EP3234962A1 - Geberanordnung für einen drehmoment- und /oder winkelsensor - Google Patents

Geberanordnung für einen drehmoment- und /oder winkelsensor

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EP3234962A1
EP3234962A1 EP15770841.3A EP15770841A EP3234962A1 EP 3234962 A1 EP3234962 A1 EP 3234962A1 EP 15770841 A EP15770841 A EP 15770841A EP 3234962 A1 EP3234962 A1 EP 3234962A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
intermediate element
magnetic ring
plastic
arrangement according
encoder arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15770841.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sedat SEN
Peter Knoll
Julian Sandholzer
Gernot ERNSTSON
Sebastian VINZENZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3234962A1 publication Critical patent/EP3234962A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
    • H01F7/021—Construction of PM
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0231—Magnetic circuits with PM for power or force generation
    • H01F7/0252—PM holding devices

Definitions

  • the invention relates to a transmitter arrangement for a torque and / or angle sensor, which has a tube-shaped magnetic ring which is fastened via an intermediate element to a carrier sleeve, wherein the intermediate element and the magnetic ring are connected to each other via joining surfaces directed against each other cohesively and the intermediate element at least in the area the joining surface is formed from a plastic.
  • the steering torque introduced by the driver into the steering shaft via the steering wheel is detected and an auxiliary torque derived therefrom is coupled into the steering.
  • the determination of the torque is carried out by the measurement of the relative angle of rotation between two coupled via a torsion bar sections of the steering shaft, i. the torque-dependent rotation.
  • the relative rotation angle can be detected by means of a magnetic rotation angle sensor, in which at one section of the steering shaft, a donor element of the type mentioned with a coaxial magnetic ring is mounted rotationally fixed, and at the other portion of the steering shaft, a magnetic field sensor arrangement which changes the magnetic field in a relative rotation of said magnet ring detected and passes as a control variable to the power control.
  • the total amount of the steering angle can be determined.
  • DE 10 2008 047 466 A1 discloses an encoder arrangement in the form of a magnet assembly.
  • an intermediate element between the support sleeve and the magnetic ring is arranged so that the magnetic ring mechanically coupled only with the intermediate element and decoupled from the support sleeve is.
  • connection in the injection molding process by inserting the magnetic ring in the injection mold is reliable, but technically complex and inflexible.
  • This procedure in the prior art is explained by the fact that the ferromagnetic, usually used for the magnetic ring Sintered material is relatively brittle and accordingly sensitive to mechanical stresses.
  • the additionally provided in the joining surface on the magnetic ring form-fitting elements - the aforementioned toothing or undercut geometries - are required due to the material properties of the sintered material with respect to the connection with the plastic intermediate element and mean an additional manufacturing cost for the magnetic ring.
  • the invention proposes that the magnetic ring is formed as a plastic-bonded magnet from a filled with magnetic particles plastic material, which is materially connected to the plastic of the intermediate element.
  • the magnetic ring of a donor element consists of a composite material in which ferromagnetic magnetic powder - preferably hard ferrite or rare earth magnet powder - are embedded in a plastic matrix.
  • the magnetic properties are determined by the magnetizable material and the degree of filling, which indicates the proportion by weight of the magnetic powder in relation to the plastic material of the plastic matrix.
  • the fact that the magnetic particles are bonded adhesively and cohesively in the plastic matrix results in advantageous properties of the magnetic ring, namely a higher mechanical and thermal stability and breaking strength. This circumstance is used as described in the prior art for positive and non-positive fixation of the magnetic ring.
  • the present invention makes it possible for the first time to considerably simplify the hitherto complex attachment of the magnetic ring to the intermediate element by replacing, instead of a positive or non-positive Connection a durable cohesive connection between the oppositely directed, ie adjacent mating surfaces of magnetic ring and intermediate element is generated.
  • the particular advantage of the invention is based on the fact that solid cohesive connections can only be realized sufficiently durable if both joining partners - here the magnetic ring and the intermediate element - at least in the region of their joining surfaces have materials which are compatible for a cohesive connection, ie. are as well suited.
  • this can be realized in that the plastic matrix of the magnet ring and the plastic, of which the intermediate element consists, are selected from plastic materials which, in terms of the parameters which define the strength of a material connection, such as material-specific adhesion behavior, surface finish etc .. ., are compatible with each other.
  • the plastic matrix, in which the magnetic material is embedded, with the plastic from which the intermediate element is made matched accordingly.
  • the magnetic ring and the intermediate element can be provided individually and are joined together materially only during assembly of the support sleeve. This allows a lower production cost and greater flexibility than in the known in the art donor assemblies.
  • thermoplastic polymers can be adapted in terms of their mechanical, thermal and chemical material properties to a wide variety of requirements and can be by means of thermal
  • both the intermediate element, and the magnetic ring can be inexpensively manufactured as injection molded parts with little effort.
  • the plastic matrix of the magnetic ring is taken into account that a sufficiently high degree of filling with magnetic particles and processing by means of established thermal plastic processing methods such as injection molding, hot forming and the like is possible.
  • the plastic material of the intermediate element preferably has a similar or identical polymer matrix as the magnetic ring. This ensures that by means of thermal joining techniques a particularly secure cohesive connection can be made, with a homogeneous material structure passing through the joint, that is, in which of the plastic in the Joint has identical material properties as within the joining partner.
  • a cohesive connection by means of bonding is thus also particularly safe and durable realized that the adhesive used can be optimally adapted to the one commonly used for magnetic ring and intermediate element plastic material, or the compatible and thus similar plastic materials. As a result, a firm and secure adhesion to the joining surfaces of magnetic ring and intermediate element is equally guaranteed.
  • thermoplastic polymers for example, polyamides (PA), polypropylenes (PP),
  • Polyphenylene sulfide (PPS) or other thermoplastics are used.
  • the intermediate element and / or the magnetic ring is formed as an injection molded part.
  • the production in plastic injection molding can be carried out efficiently with the required properties.
  • the magnetic ring may alternatively be formed as a pressed part, wherein a higher degree of filling with magnetic particles can be realized.
  • the plastic material from which the magnetic ring is made filled with magnetic particles high, preferably with a degree of filling between 80% and 97% based on the mass.
  • the range of 84% - 94% is particularly suitable, in a pressed part up to 97%.
  • the intermediate element and the magnetic ring are welded, preferably ultrasonically welded.
