisen-Nickel-Chrom-Legierung oder einer Eisen-Nickel-Chrom-Titan-Legierung
bestehen kann.
10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) an
der ebenen Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11)
mittels Schrauben (18) befestigt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) auf
der ebenen Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) durch
Schweißen, Weichlöten oder Hartlöten befestigt ist.
12. Einrichtung zur Erfassung eines Drehmoments, daß auf
eine drehbare Welle (11) mit einer Längsachse einwirkt,
gekennzeichnet durch
zumindest ein aus einer widerstandsfähigen Platte gebildetes Erfassungsteil (16, 17; 41) mit einem magneto striktiven Material, wobei das Erfassungsteil (16, 17; 41) an einer Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) befestigt ist,
eine Erregerspule (27, 28) zur Bildung eines magnetischen Flusses zu dem Erfassungsteil (16, 17; 41), und
eine Erfassungsspule (29, 30) zur Erfassung der Größe des durch das Erfassungsteil (16, 17; 41) fließenden magnetischen Flusses.
gekennzeichnet durch
zumindest ein aus einer widerstandsfähigen Platte gebildetes Erfassungsteil (16, 17; 41) mit einem magneto striktiven Material, wobei das Erfassungsteil (16, 17; 41) an einer Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) befestigt ist,
eine Erregerspule (27, 28) zur Bildung eines magnetischen Flusses zu dem Erfassungsteil (16, 17; 41), und
eine Erfassungsspule (29, 30) zur Erfassung der Größe des durch das Erfassungsteil (16, 17; 41) fließenden magnetischen Flusses.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die drehbare Welle (11) eine Vertiefung (14, 15)
aufweist, die mittels des Erfassungsteils (16, 17; 41)
überbrückt wird.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17; 41) aus
einem gepreßten Material gebildet ist und aus Permalloy,
einer Eisen-Nickel-Chrom-Legierung oder einer Eisen-
Nickel-Chrom-Titan-Legierung bestehen kann.
15. Drehmoment-Übertragungswelle zur Verwendung mit einer
Drehmoment-Erfassungseinrichtung,
gekennzeichnet durch
einen Erfassungsbereich (12) mit zumindest einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (13), und
ein an der ebenen Oberfläche (13) angebrachtes Erfassungsteil (41), wobei das Erfassungsteil (41) zumindest teilweise aus einem magnetostriktiven Material besteht und in der Weise angeordnet ist, daß ein mittlerer Bereich (41b) des Erfassungsteils (41) nicht auf der ebenen Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) befestigt ist.
gekennzeichnet durch
einen Erfassungsbereich (12) mit zumindest einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (13), und
ein an der ebenen Oberfläche (13) angebrachtes Erfassungsteil (41), wobei das Erfassungsteil (41) zumindest teilweise aus einem magnetostriktiven Material besteht und in der Weise angeordnet ist, daß ein mittlerer Bereich (41b) des Erfassungsteils (41) nicht auf der ebenen Oberfläche (13) der drehbaren Welle (11) befestigt ist.
16. Drehmoment-Übertragungswelle nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsbereich (12)
eine im wesentlichen polygonale Querschnittsfläche und
eine Vielzahl von im wesentlichen ebenen Oberflächen
aufweist.
17. Drehmoment-Übertragungswelle nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsteil (16, 17;
41) eben ausgeführt ist und die ebene Oberfläche (13) der
drehbaren Welle (11) eine Vertiefung (14, 15) aufweist,
die mittels des ebenen Erfassungsteils (16, 17; 41)
überbrückt wird.
18. Drehmoment-Übertragungswelle nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (11) eine
Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ist.
19. Einrichtung zur Erfassung eines an einer drehbaren
Welle einwirkenden Drehmoments, gekennzeichnet durch
einen in der drehbaren Welle (11) vorgesehenen
Erfassungsbereich (12) mit vier ebenen Oberflächen (13),
wobei jede der ebenen Oberflächen (13) zumindest eine
darin ausgebildete Vertiefung (14, 15) aufweist,
zumindest ein Erfassungsteil (16, 17; 41), das an der ebenen Oberfläche (13) befestigt ist und sich über die Vertiefung (14, 15) erstreckt und bezüglich der Achse der drehbaren Welle (11) geneigt ist, und
ein in berührungsfreier Weise bezüglich der drehbaren Welle (11) angeordnetes, feststehendes Element (21), wobei das feststehende Element (21) eine Erreger spule (27, 28) und eine Erfassungsspule (29, 30) aufweist, die in Außenbereichen der drehbaren Welle (11) und gegenüber dem Erfassungsteil (16, 17; 41) angeordnet sind.
zumindest ein Erfassungsteil (16, 17; 41), das an der ebenen Oberfläche (13) befestigt ist und sich über die Vertiefung (14, 15) erstreckt und bezüglich der Achse der drehbaren Welle (11) geneigt ist, und
ein in berührungsfreier Weise bezüglich der drehbaren Welle (11) angeordnetes, feststehendes Element (21), wobei das feststehende Element (21) eine Erreger spule (27, 28) und eine Erfassungsspule (29, 30) aufweist, die in Außenbereichen der drehbaren Welle (11) und gegenüber dem Erfassungsteil (16, 17; 41) angeordnet sind.
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