EP4172568A1 - Sensorvorrichtung zum erfassen eines drehens einer welle um eine drehachse - Google Patents

Sensorvorrichtung zum erfassen eines drehens einer welle um eine drehachse

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Publication number
EP4172568A1
EP4172568A1 EP21735245.9A EP21735245A EP4172568A1 EP 4172568 A1 EP4172568 A1 EP 4172568A1 EP 21735245 A EP21735245 A EP 21735245A EP 4172568 A1 EP4172568 A1 EP 4172568A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
rotation
axis
wall
sensor device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21735245.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sageesh Pachakkil
Ekkehart Fröhlich
Dirk Rachui
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.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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 Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP4172568A1 publication Critical patent/EP4172568A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20—Detecting rotary movement

Definitions

  • the invention relates to a sensor device for detecting a rotation of a shaft about an axis of rotation.
  • the sensor device comprises a housing in which at least one magnetic field sensor is arranged.
  • the at least one magnetic field sensor is designed to detect a change in a magnetic field generated by a magnetic device of the sensor device associated with the rotation of the shaft about the axis of rotation.
  • a shielding device which is designed to shield the at least one magnetic field sensor from the surroundings of the sensor device, is arranged on the housing. The shielding device can be removed from the housing.
  • Such a sensor device is described, for example, in WO 2019/016124 A1.
  • two magnetic field sensors are arranged on a circuit board, which is housed in an electronics module housing.
  • the electronics module housing comprises a housing lower part and a housing cover.
  • the electronics module housing can be made of a plastic which is filled with iron-containing and / or nickel-containing particles.
  • an outer housing shell which has a magnetically shielding effect, is slipped over the housing cover, which is fixed to the lower housing part.
  • the housing shell is made from a plastic filled with iron-containing and / or nickel-containing particles.
  • the housing shell which is used as a magnetic shielding device
  • a housing part which is formed by the housing cover and the housing lower part.
  • This is particularly difficult to ensure when the sensor device is exposed to vibrations or oscillations during operation, as can occur, for example, when the sensor device is arranged on a steering shaft of a motor vehicle. Due to such vibrations, audible and / or noticeable relative movements of the housing shell relative to the housing part can also occur.
  • the object of the present invention is therefore to create a sensor device of the type mentioned at the outset, in which the arrangement of the shielding device on the housing is particularly reliable.
  • the at least one magnetic field sensor is designed to detect a change in a magnetic field associated with the rotation of the shaft about the axis of rotation.
  • the magnetic field is generated here by a magnetic device of the sensor device.
  • the sensor device further comprises a shielding device arranged on the housing for shielding the at least one magnetic field sensor from the surroundings of the sensor device, the shielding device being removable from the housing.
  • the shielding device is held on the housing by means of a latching connection.
  • the shielding device is held on the housing in a very process-safe or reproducible and reliable manner. Furthermore, the shielding device can easily be detached from the housing by releasing the latching connection.
  • the shielding device advantageously ensures that the at least one magnetic field sensor of the sensor device is disturbed as little as possible by external magnetic fields which can originate from magnets located in the vicinity of the sensor device.
  • external magnetic fields can be generated by electric motors, loudspeakers or the like arranged in the vicinity of the sensor device.
  • arranging the shielding device on the housing of the sensor device is particularly advantageous.
  • the fixing of the shielding device designed for shielding external magnetic fields on the housing via the latching connection is advantageously accompanied by a simple and quick installation of the shielding device on the housing and a corresponding dismantling. Furthermore, because the shielding device can be removed from the housing, an advantageous, modular design of the sensor device is achieved.
  • the shielding device preferably has at least one spring element which rests on the housing when the shielding device is held on the housing by means of the latching connection. Since the at least one spring element applies a spring force to the housing or the shielding device is supported on the housing by means of the at least one spring element, rattling of the shielding device can be avoided in a very simple and effective manner when the shielding device is held on the housing. Accordingly, audible and / or noticeable impairments associated with such a rattling are also avoided.
  • the at least one spring element accordingly ensures in particular that the shielding device is held on the housing in a vibration-free manner. This is also particularly important when the sensor device is used in a motor vehicle, since vibrations are introduced into the sensor device when the motor vehicle is driving. Accordingly, it makes sense to prevent movements of the shielding device relative to the housing caused by such vibrations as far as possible.