  • the plastic material is locally thermally melted in the region of both joining surfaces and brought into contact with each other, so that upon solidification of the melt, a homogeneous continuous material structure is formed.
  • Reibsch bulk compiler here generally synonymous referred to as Ultraschallversch spaung, particularly well suited.
  • oscillations are coupled into the joint via a welding punch, during ultrasonic welding via a so-called sonotrode, the joining surfaces being locally melted by the resulting internal molecular and boundary surface friction and connected to one another.
  • sonotrode so-called sonotrode
  • Welding material reservoirs are formed. These are also referred to as welding preparations and can be formed by ribs or projections which are formed on the respective joining surface of the joining partner or partners. When matching the joining surfaces come Welding preparations first in contact with each other, melt and fill the joint gap cohesively. As a result, the quality of the weld within relatively large
  • An alternative design of the cohesive connection provides that the intermediate element and the magnetic ring are glued together.
  • the bonding takes place by means of an adhesive which optimally adheres to the plastic material of both the magnet ring and the intermediate element.
  • this can be achieved by using compatible plastics which have identical or at least very similar adhesive properties with respect to a material-bonded connection by means of the adhesive.
  • the adhesive can be applied to one or both joining surfaces, which are then brought into contact. The assembly of the magnet ring and the intermediate element together with the carrier sleeve can be done efficiently in this way.
  • the magnetic ring is connected on a substantially axial end face with an axial end face of the intermediate element.
  • an annular or annular segment-shaped joining surface may be formed on one end side of the substantially tube-section-shaped magnet ring, which corresponds with a corresponding joining surface on the intermediate element.
  • form-fitting elements can be arranged on the magnetic ring and / or the intermediate element in the region of the joining surfaces.
  • the interlocking elements may, for example, having mutually corresponding projections and depressions, which engage in the joining of the joining surfaces.
  • positioning pins it is conceivable to insert positioning pins by means of corresponding openings or recesses in the magnetic ring and in the intermediate element in a form-fitting manner. As a result, an optimal relative positioning can be ensured during assembly of the magnet ring on the intermediate element. After mounting the cohesive connection, the positioning pins can be removed again, or remain in the component.
  • the carrier sleeve may be formed in the form of a tube section and have a radially outwardly projecting fastening element in one end region.
  • the fastener may be formed in a flange, with an outwardly continuously encircling collar or flange, or a plurality of radially outwardly from the pipe section protruding projections or
  • the flange or the flange segments may be connected to the intermediate element, for example via a cohesive and / or positive connection.
  • the fastening element may be arranged at the front end or at a distance from the end.
  • the fastening element can be arranged axially positively between mutually facing end faces of magnetic ring and intermediate element.
  • inventive compound of magnetic ring and intermediate element one-piece component formed. Is used in the area of the joining plane in the magnetic ring and / or in the
  • Intermediate member provided an axially open recess which receives a fastener of the support sleeve, this is held axially positive fit after joining according to the invention between end faces of magnetic ring and intermediate element.
  • the intermediate element is arranged axially between mutually facing end faces of magnetic ring and fastening element.
  • the intermediate element may be formed as a continuous ring or a plurality of segmentally arranged
  • the end face of the magnetic ring according to the invention is firmly bonded, and on the opposite axial end side or the fastening elements of the support sleeve is attached.
  • the fastening element may have at least one axial opening, which is at least partially penetrated by an intermediate element.
  • a method for producing a sensor arrangement according to the invention comprises the following steps:
  • the material connection according to the invention provides for a relatively low production cost and a simple and secure mounting of the support sleeve.
  • FIG. 1 shows a sensor arrangement according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the encoder arrangement according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows an exploded view of the encoder arrangement according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a longitudinal section as in FIG. 2 through the elements of the encoder arrangement prior to assembly
  • FIG. 5 shows a detail view of the sectional view from FIG. 2,
  • Figure 6 is a partial longitudinal section through a second embodiment of a
  • Figure 7 is a partial longitudinal section through a third embodiment of a
  • FIG. 8 shows a partial longitudinal section through a fourth embodiment of a sensor arrangement according to the invention
  • Figure 10 is a partial longitudinal section through a sixth embodiment of a
  • an encoder arrangement 1 according to the invention is shown in a perspective view obliquely to the longitudinal axis A. This is formed by a magnetic ring 2 and a carrier sleeve 3, which is attached to the magnetic ring 2 via a substantially annular intermediate element 4.
  • the intermediate element 4 has an annular basic shape and has a joining surface 42 on its axial end face 41 directed against the magnet ring 2.
  • the intermediate element 4 is made of plastic, preferably as an injection molded part of a first thermoplastic material.
  • the magnetic ring 2 has the basic shape of a cylindrical pipe section with a against the
  • the magnetic ring 1 is designed as a plastic-bonded magnet, from a highly filled with magnetic powder
  • the plastic material is preferably also a thermoplastic material in whose plastic matrix the ferromagnetic magnetic particles of the magnetic powder are embedded.
  • the plastic material, from which the intermediate element 4 is formed, and the plastic material, which forms the plastic matrix of the magnetic ring 2 are compatible with each other with respect to a cohesive connection, in this case preferably a thermal weld.
  • the first and second plastic material are formed from an identical polymer - for example, polyamide (PA), polypropylene (PP), polyphenylsulfide (PPS) or others - or at least from similar, compatible polymer materials, which allow a cohesive connection in the melt thermal weldability, or are compatible with respect to their surface properties in terms of a cohesive connection by means of an introduced between the joining surfaces 22 and 42 adhesive.
  • the support sleeve 3 has a cylindrical-tubular body made of metal, preferably made of steel, which is arranged with a radial clearance coaxially within the magnet ring 2 and at its the
  • the circumferential flange 31 which forms a fastening element of the support sleeve 3.
  • the one axial end face 32 of the flange 31 is directed axially against the intermediate element 4, the other axial end face 33 against the magnetic ring 2.
  • the flange 31 may have interlocking elements 34, which are formed in the illustrated example as radial recesses in the outer periphery.
  • the magnetic ring 2, the intermediate element 4 and the carrier sleeve 3 are provided and moved from the pre-assembly position shown in Figures 3 and 4 in the axial direction against each other, wherein the flange 31 of the support sleeve 3 is positioned axially between magnet ring 2 and intermediate element 4 as shown in FIG.
