DE202006007778U1

DE202006007778U1 - Rotor für einen induktiven Winkelsensor

Info

Publication number: DE202006007778U1
Application number: DE200620007778
Authority: DE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2016-05-17

Abstract

Rotor für einen induktiven Winkelsensor, mit einem Rotor-Grundkörper (12) und einer Rotor-Struktur (14), die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Grundkörper (12) aus einem Stahl-Werkstoff und die Rotor-Struktur (14) aus einem Nicht-Stahl-Werkstoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen induktiven Winkelsensor, mit einem Rotor-Grundkörper und einer Rotor-Struktur, die miteinander verbunden sind.
Der Rotor ist Teil eines induktiven Winkelsensors, bei dem dieser gegenüber einem Stator verdrehbar angeordnet ist. Dabei sind der Rotor und der Stator jeweils mit einer Rotor-Struktur sowie einer Stator-Leiterplatte versehen, wobei statorseitig über Induktion die Verdrehung des Rotors gegenüber dem Stator sensiert werden kann. Die Rotor-Struktur weist dabei verschlungen verlaufende Leiterbahnen auf. Die Rotor-Struktur ist mit dem Rotor-Grundkörper verbunden.
Als Material für die Rotor-Struktur haben sich vor dem Hintergrund einer guten Signalqualität vor allem Kupfer- und Aluminium-Werkstoffe bewährt. Für die Verbindung zwischen dem Rotor-Grundkörper und der Welle, die vorteilhafter weise als Presspassung oder Schweißverbindung ausgeführt wird, eignen sich als Material für den Rotor-Grundkörper vorwiegend Stahlwerkstoffe. Bei einer einstückigen Ausführung des Rotors ist somit immer ein Kompromiss hinsichtlich der Signalqualität oder der Wellenverbindung bei der Materialauswahl erforderlich.
Aus der DE 102 22 318 A1 ist ein Rotor für einen induktiven Winkelsensor bekannt, dessen Rotor-Grundkörper aus einer Kunststoffspritzgussmasse besteht. Nachteilig an einem solchen Rotor-Grundträger aus einem Kunststoffwerkstoff ist, dass der Fertigungsprozess durch das Umspritzen der Rotor-Struktur einen hohen technischen Aufwand hinsichtlich der erforderlichen Maschinen und auch des Prozesses erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass unter Erzielung einer gute Signalqualität sowie einer guten Verbindbarkeit mit der Welle der Fertigungsaufwand zur Herstellung des Rotors vermindert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass der Rotor-Grundkörper aus einem Stahl-Werkstoff und die Rotor-Struktur aus einem Nicht-Stahl-Werkstoff besteht. Durch eine derartige Hybrid-Bauweise des Rotors können die guten Sensoreigenschaften des Nicht-Stahl-Werkstoffs für die Rotor-Struktur mit den stabilen Eigenschaften des Stahlwerkstoffs für den Rotor-Grundkörper, insbesondere bei Pressverbindungen mit der Welle, in einem Bauteil verwirklicht werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor-Grundkörper eine erste Funktionsfläche und die Rotor-Struktur eine zweite Funktionsfläche aufweist, die im verbundenen Zustand miteinander in Berührung stehen. Durch diese Gestaltung des Rotor-Grundkörpers in der Art, dass seine erste Funktionsfläche mit der zweiten Funktionsfläche der Rotor-Struktur korrespondierend ausgeführt ist, kann die Anzahl der möglichen Verbindungstechniken zwischen den beiden Elementen variabel gehalten werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem Rotor-Grundkörper und der Rotor-Struktur irreversibel ausgeführt ist. Dadurch ist eine dauerhaft zuverlässige Anbindung der Rotor-Struktur am Rotor-Grundkörper und damit auch an der Welle gewährleistet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindung als Schweißverbindung, Lötverbindung, Klebeverbindung oder Rastverbindung ausführt ist. Durch diese Variabilität der Verbindungstechnik kann die Verbindung je nach zur Verfügung stehender Verbindungstechnologie ausgeführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor als Doppel-Rotor ausgeführt ist und der Rotor-Grundkörper zwei erste Funktionsflächen aufweist, wobei an jeder dieser ersten Funktionsflächen jeweils eine Rotor-Struktur mit jeweils einer zweiten Funktionsfläche verbunden ist, wobei die beiden Rotor-Strukturn parallel zueinander angeordnet sind. Durch die Ausgestaltung des Rotors als Doppelrotor ist es möglich, die Messgenauigkeit und Sensitivität des Rotors und die Sicherheit der Signalauswertung zu erhöhen.
Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 Eine räumliche Schnittdarstellung eines Rotors mit einem Rotor-Grundkörper und einer Rotor-Struktur;
2 eine räumliche Darstellung des Rotor-Grundkörpers;
3 eine räumliche Darstellung der Rotor-Struktur;
4 eine räumliche Schnittdarstellung eines Doppel-Rotors.
Die 1 bis 3 zeigen einen Rotor 10, der als Teil eines induktiven Winkelsensors für Kraftfahrzeuglenkungen eingesetzt werden kann. Der Rotor 10 besteht aus einem Rotor-Grundkörper 12 sowie einer Rotor-Struktur 14, die miteinander verbunden sind. Der Rotor-Grundkörper 12 weist dazu eine erste Funktionsfläche 16 auf, die mit einer zweiten Funktionsfläche 18 der Rotor-Struktur 14 irreversibel verbunden ist. Die Verbindung kann dabei durch Schweißen, Löten, Kleben oder als nicht lösbare Rastverbindung erfolgen.
Die Rotor-Struktur 14 besitzt eine im wesentlichen scheibenförmige Gestalt und ist um eine zentrale, nicht dargestellte Drehachse herum rotationssymmetrisch ausgeführt. Im äußeren Kranzbereich der Rotor-Struktur 14 weist diese verschiedene Leiterbahnstrukturen 22 auf, mit deren Hilfe im Zusammenspiel mit einem nicht dargestellten Stator des Winkelsensors Winkelstellungen auf induktivem Wege sensierbar sind.
Zur Verbindung des Rotors 10 mit einer nicht dargestellten drehbaren Welle, deren Drehstellung durch den Winkelsensor gemessen werden soll, besitzt der Rotor-Grundkörper 12 einen dritte Funktionsfläche 20, mit der er auf der Welle aufliegt und mit dieser durch eine Press-Verbindung verbindbar ist.
Der Rotor-Grundkörper 12 besteht aus einem Stahlwerkstoff, da hiermit eine Press-Verbindung mit der Welle besonders vorteilhaft umgesetzt werden kann. Die Rotor- Strukturn sind demgegenüber aus einem Aluminium-Werkstoff hergestellt, was die sensitiven Eigenschaften der Leiterbahnenstruktur positiv beeinflusst.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt. Hierbei ist der Rotor als Doppelrotor 24 ausgeführt. Er besteht aus einem Rotor-Grundkörper 26, der jeweils über zwei erste Funktionsfläche 28, 30 verfügt. Zudem besitzt er zwei Rotor-Strukturn 32, 34, die ihrerseits über entsprechende zweite Funktionsflächen 36, 38 verfügen, mit denen sie mit dem Rotor-Grundkörper 26 verbunden sind.