  • At least one first latching element is preferably formed on the shielding device, with at least one second latching element being formed on the housing.
  • the second latching element is brought into engagement with the first latching element in order to release the latching connection.
  • the latching elements can be designed as latching openings and as latching lugs corresponding to these, wherein the respective latching lug can be brought into engagement with the respective latching opening in order to produce the latching connection.
  • Such latching elements can be provided particularly simply and with little effort and yet very reliable with regard to an easily accessible and at the same time secure mounting of the shielding device on the housing.
  • the at least one latching opening can be formed on the shielding device and the at least one latching lug on the housing.
  • the shielding device is preferably formed from at least one metal, while the housing is preferably formed from plastic.
  • the shielding device is preferably radial with respect to the axis of rotation
  • the shielding device comprises in cross section a U-profile with a jacket wall oriented essentially parallel to the axis of rotation and two wall sections extending from the jacket wall essentially in the radial direction.
  • a housing area of the housing is arranged between the wall sections, the at least one magnetic field sensor being received in the housing area.
  • Magnetic field sensor receiving housing area in the direction of the axis of rotation between the wall sections and the radial shielding of the housing area by the jacket wall of the at least one magnetic field sensor particularly well before exposure to external magnetic fields, so in the vicinity of the sensor device possibly existing magnetic fields.
  • the at least one first latching element is preferably formed on at least one of the wall sections. This is because good fixation of the shielding device on the housing can thus be achieved in the radial direction.
  • the at least one second latching element is formed on a free end region of a profile part which is arranged on a wall of the housing region.
  • the end region of the profile part having the second latching element is spaced apart from the wall of the housing region in the direction of the axis of rotation.
  • the distance of the profile part from the wall of the housing area in the direction of the axis of rotation ensures that the wall section is positioned at a certain distance from the at least one magnetic field sensor even when the shielding device is attached to the housing. This is advantageous with regard to the fact that in this way the detection of the magnetic field generated by the magnetic device of the sensor device is not negatively influenced or disturbed by the shielding device itself.
  • the profile part which is arranged on the wall of the housing area and can in particular be designed in one piece with a housing material of the housing, can be designed to be essentially L-shaped in cross section.
  • the short leg of the L-shape preferably adjoins the wall of the housing area, while the long leg of the L-shape forms the free end area of the profile part.
  • Such a shape enables the profile part to spring particularly well when the shielding device is pushed onto the housing.
  • the profile part is designed to be curved at a transition between the end region having the second latching element or the long limb and the short limb. Because then it is particularly easy to slide the shielding device onto the housing. This is due to the fact that in this way the shielding device can easily and reliably avoid getting caught on the profile part while it is being pushed onto the housing, that is to say before the locking elements of the locking connection are brought into engagement with one another.
  • At least one hook element is preferably formed on at least one of the wall sections, which hook element comprises a first leg extending in the direction of the axis of rotation and a second leg protruding from the first leg.
  • the second leg engages behind a holding section of a holding part which is arranged on the housing.
  • Such a configuration of interlocking hook elements of the shielding device on the one hand and holding parts of the housing on the other hand enables the shielding device to be secured in its position particularly well and reliably in the direction of the axis of rotation. This is because the second limb protruding from the first limb, which engages behind the holding section of the holding part, prevents the shielding device held on the housing from being moved away from the housing in the direction of the axis of rotation.
  • the holding part which comprises the holding section, is preferably formed in one piece with the housing. In this way, the provision of the holding part is particularly inexpensive. This is especially true when the housing is made of plastic.
  • the hook element is preferably formed from a wall material of the wall section.
  • the at least one hook element can thus be provided particularly simply and with little effort, for example by cutting the hook element free from the wall material of the wall section and then bending it into the desired shape. This can be done by means of a correspondingly designed punching and bending tool, which can be used when manufacturing the shielding device.
  • the holding part is preferably arranged on a wall of the housing area in which the at least one magnetic field sensor is received.
  • the holding section of the holding part is spaced apart from the wall of the housing area in the direction of the axis of rotation.
  • this facilitates the threading of the second leg of the at least one hook element formed on the wall section.
  • this is advantageous with regard to a spacing of the wall section from the wall of the housing area. And this spacing prevents a close proximity of the wall section to the at least one magnetic field sensor from influencing or impairing the detection of the change in the magnetic field.