  • the intermediate element 4 has an axial recess 43 radially inside the joining face 42, in which the flange 31 of the carrier sleeve 3 is received as shown.
  • a material connection of the intermediate element 4 with the magnetic ring 2 at the joining surfaces 22 and 42 a one-piece composite component is formed, wherein the flange 31 of the support sleeve 3 is axially positively held in the now axially covered recess 43.
  • no fabric or positive connection is made between the carrier sleeve 3 and the magnetic ring 2, so that the transmission of mechanical stresses, for example due to different thermal expansion, is excluded from the metallic carrier sleeve 3 on the magnetic ring 2.
  • the cohesive connection between the axially abutting joining surfaces 22 and 42 can be produced by a thermal welding process, preferably by friction or
  • the magnetic ring 2 is axially supported, while a welding punch 5, preferably a sonotrode 5 of an ultrasonic welding apparatus, axially from the outside, i. is pressed axially against the intermediate element 4 from the free end face in the region of the joining surface 42, as indicated in Figure 5 by the arrow.
  • a welding punch 5 preferably a sonotrode 5 of an ultrasonic welding apparatus
  • Joining surface 22 is pressed against the magnetic ring 2 and coupled vibration energy, whereby the joining surfaces 22 and 42 are heated and partially melted.
  • the joining surface 22 of the magnetic ring 2 has an axially projecting projection 23 which is formed in the illustrated embodiment as a circumferential rib with a cross-sectional cross-section.
  • the molten plastic or at least doughy plastic is distributed in the joint gap between the joining surfaces 22 and 42, wherein in the interface region to a diffusion or mixing of the plastic materials of magnetic ring 2 and carrier sleeve 4.
  • a positive locking element 44 may also be formed in the form of an axially projecting, annular circumferential rib. This can engage in a corresponding recess 24 in the joining surface 22. As a result, the intermediate element 4 can be easily positioned relative to the magnetic ring 2.
  • a liquid or pasty adhesive between the joining surfaces 22 and 42 are introduced, which is optimally adapted to the plastic materials of the magnetic ring 2 and the intermediate element 4 with respect to a material connection.
  • Figure 6 shows a detailed view of another embodiment in which an intermediate element 4 'is annular and is arranged between the end face 21 of the magnetic ring 2 and the rear end face 33 of the flange 31.
  • an intermediate element 4 ' is annular and is arranged between the end face 21 of the magnetic ring 2 and the rear end face 33 of the flange 31.
  • the end face 41 with the end face 21 in the region of not shown here separately joining surfaces which is analogous to the aforementioned
  • Embodiment may be formed, materially connected. With the axial
  • the flange 31 and the intermediate element 4 ' have aligned axial apertures or openings 35 and 46 which are aligned with a recess 25 in the end face 21 of the magnetic ring 2.
  • a positioning pin 6 can be inserted into the recess 25 through the apertures 35 and 46 in order to position the components 2, 3 and 4 ' exactly relative to one another during assembly. After assembly, the positioning pin 6 can be pulled out again in the axial direction, which is indicated by the double arrow.
  • Figure 6 shows Figure 8, wherein the intermediate member 4 on the end face 41 additionally comprises a positive locking element 44 which corresponds positively to a recess 24 in the magnetic ring 2.
  • FIG. 9 illustrates a further embodiment, which is very similar to the embodiment according to FIG. However, the positive connection is made by a
  • the frequency of the laser beam 71 must be selected and matched to the material of the carrier sleeve 3, that the laser beam 71 penetrates the carrier sleeve 3.
  • a weld 72 with the end face 41 of the intermediate element 4 ' is also possible, by appropriate choice of the material of the support sleeve, to provide a weld 73 between the end face 45 of the intermediate element and the end face 33 of the flange 31 of the support sleeve 3.
  • FIG. 10 illustrates a further embodiment, which is very similar to the embodiment according to FIG.
  • the positive connection as in the embodiment according to FIG. 9, is effected by laser welding by means of the laser 7.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geberanordnung (1) für einen Drehmoment- und /oder Winkelsensor, die einen rohrabschnittförmigen Magnetring (2) aufweist, der über ein Zwischenelement (4, 4´) an einer Trägerhülse (3) befestigt ist, wobei das Zwischenelement (4) und der Magnetring (2) über gegeneinander gerichtete Fügeflächen (22, 42) stoffschlüssig miteinander verbunden sind und das Zwischenelement (4, 4´) zumindest im Bereich der Fügefläche (42) aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Um eine Geberanordnung (1) anzugeben, die sich bei einer hohen Zuverlässigkeit einfacher fertigen und montieren lässt, schlägt die Erfindung vor, dass der Magnetring (2) als kunststoffgebundener Magnet ausgebildet ist aus einem mit magnetischen Partikeln gefüllten Kunststoffmaterial, welches stoffschlüssig mit dem Kunststoff des Zwischenelements (4, 4´) verbunden ist.

Description

Geberanordnung für einen Drehmoment- und /oder Winkelsensor Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Geberanordnung für einen Drehmoment- und/oder Winkelsensor, die einen rohrabschnittförmigen Magnetring aufweist, der über ein Zwischenelement an einer Trägerhülse befestigt ist, wobei das Zwischenelement und der Magnetring über gegeneinander gerichtete Fügeflächen stoffschlüssig miteinander verbunden sind und das Zwischenelement zumindest im Bereich der Fügefläche aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
In hilfskraftunterstützten Lenkungen von Kraftfahrzeugen wird das vom Fahrer über das Lenkrad in die Lenkwelle eingeleitete Lenk-Drehmoment erfasst und ein daraus abgeleitetes Hilfsmoment in die Lenkung eingekoppelt. Die Bestimmung des Drehmoments erfolgt durch die Messung des relativen Drehwinkels zwischen zwei über einen Drehstab gekoppelten Abschnitten der Lenkwelle, d.h . der drehmomentabhängigen Verdrehung. Der relative Drehwinkel kann mittels eines magnetischen Drehwinkelsensors erfasst werden, bei dem an dem einen Abschnitt der Lenkwelle ein Geberelement der eingangs genannten Art mit einem koaxialen Magnetring drehfest angebracht ist, und an dem anderen Abschnitt der Lenkwelle eine Magnetfeldsensoranordnung, welche Änderungen des Magnetfelds bei einer Relativverdrehung des besagten Magnetrings erfasst und als Steuergröße an die Hilfskraftregelung weitergibt. Darüber hinaus kann durch eine Auswertung der Änderungen des Magnetfelds des Magnetrings relativ zur feststehenden Fahrzeugkarosserie der Gesamtbetrag des Lenkwinkels bestimmt werden.