10: Rotor
12: Rotor-Grundkörper
14: Rotor-Struktur
16: erste Funktionsfläche
18: zweite Funktionsfläche
20: dritte Funktionsfläche
22: Leiterbahnstruktur
24: Doppelrotor
26: Rotor-Grundkörper
28: erste Funktionsfläche
30: erste Funktionsfläche
32: Leiterplatte
34: Leiterplatte
36: zweite Funktionsfläche 36
38: zweite Funktionsfläche 38

Claims

Rotor für einen induktiven Winkelsensor, mit einem Rotor-Grundkörper (12) und einer Rotor-Struktur (14), die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Grundkörper (12) aus einem Stahl-Werkstoff und die Rotor-Struktur (14) aus einem Nicht-Stahl-Werkstoff besteht.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Struktur (14) aus einem Aluminiumwerkstoff besteht.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Struktur (14) aus einem Kupferwerkstoff besteht.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Struktur (14) aus einem elektrisch leitenden Kunststoffwerkstoff besteht.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotor-Struktur (14) aus einem Leiterplattenwerkstoff mit elektrisch leitender Strukturierung besteht.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Grundkörper (12) eine erste Funktionsfläche (16) und die Rotor-Struktur (14) eine zweite Funktionsfläche (18) aufweist, die im verbundenen Zustand miteinander in Kontakt stehen.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Rotor-Grundkörper (12) und der Rotor-Struktur (14) irreversibel ausgeführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Schweißverbindung ausführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Lötverbindung ausführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Klebeverbindung ausführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Rastverbindung ausführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Nietverbindung ausführt ist.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor als Doppel-Rotor (24) ausgeführt ist und der Rotor-Grundkörper (26) zwei erste Funktionsflächen (28, 30) aufweist, wobei an jeder dieser ersten Funktionsflächen (28, 30) je weils eine Rotor-Struktur (32, 34) mit jeweils einer zweiten Funktionsfläche (36, 38) verbunden ist, wobei die beiden Rotor-Strukturn (32, 34) parallel zueinander angeordnet sind.
Rotor für einen induktiven Winkelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Grundkörper und/oder die Rotor-Struktur teilweise mit einem Kunststoffwerkstoff umspritzt sind.