  • the holding section can have a rib which tapers towards the second leg.
  • a contact surface of the holding section on the second Legs of the hook element are comparatively small. This is advantageous with regard to the vibration-free or non-rattling attachment of the shielding device to the housing and for the assembly of the shielding device.
  • such a tapering rib can preferably be squeezed or elastically deformed at least a little when the shielding device is pushed onto the housing in the radial direction. On the one hand, this makes it easier to attach the shielding device to the housing. On the other hand, the elastic deformability of the rib is conducive to securing the shielding device to the housing, which prevents rattling or is vibration-free.
  • At least one of the wall sections rests against at least one web with an inner side facing the housing area.
  • the web protrudes in the direction of the axis of rotation from a wall of the housing area in which the at least one magnetic field sensor is received.
  • the at least one web can have an end region which tapers towards the inside of the wall section.
  • such a tapered web can preferably be squeezed together at least a little or elastically deformed when the shielding device is pushed onto the housing in the radial direction. This makes it easier to attach the shielding device to the housing. Furthermore is Such an elastic deformability of the end region of the web, which is designed in the manner of a crushing rib, is conducive to the rattling-avoiding arrangement or mounting of the shielding device on the housing.
  • At least one of the wall sections preferably has a recess that is open towards the axis of rotation.
  • a projection is received in the recess.
  • the projection protrudes from the housing in the direction of the axis of rotation.
  • Such a projection advantageously provides a guide when the shielding device is pushed onto the housing. This is because the projection which engages in the shielding device with at most little play or with almost no play ensures that the shielding device is correctly positioned when it is pushed onto the housing. This is conducive to the formation of the reliable latching connection which is established as a result of the shielding device being pushed onto the housing.
  • the projection can have a retaining leg which rests on an outer side of the wall section facing away from the housing area.
  • a retaining leg prevents the shielding device from being detached from the housing in the direction of the axis of rotation.
  • the retaining leg advantageously contributes to the positioning of the shielding device in the direction of the axis of rotation when the shielding device is pushed onto the housing, which ensures a particularly reliable design of the latching connection.
  • the sensor device can be designed to detect a torque applied when the shaft rotates about the axis of rotation. This is particularly advantageous if the shaft is designed as a steering shaft of a motor vehicle, with a steering movement carried out by a driver being supported by a drive device of a power steering or similar steering aid of the motor vehicle on the basis of the detected torque.
  • the drive device of the power steering which is designed as an electric motor, for example, it is possible to reduce the force which the driver of the motor vehicle has to apply to actuate a steering wheel of the motor vehicle connected to the steering shaft.
  • the sensor device can be designed to detect an angle of rotation of the shaft. This is also particularly advantageous when the shaft is designed as a steering shaft of a motor vehicle, the angle of rotation of the steering shaft to be detected based on a normal position or straight ahead position of the steering shaft or the steering wheel connected to the steering shaft.
  • Possibilities for a configuration of the sensor device such that it can be used to detect the torque and / or to detect the angle of rotation are explained, for example, in WO 2019/016124 A1 mentioned at the beginning or in DE 10 2016 124370 A1, so that with regard to such technical configurations reference is made to these documents. Corresponding technical configurations can therefore also be provided in the case of the sensor device described here.
  • FIG. 1 shows schematically and in perspective a sensor device for detecting a torque applied when rotating a shaft about an axis of rotation and for detecting an angle of rotation of the shaft, a magnetic shielding device of the sensor device being shown removed from a housing of the sensor device, in which magnetic field sensors of the sensor device are housed
  • FIG. 2 shows components of the sensor device according to FIG. 1, the shielding device being attached to the housing or held on the housing by means of a latching connection;
  • FIG. 3 shows a perspective view of the sensor device cut along a line III-III in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a plan view from above of the components of the sensor device shown in FIG. 2;
  • Fig. 5 is a perspective view of the sensor device cut along a line V-V in Fig. 4;
  • FIG. 6 shows a side view of the components of the sensor device according to FIG. 2.
  • a sensor device 10 for detecting a rotation or rotation or rotation of a shaft (not shown) about an axis of rotation 12 is shown schematically and in perspective.