Im Stand der Technik ist aus der DE 10 2008 047 466 AI eine Geberanordnung in Form einer Magnetbaugruppe bekannt. Die Befestigung auf einer Lenkwelle erfolgt mittels einer rohrabschnittförmigen Trägerhülse, welche drehfest koaxial zum ebenfalls rohrabschnittförmigen Magnetring angeordnet ist. Um zu vermeiden, dass beispielsweise bei Temperaturwechseln von der üblicherweise aus Metall bestehenden Trägerhülse mechanische Spannungen auf den Magnetring ausgeübt werden, wird hierbei ein Zwischenelement zwischen der Trägerhülse und dem Magnetring angeordnet, so dass der Magnetring lediglich mit dem Zwischenelement mechanisch gekoppelt und von der Trägerhülse entkoppelt ist. Dabei wird vorgeschlagen, den Magnetring mit dem aus Kunststoff gefertigten Zwischenelement im Spritzgießverfahren zu vergießen, so dass der Magnetring mit dem Kunststoff des Zwischenelements über Verzahnungs- bzw. Hinterschnittgeometrien form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
Die Verbindung im Spritzgießverfahren durch Einlegen des Magnetrings in die Spritzgießform ist zwar zuverlässig, doch fertigungstechnisch aufwendig und unflexibel. Dieses Vorgehen im Stand der Technik erklärt sich daraus, dass das üblicherweise für den Magnetring verwendete ferromagnetische Sintermaterial relativ spröde und entsprechend empfindlich gegenüber mechanischen Spannungen ist. Die zusätzlich in der Fügefläche am Magnetring vorgesehenen Formschlusselemente - die vorgenannten Verzahnungs- bzw. Hinterschnittgeometrien - sind aufgrund der Materialeigenschaften des Sintermaterials bezüglich der Verbindung mit dem Kunststoff-Zwischenelement erforderlich und bedeuten einen zusätzlichen Fertigungsaufwand für den Magnetring .
Aus der EP 1 123 794 Bl ist es bekannt, den Magnetring als kunststoffgebundenen Magneten auszubilden, in Form eines mit Magnetpulver hochgefüllten Kunststoffteils. Die dadurch gewonnene höhere mechanische Belastbarkeit des Magneten soll für eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit einem Zwischenelement genutzt werden, welches in bekannter Weise mit der Trägerhülse verbunden ist. Wie bereits bei der vorgenannten DE 10 2008 047 466 AI müssen ebenfalls Formschlusselemente realisiert werden, wodurch ein entsprechend hoher Fertigungs- und Montageaufwand entsteht.
Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten magnetischen Geberanordnungen sind die zur Realisierung erforderlichen aufwendigen Fertigungs- bzw. Montageverfahren.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geberanordnung anzugeben, die sich bei einer hohen Zuverlässigkeit einfacher fertigen und montieren lässt.
Darstellung der Erfindung
Zur Lösung der vorgenannten Problematik wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Magnetring als kunststoffgebundener Magnet ausgebildet ist aus einem mit magnetischen Partikeln gefüllten Kunststoffmaterial, welches stoffschlüssig mit dem Kunststoff des Zwischenelements verbunden ist.
Der Magnetring eines erfindungsgemäßen Geberelements besteht aus einem Verbundwerkstoff, bei dem ferromagnetisches Magnetpulver - bevorzugt Hartferrit- oder Seltenerdmagnetpulver - in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind . Die magnetischen Eigenschaften werden durch das magnetisierbare Material und den Füllgrad bestimmt, welches den Gewichtsanteil des Magnetpulvers im Verhältnis zum Kunststoffmaterial der Kunststoffmatrix angibt. Dadurch, dass die Magnetpartikel adhäsiv und kohäsiv in der Kunststoffmatrix gebunden sind, ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften des Magnetrings, nämlich eine höhere mechanische und thermische Stabilität und Bruchfestigkeit. Dieser Umstand wird wie beschrieben im Stand der Technik zur form- und kraftschlüssigen Fixierung des Magnetrings genutzt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es erstmals, die bisher aufwendige Anbringung des Magnetrings an dem Zwischenelement erheblich zu vereinfachen, indem anstelle einer form- bzw. kraftschlüssigen Verbindung eine haltbare stoffschlüssige Verbindung zwischen den gegeneinander gerichteten, d.h. aneinander anliegenden Fügeflächen von Magnetring und Zwischenelement erzeugt wird. Im
Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem zur Einhaltung der vorgegebenen Sicherheitsstandards bei der Befestigung des Magnetrings an der Trägerhülse aufwendige kombinierte Fügetechniken erforderlich sind, wird erfindungsgemäß eine besonders sichere, dauerhaft feste und zuverlässige Verbindung durch Stoffschluss ermöglicht.
Der besondere Vorteil der Erfindung basiert darauf, dass feste stoffschlüssige Verbindungen nur dann hinreichend haltbar realisiert werden können, wenn beide Fügepartner - hier der Magnetring und das Zwischenelement - zumindest im Bereich ihrer Fügeflächen Materialien aufweisen, welche für eine stoffschlüssige Verbindung kompatibel, d .h . möglichst gut geeignet sind. Bei der Erfindung kann dies dadurch realisiert werden, dass die Kunststoff matrix des Magnetrings und der Kunststoff, aus dem das Zwischenelement besteht, aus Kunststoffmaterialien ausgewählt werden, welche hinsichtlich der Parameter, welche die Festigkeit einer stoffschlüssigen Verbindung definieren, wie beispielweise materialspezifisches Adhäsionsverhalten, Oberflächenbeschaffenheit etc., zueinander kompatibel sind. Konkret wird zur Realisierung der Erfindung die Kunststoffmatrix, in die das magnetische Material eingebettet ist, mit dem Kunststoff, aus dem das Zwischenelement gefertigt ist, entsprechend abgestimmt.
Im Hinblick auf eine rationelle Herstellung einer erfindungsgemäßen Geberanordnung ist es vorteilhaft, dass der Magnetring und das Zwischenelement einzeln bereitgestellt werden können und erst bei der Montage der Trägerhülse stoffschlüssig zusammengefügt werden . Dies ermöglicht einen geringeren Herstellungsaufwand und eine größere Flexibilität als bei den im Stand der Technik bekannten Geberanordnungen.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der Kunststoff des
Zwischenelements und das Kunststoffmaterial des Magnetrings bezüglich einer stoffschlüssigen Verbindung kompatible thermoplastische Polymere sind . Thermoplastische Polymere können hinsichtlich ihrer mechanischen, thermischen und chemischen Materialeigenschaften an die unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden und lassen sich mittels thermischer
Fertigungsverfahren gut verarbeiten, beispielsweise im Kunststoff-Spritzguss. Auf diese Weise können sowohl das Zwischenelement, als auch der Magnetring mit geringem Aufwand kostengünstig als Spritzgussteile hergestellt werden . Bei der Kunststoff matrix des Magnetrings wird berücksichtigt, dass ein hinreichend hoher Füllgrad mit magnetischen Partikeln und eine Verarbeitung mittels etablierter thermischer Kunststoffverarbeitungs-Verfahren wie Spritzgießen, Warmumformen und dergleichen möglich ist. Das Kunststoffmaterial des Zwischenelements weist bevorzugt eine ähnliche oder identische Polymermatrix wie der Magnetring auf. Dadurch wird erreicht, dass mittels thermischer Fügetechniken eine besonders sichere stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden kann, mit einer homogen über die Fügestelle durchgehenden Materialstruktur, d.h. bei welcher der Kunststoffs in der Fügestelle identische Materialeigenschaften hat wie innerhalb der Fügepartner. Eine stoffschlüssige Verbindung mittels Verklebung ist dadurch ebenfalls besonders sicher und haltbar realisierbar, dass der verwendete Klebstoff optimal auf das eine gemeinsam für Magnetring und Zwischenelement verwendete Kunststoffmaterial, oder die kompatiblen und somit ähnlichen Kunststoffmaterialien angepasst werden kann . Dadurch ist eine feste und sichere Haftung an den Fügeoberflächen von Magnetring und Zwischenelement gleichermaßen gewährleistet.
Als thermoplastische Polymere können beispielweise Polyamide (PA), Polypropylene (PP),
Polyphenylensulfide (PPS) oder andere thermoplastische Kunststoffe eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise ist das Zwischenelement und / oder der Magnetring als Spritzgussteil ausgebildet. Die Fertigung im Kunststoff-Spritzguss kann mit den geforderten Eigenschaften rationell erfolgen . Der Magnetring kann alternativ als Pressteil ausgebildet sein, wobei ein höherer Füllgrad mit magnetischen Partikeln realisierbar ist.
Bevorzugt ist das Kunststoffmaterial, aus dem der Magnetring gefertigt ist, mit magnetischen Partikeln hoch gefüllt, vorzugsweise mit einem Füllgrad zwischen 80% und 97% bezogen auf die Masse. Für eine Fertigung im Spritzguss ist der Bereich von 84% - 94% besonders geeignet, in einem Pressteil bis zu 97%.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das Zwischenelement und der Magnetring verschweißt, bevorzugt ultraschallverschweißt. Bei der Verschweißung wird das Kunststoffmaterial im Bereich beider Fügeflächen thermisch lokal aufgeschmolzen und miteinander in Kontakt gebracht, so dass beim Erstarren der Schmelze ein homogen durchgehendes Materialgefüge entsteht. Zur stoffschlüssigen Verbindung von Kunststoffteilen sind Reibschweißverfahren, hier allgemein gleichbedeutend als Ultraschallverschweißung bezeichnet, besonders gut geeignet. Dabei werden über einen Schweißstempel, beim Ultraschallschweißen über eine sogenannte Sonotrode, Schwingungen in die Fügestelle eingekoppelt, wobei sich die Fügeflächen durch die entstehende innere Molekular- und Grenzflächenreibung lokal aufschmelzen und miteinander verbunden werden . Nach dem Erstarren bilden der Magnetring und das Zwischenelement zusammen ein einstückiges Bauelement, welches durch die Stoff- bzw. hier materialschlüssige Verbindung der beteiligten Kunststoffe nicht mehr zerstörungsfrei aufgetrennt werden kann. Alternativ zur Ultraschallverschweißung kann auch eine Schweißung mittels Laserstrahl eingesetzt werden.
Zur Verbesserung der Ultraschallverschweißung ist es weiterhin vorteilhaft, dass an dem
Zwischenelement und/oder an dem Magnetring relativ zur Fügefläche vorstehende
Schweißmaterialreservoirs ausgebildet sind . Diese werden auch als Schweißvorbereitungen bezeichnet und können durch Rippen oder Vorsprünge gebildet werden, die auf der jeweiligen Fügeoberfläche des oder der Fügepartner ausgebildet sind . Beim Zusammenbringen der Fügeoberflächen kommen die Schweißvorbereitungen zuerst miteinander in Kontakt, schmelzen auf und füllen den Fügespalt stoffschlüssig aus. Dadurch wird die Qualität der Verschweißung innerhalb relativ großer
Maßtoleranzen gewährleistet.
Eine alternative Gestaltung der stoffschlüssigen Verbindung sieht vor, dass das Zwischenelement und der Magnetring miteinander verklebt sind . Die Verklebung erfolgt mittels eines Klebstoffs, der möglichst optimal am Kunststoffmaterial sowohl des Magnetrings als auch des Zwischenelements haftet. Bei der Erfindung ist kann dies dadurch erreicht werden, dass kompatible Kunststoffe eingesetzt werden, welche identische oder zumindest sehr ähnliche Hafteigenschaften bezüglich einer stoffschlüssigen Verbindung mittels des Klebstoffs aufweisen. In an sich bekannter Weise kann der Klebstoff auf eine oder beide Fügeflächen aufgetragen werden, die anschließend in Kontakt gebracht werden. Die Montage des Magnetrings und des Zwischenelements zusammen mit der Trägerhülse kann auf diese Weise effizient erfolgen.
Vorzugsweise ist der Magnetring auf einer im Wesentlichen axialen Stirnfläche mit einer axialen Stirnfläche des Zwischenelements verbunden. Dabei kann auf einer Stirnseite des im Wesentlichen rohrabschnittförmigen Magnetrings eine kreisringförmige oder kreisringsegmentförmige Fügefläche ausgebildet sein, die mit einer entsprechenden Fügefläche am Zwischenelement korrespondiert.