  • the shaft can in particular be designed as a steering shaft of a motor vehicle. Accordingly, the sensor device 10 can in particular be designed to detect a torque applied to the steering shaft. Additionally or alternatively, the sensor device 10 can be designed to detect a rotation angle of the steering shaft. The angle of rotation indicates how far the steering shaft is rotated starting from an initial position or zero position or straight-ahead position of a steering wheel of the motor vehicle (not shown) coupled to the steering shaft.
  • the sensor device 10 can be used to detect which torque a driver of the motor vehicle applies to the steering shaft via the steering wheel when the driver turns the steering wheel about the axis of rotation 12.
  • the sensor device 10 in the present case has at least one magnetic field sensor 14, which is only shown schematically in FIG. 1 and not with regard to its actual spatial arrangement.
  • the magnetic field sensor 14, or the magnetic field sensors, of which only the magnetic field sensor 14 shown schematically in FIG. 1 is shown by way of example, are designed to detect a change in a magnetic field that accompanies the rotation of the shaft about the axis of rotation 12.
  • the magnetic field is detected here in a manner known per se by a magnetic device 16 of the sensor device 10, the precise structure of which and the precise functioning of which need not be discussed in detail in the present case.
  • a magnetic device 16 of the sensor device 10 the precise structure of which and the precise functioning of which need not be discussed in detail in the present case.
  • the magnet device 16 comprises an annular magnet (not shown) which preferably has a plurality of pole pairs. This ring-shaped magnet or ring magnet is non-rotatably connected to a first shaft part of the shaft (not shown).
  • the shaft in particular the steering shaft, is divided in the axial direction, that is to say in the direction of the axis of rotation 12, when the sensor device 10 is designed to detect the torque applied to the shaft, and has the first shaft part and a second shaft part.
  • the stator 20 can, for example, comprise two ring-shaped stator parts (not shown) which have stator teeth extending in the direction of the axis of rotation 12 and facing one another.
  • the number of stator teeth here preferably corresponds to a number of pole pairs of the ring magnet.
  • the stator 20 usually also includes flux conductors which guide the magnetic flux of the ring magnet of the magnetic device 16 to the at least one magnetic field sensor 14. A section of one of these flux guides 22 is shown in FIG. 4.
  • the (not shown) ring magnet of the magnetic device 16 is connected to the first or input-side shaft part of the steering shaft, i.e. to that shaft part which is non-rotatably connected to the steering wheel of the motor vehicle.
  • the sleeve 18 is connected to the output-side or second shaft part of the steering shaft, that is to say to the road-side shaft part.
  • a torsion bar with a defined and known torsional rigidity also connects the shaft parts of the steering shaft divided in the axial direction, that is, in the direction of the axis of rotation 12.
  • the torque applied to the steering shaft can therefore be determined from the rotation of the two shaft parts relative to one another by an angle of rotation which is dependent on the applied torque and on the rigidity of the torsion bar, taking into account the torsional rigidity.
  • the angle of rotation of the steering shaft in relation to a starting position or straight ahead position of the steering shaft or of the steering wheel coupled to the steering shaft can also be determined by means of the at least one magnetic field sensor 14.
  • the at least one magnetic field sensor 14 detects the change in a magnetic field generated by a permanent magnet of the magnetic device 16. This magnetic field is dependent on the angle of rotation of the steering shaft. More relevant details on the technical design of the sensor device 10 as a steering angle sensor device can be found in DE 10 2016 124370 A1, for example, so that such details will not be discussed in greater detail here.
  • the at least one magnetic field sensor 14 is in the present case accommodated in a housing area 26 of the housing 24, which is designed in the manner of a wide flange that circumferentially extends a little around the axis of rotation 12 and protrudes slightly in the radial direction.
  • the printed circuit board on which the at least one magnetic field sensor 14 is arranged is accommodated in this housing area 26.
  • the housing 24 comprising the housing area 26 remains stationary in the motor vehicle when the sensor device 10 is arranged on the steering shaft of the motor vehicle. In contrast, a rotation of both the stator 20 and the (not shown) Ring magnets of the magnetic device 16 relative to the housing 24 and thus relative to the at least one magnetic field sensor 14 possible.
  • the sensor device 10 in the present case has a shielding device 30, which is shown removed from the housing 24 in FIG. 1. While the housing 24 is usually formed from plastic, the shielding device 30 is preferably formed from at least one metal, for example from a material containing iron and / or nickel.