Zur relativen Ausrichtung oder Fixierung können im Bereich der Fügeflächen Formschlusselemente an dem Magnetring und/oder dem Zwischenelement angeordnet sein. Die Formschlusselemente können beispielsweise miteinander korrespondierende Vorsprünge und Vertiefungen aufweisen, die beim Zusammenfügen der Fügeflächen ineinander greifen . Alternativ ist es denkbar, Positionierstifte durch korrespondierende Öffnungen oder Ausnehmungen im Magnetring und im Zwischenelement formschlüssig einzusetzen. Dadurch kann eine optimale relative Positionierung während der Montage des Magnetrings am Zwischenelement sichergestellt werden . Nach der Montage der stoffschlüssigen Verbindung können die Positionierstifte wieder entfernt werden, oder im Bauteil verbleiben .
Die Trägerhülse kann rohrabschnittförmig ausgebildet sein und in einem Endbereich ein radial nach außen vorstehendes Befestigungselement aufweisen. Das Befestigungselement kann flanschartig ausgebildet sein, mit einem außen durchgehend umlaufenden Bund oder Flanschring, oder einer Mehrzahl von radial nach außen von dem Rohrabschnitt vorstehenden Vorsprüngen oder
Flanschsegmenten . Der Flanschring oder die Flanschsegmente können mit dem Zwischenelement verbunden sein, beispielsweise über eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung . Das Befestigungselement kann am stirnseitigen Ende oder mit Abstand zum Ende angeordnet sein .
Zur axialen Fixierung kann das Befestigungselement axial formschlüssig zwischen gegeneinander gerichteten Stirnseiten von Magnetring und Zwischenelement angeordnet sein. Wie oben bereits beschrieben, wird durch die erfindungsgemäße Verbindung von Magnetring und Zwischenelement ein einstückiges Bauteil gebildet. Wird im Bereich der Fügeebene im Magnetring und/oder im
Zwischenelement eine axial offene Ausnehmung vorgesehen, die ein Befestigungselement der Trägerhülse aufnimmt, ist diese nach dem erfindungsgemäßen Fügen zwischen Stirnseiten von Magnetring und Zwischenelement axial formschlüssig gehalten. In radialer Richtung kann Spiel vorhanden sein, so dass eine thermische Ausdehnung der typischerweise aus Metall, bevorzugt aus Stahl bestehenden Trägerhülse keine Spannungen auf den Magnetring überträgt.
Alternativ kann das Zwischenelement axial zwischen gegeneinander gerichteten Stirnseiten von Magnetring und Befestigungselement angeordnet ist. Hierzu kann das Zwischenelement als durchgehender Ring ausgebildet sein oder eine Mehrzahl von segmentartig angeordneten
Zwischenelementen aufweisen, wobei auf der einen axialen Stirnseite des Rings oder der
Zwischenelemente die Stirnseite des Magnetrings erfindungsgemäß stoffschlüssig befestigt ist, und auf der gegenüberliegenden axialen Stirnseite das oder die Befestigungselemente der Trägerhülse befestigt ist. Vorzugsweise kann das Befestigungselement zumindest eine axiale Durchbrechung aufweisen, die zumindest teilweise von einem Zwischenelement durchsetzt wird . Dadurch kann eine formschlüssige Verbindung realisiert werden, welche eine sichere Verbindung zwischen dem aus Kunststoff bestehenden Zwischenelement und der metallischen Trägerhülse sicherstellt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Geberanordnung umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines kunststoffgebundenen Magnetrings,
- Stoffschlüssiges Verbinden des Magnetrings mit einem Zwischenelement aus
Kunststoff,
- Befestigen des Zwischenelements an einer Trägerhülse.
Dabei kann wie oben beschrieben das stoffschlüssige Verbinden des Magnetrings mit dem
Zwischenelement erfolgen, bevor die Trägerhülse am Zwischenelement angebracht wird - oder - die Trägerhülse wird beim stoffschlüssigen Verbinden zwischen dem Magnetring und dem
Zwischenelement formschlüssig eingeschlossen oder umgriffen.
In jedem der vorgenannten Fälle sorgt die erfindungsgemäße stoffschlüssige Verbindung für einen relativ geringen Fertigungsaufwand und eine einfache und dabei sichere Montage der Trägerhülse.
Beschreibung der Zeichnungen
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen :
Figur 1 eine erfindungsgemäße Geberanordnung in perspektivischer Ansicht, Figur 2 einen Längsschnitt durch die Geberanordnung gemäß Figur 1,
Figur 3 eine Explosionsdarstellung der Geberanordnung gemäß Figur 1,
Figur 4 einen Längsschnitt wie in Figur 2 durch die Elemente der Geberanordnung vor der Montage,
Figur 5 eine Detailansicht der Schnittdarstellung aus Figur 2,
Figur 6 einen teilweisen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Geberanordnung,
Figur 7 einen teilweisen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Geberanordnung,
Figur 8 einen teilweisen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Geberanordnung,
Figur 9 einen teilweisen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Geberanordnung,
Figur 10 einen teilweisen Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Geberanordnung .
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäße Geberanordnung 1 in einer perspektivischen Ansicht schräg zur Längsachse A dargestellt. Diese wird gebildet durch einen Magnetring 2 und eine Trägerhülse 3, die an dem Magnetring 2 über ein im Wesentlichen ringförmiges Zwischenelement 4 angebracht ist.
Das Zwischenelement 4 hat eine ringförmige Grundform und weist auf seiner gegen den Magnetring 2 gerichteten axialen Stirnseite 41 eine Fügefläche 42 auf. Das Zwischenelement 4 ist aus Kunststoff ausgebildet, bevorzugt als Spritzgussteil aus einem ersten thermoplastischen Kunststoff.
Der Magnetring 2 hat die Grundform eines zylindrischen Rohrabschnitts mit einer gegen das
Zwischenelement 4 gerichteten axialen Stirnseite 21, auf der eine Fügefläche 22 ausgebildet ist, welche mit der Fügefläche 42 des Zwischenelements 4 korrespondiert. Der Magnetring 1 ist als kunststoffgebundener Magnet ausgebildet, aus einem mit Magnetpulver hoch gefüllten
Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial ist bevorzugt ebenfalls ein thermoplastischer Kunststoff, in dessen Kunststoffmatrix die ferromagnetischen Magnetpartikel des Magnetpulvers eingebettet sind.
Erfindungsgemäß sind das Kunststoffmaterial, aus dem das Zwischenelement 4 gebildet wird, und das Kunststoffmaterial, welches die Kunststoffmatrix des Magnetrings 2 bildet, kompatibel zueinander bezüglich einer stoffschlüssigen Verbindung, hier bevorzugt einer thermischen Verschweißung . Es ist denkbar, dass das erste und zweite Kunststoffmaterial gebildet werden aus einem identischen Polymer - beispielsweise Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polyphenylsulfid (PPS) oder andere - oder zumindest aus ähnlichen, kompatiblen Polymermaterialien, die eine stoffschlüssige Verbindung in der Schmelze ermöglichen zur thermischen Verschweißbarkeit, beziehungsweise kompatibel sind bezüglich ihrer Oberflächeneigenschaften hinsichtlich einer stoffschlüssigen Verbindung mittels eines zwischen die Fügeflächen 22 und 42 eingebrachten Klebstoffs.
Die Trägerhülse 3 hat einen zylindrisch-rohrförmigen Grundkörper aus Metall, bevorzugt aus Stahl, der mit radialem Spiel koaxial innerhalb des Magnetrings 2 angeordnet wird und an seinem dem
Zwischenelement 4 zugewandten Ende einen radial nach außen vorstehenden, ringförmig
umlaufenden Flansch 31 aufweist, welcher ein Befestigungselement der Trägerhülse 3 bildet. Die eine axiale Stirnseite 32 des Flansches 31 ist axial gegen das Zwischenelement 4 gerichtet, die andere axiale Stirnseite 33 gegen den Magnetring 2. Der Flansch 31 kann Formschlusselemente 34 aufweisen, die im dargestellten Beispiel als radiale Ausnehmungen im Außenumfang ausgebildet sind .
Zur Fertigung einer Geberanordnung 1 werden der Magnetring 2, das Zwischenelement 4 und die Trägerhülse 3 bereitgestellt und aus der in Figur 3 und 4 dargestellten Vormontageposition in axialer Richtung gegeneinander bewegt, wobei der Flansch 31 der Trägerhülse 3 axial zwischen Magnetring 2 und Zwischenelement 4 positioniert wird, wie in Figur 2 gezeigt.
Aus der vergrößerten Darstellung in Figur 5 ist erkennbar dass das Zwischenelement 4 radial innerhalb der Fügefläche 42 eine axiale Ausnehmung 43 aufweist, in welcher der Flansch 31 der Trägerhülse 3 wie dargestellt aufgenommen wird . Durch eine stoffschlüssige Verbindung des Zwischenelements 4 mit dem Magnetring 2 an den Fügeflächen 22 und 42 wird ein einstückiges Verbundbauteil gebildet, wobei der Flansch 31 der Trägerhülse 3 in der nunmehr axial abgedeckten Ausnehmung 43 axial formschlüssig gehalten wird. Dabei wird zwischen der Trägerhülse 3 und dem Magnetring 2 keine Stoff- oder formschlüssige Verbindung hergestellt, so dass die Übertragung von mechanischen Spannungen, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung, von der metallischen Trägerhülse 3 auf den Magnetring 2 ausgeschlossen wird .
Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den axial gegeneinander anliegenden Fügeflächen 22 und 42 kann durch ein thermisches Schweißverfahren hergestellt werden, bevorzugt durch Reib- bzw.
Ultraschallschweißen . Hierzu wird der Magnetring 2 axial abgestützt, während ein Schweißstempel 5, bevorzugt eine Sonotrode 5 eines Ultraschall-Schweißgeräts, axial von außen, d.h. von der freien Stirnseite im Bereich der Fügefläche 42 axial gegen das Zwischenelement 4 angedrückt wird, wie in Figur 5 mit dem Pfeil angedeutet. Dabei wird die Fügefläche 42 gegen die korrespondierende
Fügefläche 22 am Magnetring 2 angepresst und Schwingungsenergie eingekoppelt, wodurch die Fügeflächen 22 und 42 aufgeheizt und teilweise aufgeschmolzen werden. Die Fügefläche 22 des Magnetrings 2 weist einen axial vorstehenden Vorsprung 23 auf, der in der dargestellten Ausführung als umlaufende Rippe mit schneidenförmigem Querschnitt ausgebildet ist. Dadurch wird ein Schweißmaterialreservoir bereitgestellt, welches bereits zu Beginn der
Verschweißung, wenn zuerst der Vorsprung 23 mit der Fügefläche 42 in Kontakt kommt,
aufgeschmolzen wird . Der schmelzflüssige oder zumindest teigige Kunststoff verteilt sich im Fügespalt zwischen den Fügeflächen 22 und 42, wobei es im Grenzflächenbereich zu einer Diffusion oder Vermischung der Kunststoffmaterialien von Magnetring 2 und Trägerhülse 4 kommt.
Im Bereich der Fügefläche 42 kann ebenfalls ein Formschlusselement 44 in Form einer axial vorstehenden, ringförmig umlaufenden Rippe ausgebildet sein. Diese kann in eine korrespondierende Vertiefung 24 in der Fügefläche 22 eingreifen. Dadurch kann das Zwischenelement 4 leicht relativ zum Magnetring 2 positioniert werden .
Nach dem Ende der Ultraschall-Anregung erstarrt der Kunststoff im Fügebereich, so dass eine stoffschlüssige Verbindung ensteht und aus dem Zwischenelement 4 und dem Magnetring 2 ein einstückiges Verbundbauteil aus Kunststoff gebildet wird. In der dabei durch die Ausnehmung 43 und die Stirnseite 21 begrenzten radialen Ausnehmung wird der Flansch 31 bezüglich der axialen Richtung formschlüssig fixiert.
Alternativ kann ein flüssiger oder pastöser Klebstoff zwischen die Fügeflächen 22 und 42 eingebracht werden, der im Hinblick auf eine stoffschlüssige Verbindung optimal an die Kunststoffmaterialen des Magnetrings 2 und des Zwischenelements 4 angepasst ist.
Figur 6 zeigt eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der ein Zwischenelement 4' ringförmig ausgebildet ist und zwischen der Stirnseite 21 des Magnetrings 2 und der rückseitigen Stirnseite 33 des Flansches 31 angeordnet ist. Dabei ist die Stirnseite 41 mit der Stirnseite 21 im Bereich von hier nicht separat eingezeichneten Fügeflächen, die analog zu der vorgenannten
Ausführungsform ausgebildet sein können, stoffschlüssig verbunden. Mit der axial
gegenüberliegenden Stirnseite 45 ist das Zwischenelement 4 mit der Stirnseite 33 der Trägerhülse 3 fest verbunden .