  • the shielding device 30 can be latched to the housing 24 in order to ensure that the shielding device 30 is held on the housing 24 (see FIG. 2).
  • the shielding device 30 can be held on the housing 24 by means of a latching connection.
  • this mounting of the shielding device 30 on the housing 24 is illustrated by locking the shielding device 30 to the housing 24.
  • the shielding device 30 can in the present case be pushed onto the housing 24 in the radial direction, which is illustrated in FIG. 1 by an arrow 32.
  • the shielding device 30 has a U-profile in cross section.
  • a jacket wall 34 of the shielding device 30, which is oriented essentially parallel to the axis of rotation 12, encloses the housing area 26 at least to some extent in the circumferential direction of the housing 24.
  • the housing region 26 in which the at least one magnetic field sensor 14 is arranged is shielded by the jacket wall 34 of the shielding device 30 in the radial direction towards the surroundings 28.
  • the U-profile of the shielding device 30 comprises a first wall section 36, the upper one in FIG. 1, which extends from the jacket wall 34 towards the axis of rotation 12.
  • This first wall section 36 thus shields the housing area 26 in the direction of the axis of rotation 12 and in this case upwards according to FIG. 1.
  • this first wall section 36 of the shielding device 30 forms a sub-area of the shielding device 30 on the underside.
  • the shielding device 30, which has the U-profile in cross section, has a second wall section 38 which is oriented essentially parallel to the first wall section 36 and of which only a small piece can be seen in FIG. 1.
  • the shielding device 30 When the shielding device 30 is locked to the housing 24, the housing area 26 is arranged between the first wall section 36 and the second wall section 38.
  • the second wall section 38 thus shields the at least one magnetic field sensor 14 downwards in the direction of the axis of rotation 12 according to the illustration in FIG. 1.
  • the shielding device 30 can have two spring elements which, in the variant of the shielding device 30 shown here by way of example, are designed in the manner of spring tongues 40.
  • the spring tongues 40 are formed from a wall material of the jacket wall 34, for example by cutting the spring tongues 40 free from the jacket wall 34.
  • the respective spring tongue 40 rests on an outer side 44 of the housing 24 in the housing area 26 (see FIG. 3). In other words, the respective spring tongue 40 is supported with its contact area 42 on the outside 44 of the housing area 26.
  • the at least one spring element in the present case in the form of the two spring tongues 40, ensures that the shielding device 30 is held on the housing 24 in a vibration-free or rattle-free manner.
  • the spring tongues 40 preferably ensure that the jacket wall 34 of the shielding device 30 is somewhat spaced from the outside 44 of the housing area 26 (see FIG. 3).
  • latching elements in the form of latching openings 46 can namely be formed in the first wall section 36 (see FIG. 1).
  • One of these latching openings 46 provided in the first wall section 36 is shown in section in FIG. 5.
  • the second wall section 38 can also have such latching elements, for example designed as latching openings 46 (see FIG. 1).
  • latching elements for example designed as latching openings 46 (see FIG. 1).
  • latching lugs 48 are provided on the housing 24 side to provide the latching connection.
  • two such locking lugs 48 are in perspective and in FIG. 4 in a plan view from above, that is to say in the direction of the axis of rotation 12.
  • FIG. 1 In FIG. 1, two such locking lugs 48 are in perspective and in FIG. 4 in a plan view from above, that is to say in the direction of the axis of rotation 12.
  • the latching lugs 48 are in the present case formed on a free end region 50 of a respective profile part 52, which is formed in one piece with a wall 54 of the housing region 26.
  • this wall 54 is part of a first housing part 56 of the housing 24.
  • the first housing part 56 is in the present case connected to a second housing part 58 of the housing 24 in order to form the housing 24.
  • the wall 54 of the first housing part 56 protrudes in the radial direction from a further wall 60 of the first housing part 56, which according to FIG. 1 runs a little way around the sleeve 18.
  • a narrow side of the first wall section 36 can rest against this further or second wall 60 or be slightly spaced from the second wall 60 (see FIG. 5).