In der Ausführung gemäß Figur 7 weisen der Flansch 31 und das Zwischenelement 4' fluchtende axiale Durchbrechungen bzw. Öffnungen 35 und 46 auf, welche mit einer Ausnehmung 25 in der Stirnseite 21 des Magnetrings 2 fluchten. In die Ausnehmung 25 kann durch die Durchbrechungen 35 und 46 hindurch ein Positionierstift 6 eingesetzt werden, um die Bauteile 2, 3 und 4' bei der Montage exakt relativ zueinander zu positionieren . Nach der Montage kann der Positionierstift 6 in axialer Richtung wieder herausgezogen werden, was mit dem Doppelpfeil angedeutet ist. Eine ähnliche Ausführungsform wie Figur 6 zeigt Figur 8, wobei das Zwischenelement 4 auf der Stirnseite 41 zusätzlich ein Formschlusselement 44 aufweist, welches mit einer Vertiefung 24 in dem Magnetring 2 formschlüssig korrespondiert.
In Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, die der Ausführungsform entsprechend der Figur 6 sehr ähnlich ist. Allerdings erfolgt die formschlüssige Verbindung durch eine
Laserverschweißungs mittels des Lasers 7. Dabei muss die Frequenz des Laserstrahls 71 so gewählt und auf das Material der Trägerhülse 3 abgestimmt sein, dass der Laserstrahl 71 die Trägerhülse 3 durchdringt. Zumindest an der Stirnseite 21 des Magnetrings 2 erfolgt eine Verschweißung 72 mit der Stirnseite 41 des Zwischenelements 4' . Es ist jedoch auch möglich, durch entsprechende Wahl des Materials der Trägerhülse, eine Verschweißung 73 zwischen der Stirnseite 45 des Zwischenelements und der Stirnseite 33 des Flanschs 31 der Trägerhülse 3 vorzusehen.
In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, die der Ausführungsform entsprechend der Figur 6 sehr ähnlich ist. Allerdings erfolgt die formschlüssige Verbindung, wie bereits in der Ausführungsform entsprechend der Figur 9, durch eine Laserverschweißungs mittels des Lasers 7. Dabei muss kann darauf verzichtet werden, die Frequenz des Laserstrahls 71 so zu wählen, dass der Laserstrahl 71 das Material der Trägerhülse 3 durchdringt. Zumindest an der Stirnseite 21 des Magnetrings 2 erfolgt eine Verschweißung 72 mit der Stirnseite 41 des Zwischenelements 4' . Es ist jedoch auch möglich, durch entsprechende Wahl des Materials der Trägerhülse, eine Verschweißung 73 zwischen der Stirnseite 45 des Zwischenelements und der Stirnseite 33 des Flanschs 31 der Trägerhülse 3 vorzusehen. Weitere Verschweißungen 74 und 75 können je nach Zugänglichkeit ebenfalls vorgesehen sein.
Soweit anwendbar können die Merkmale der einzelnen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen .
Bezugszeichenliste
1 Geberanordnung
2 Magnetring
21 Stirnseite
22 Fügefläche
23 Vorsprung
24 Vertiefung
25 Ausnehmung
3 Trägerhülse
31 Flansch
32 Stirnseite
33 Stirnseite
34 Formschlusselement
35 Durchbrechung
4, 4 ' Zwischenelement
41 Stirnseite
42 Fügefläche
43 Ausnehmung
44 Formschlusselement
45 Stirnseite
46 Durchbrechung
5 Schweißstempel (Sonotrode)
6 Positionierstift
7 Laser
71 Laserstrahl
72, 73 , 74, 75 Laserverschweißung

Claims

Patentansprüche
1. Geberanordnung (1) für einen Drehmoment- und /oder Winkelsensor, die einen
rohrabschnittförmigen Magnetring (2) aufweist, der über ein Zwischenelement (4, 4') an einer Trägerhülse (3) befestigt ist, wobei das Zwischenelement (4) und der Magnetring (2) über gegeneinander gerichtete Fügeflächen (22, 42) stoffschlüssig miteinander verbunden sind und das Zwischenelement (4, 4') zumindest im Bereich der Fügefläche (42) aus einem Kunststoff ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Magnetring (2) als kunststoffgebundener Magnet ausgebildet ist aus einem mit magnetischen Partikeln gefüllten Kunststoffmaterial, welches stoffschlüssig mit dem
Kunststoff des Zwischenelements (4, 4') verbunden ist.
2. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des
Zwischenelements (4, 4') und das Kunststoffmaterial des Magnetrings (2) bezüglich einer stoffschlüssigen Verbindung kompatible thermoplastische Polymere sind .
3. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (4, 4') und/oder der Magnetring (2) als Spritzgussteil ausgebildet ist.
4. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetring (2) als Pressteil ausgebildet ist.
5. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial des Magnetrings (2) mit magnetischen Partikeln hoch gefüllt ist, mit einem Füllgrad zwischen 80% und 97% bezogen auf die Masse.
6. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (4, 4') und der Magnetring (2) verschweißt, bevorzugt Ultraschall- oder laserverschweißt sind .
7. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (4, 4') und der Magnetring (2) miteinander verklebt sind .
8. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetring (2) auf einer im Wesentlichen axialen Stirnfläche (21) mit einer axialen Stirnfläche (41) des Zwischenelements (4, 4') verbunden ist.
9. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhülse (3)
rohrabschnittförmig ausgebildet ist und in einem Endbereich ein radial nach außen vorstehendes Befestigungselement (31) aufweist.
10. Geberanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Befestigungselement (31) axial formschlüssig zwischen gegeneinander gerichteten Stirnseiten (21, 41) von Magnetring (2) und Zwischenelement (4, 4') angeordnet ist.
11. Geberanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (4, 4') axial zwischen gegeneinander gerichteten Stirnseiten (21, 41) von Magnetring (2) und Befestigungselement (31) angeordnet ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Geberanordnung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bereitstellen eines kunststoffgebundenen Magnetrings (2),
- Stoffschlüssiges Verbinden des Magnetrings (2) mit einem Zwischenelement (4, 4') aus Kunststoff,
- Befestigen des Zwischenelements (4, 4') an einer Trägerhülse (3).
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