  • the free end region 50 of the profile part 52 which is configured in the present case in cross section in the manner of a horizontal J, is spaced apart from the wall 54. Accordingly, the free end region 50 can yield in the direction of the axis of rotation 12 when the shielding device 30 is pushed onto the housing 24 in the radial direction and, as indicated in FIG. 1 by the arrow 32 in FIG. 1, in the housing region 26.
  • the shielding device 30 in the present case has two hook elements 62 (compare FIGS. 1 and 4), one of which is shown in section and enlarged in FIG. 5.
  • the respective hook element 62 has a first leg 64 which extends in the direction of the axis of rotation 12.
  • a second limb 66 protrudes from this first limb 64, which in the present case is oriented essentially parallel to the wall 54.
  • This second leg 66 engages behind a holding section 68 of a holding part 70 which, like the profile part 52, is preferably formed in one piece with the wall 54.
  • the holding section 68 also extends essentially parallel to the wall 54 in the present case Holding section 68 of the respective holding part 70 in the direction of the axis of rotation 12 at a distance from the wall 54.
  • the holding section 68 can have a rib 72 which tapers towards the second leg 66 of the hook element 62.
  • a crushing rib is advantageous with regard to the vibration-free or rattle-free fixing of the shielding device 30 to the housing 24.
  • the housing 24 in the present case has respective webs 74, which also protrude in the direction of the axis of rotation 12 from the wall 54 of the housing area 26 in which the at least one magnetic field sensor 14 is received or accommodated.
  • the respective webs 74 have a tapering or tapering end region 76, which can be seen particularly well in the sectional illustration in FIG. 5.
  • the respective web 74 rests against an inner side 78 of the first wall section 36 facing the housing region 26. Consequently, the shielding device 30 is braced by means of the respective hook element 62 in cooperation with the respective holding part 70 and the webs 74 in the direction of the axis of rotation 12 in the manner of a press fit.
  • an elastic deformation of the components of the housing 24 designed in the manner of crushing ribs in the form of the rib 72 and the end region 76 can support the secure and rattle-free fixing of the shielding device 30 to the housing 24.
  • the second wall section 38 has a recess or recess 80 which is open towards the axis of rotation 12 and is in the present case rectangular.
  • a projection 82 is received in this recess 80, which in the present case is part of the second housing part 58 and protrudes from the second housing part 58 in the direction of the axis of rotation 12, namely in a direction opposite to the height of the webs 74.
  • the projection 82 can have a fold leg 84 which rests on an outer side 86 of the second wall section 38 facing away from the housing region 26 (see FIG. 6).
  • This flap leg 84 ensures an additional fixation of the shielding device 30 in the direction of the axis of rotation 12 when the shielding device 30 is attached to or held on the housing 24 by latching.

Landscapes

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (10) zum Erfassen eines Drehens einer Welle um eine Drehachse (12), mit einem Gehäuse (24), in welchem wenigstens ein Magnetfeldsensor (14) angeordnet ist. Der wenigstens eine Magnetfeldsensor (14) ist dazu ausgebildet, eine mit dem Drehen der Welle um die Drehachse (12) einhergehende Veränderung eines durch eine Magneteinrichtung (16) der Sensorvorrichtung (10) erzeugten Magnetfelds zu erfassen. Eine an dem Gehäuse (24) angeordnete Abschirmeinrichtung (30) ist zum Abschirmen des wenigstens eines Magnetfeldsensors (14) gegenüber einer Umgebung (28) der Sensorvorrichtung (10) vorgesehen. Die Abschirmeinrichtung (30) ist von dem Gehäuse (24) abnehmbar, wobei die Abschirmeinrichtung (30) mittels einer Rastverbindung an dem Gehäuse (24) gehalten ist.

Description

Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Drehens einer Welle um eine Drehachse
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Drehens einer Welle um eine Drehachse. Die Sensorvorrichtung umfasst ein Gehäuse, in welchem wenigstens ein Magnetfeldsensor angeordnet ist. Der wenigstens eine Magnetfeldsensor ist dazu ausgebildet, eine mit dem Drehen der Welle um die Drehachse einhergehende Veränderung eines durch eine Magneteinrichtung der Sensorvorrichtung erzeugten Magnetfelds zu erfassen. An dem Gehäuse ist eine Abschirmeinrichtung angeordnet, welche zum Abschirmen des wenigstens eines Magnetfeldsensors gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung ausgebildet ist. Die Abschirmeinrichtung ist von dem Gehäuse abnehmbar.
Eine derartige Sensorvorrichtung ist beispielsweise in der WO 2019/016124 A1 beschrieben. Hierbei sind zwei Magnetfeldsensoren an einer Leiterplatte angeordnet, welche in einem Elektronikmodulgehäuse untergebracht ist. Das Elektronikmodulgehäuse umfasst ein Gehäuseunterteil und einen Gehäusedeckel. Um eine magnetisch abschirmende Wirkung zu erreichen, kann das Elektronikmodulgehäuse aus einem Kunststoff hergestellt sein, welcher mit eisenhaltigen und/oder nickelhaltigen Partikeln gefüllt ist. Des Weiteren kann gemäß der WO 2019/016124 A1 vorgesehen sein, dass über den Gehäusedeckel, welcher an dem Gehäuseunterteil festgelegt ist, eine äußere Gehäuseschale gestülpt ist, welche magnetisch abschirmend wirkt. Bei dieser Ausgestaltung ist die Gehäuseschale aus einem mit eisenhaltigen und/oder nickelhaltigen Partikeln gefüllten Kunststoff hergestellt.
Bei der Sensorvorrichtung gemäß der WO 2019/016124 A1 stellt es eine Herausforderung dar, eine zuverlässige Halterung der als magnetische Abschirmeinrichtung dienenden Gehäuseschale an einem Gehäuseteil sicherzustellen, welches durch den Gehäusedeckel und das Gehäuseunterteil gebildet ist. Insbesondere gilt es nämlich dafür zu sorgen, dass auch nach einem wiederholten Abnehmen und erneuten Überstülpen der Gehäuseschale über den Gehäusedeckel die Gehäuseschale in der gewünschten und die magnetische Abschirmwirkung bereitstellenden Position an diesem Gehäuseteil gehalten ist. Dies ist vor allem dann schwierig sicherzustellen, wenn die Sensorvorrichtung im Betrieb Vibrationen beziehungsweise Schwingungen ausgesetzt ist, wie sie beispielsweise bei Anordnung der Sensorvorrichtung an einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs Vorkommen können. Aufgrund derartiger Vibrationen kann es des Weiteren zu hörbaren und/oder spürbaren Relativbewegungen der Gehäuseschale relativ zu dem Gehäuseteil kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sensorvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Anordnung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse besonders zuverlässig ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Drehens einer Welle um eine Drehachse umfasst ein Gehäuse, in welchem wenigstens ein Magnetfeldsensor angeordnet ist. Der wenigstens eine Magnetfeldsensor ist dazu ausgebildet, eine mit dem Drehen der Welle um die Drehachse einhergehende Veränderung eines Magnetfelds zu erfassen. Das Magnetfeld ist hierbei durch eine Magneteinrichtung der Sensorvorrichtung erzeugt. Die Sensorvorrichtung umfasst weiter eine an dem Gehäuse angeordnete Abschirmeinrichtung zum Abschirmen des wenigstens eines Magnetfeldsensors gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung, wobei die Abschirmeinrichtung von dem Gehäuse abnehmbar ist. Die Abschirmeinrichtung ist mittels einer Rastverbindung an dem Gehäuse gehalten. Folglich ist aufgrund eines Verrastens der Abschirmeinrichtung mit dem Gehäuse für eine besonders zuverlässige Anordnung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse gesorgt.
Mit anderen Worten ist aufgrund des Vorsehens der Rastverbindung die Abschirmeinrichtung sehr prozesssicher beziehungsweise reproduzierbar und zuverlässig an dem Gehäuse gehalten. Des Weiteren kann die Abschirmeinrichtung einfach von dem Gehäuse gelöst werden, indem die Rastverbindung aufgehoben wird.
In vorteilhafter Weise sorgt die Abschirmeinrichtung dafür, dass der wenigstens eine Magnetfeldsensor der Sensorvorrichtung möglichst wenig durch externe Magnetfelder gestört wird, welche von sich in der Umgebung der Sensorvorrichtung befindenden Magneten ausgehen können. Insbesondere bei einer Sensorvorrichtung zum Erfassen des Drehens beziehungsweise einer Drehung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs um die Drehachse der Lenkwelle können externe Magnetfelder durch in der Nähe der Sensorvorrichtung angeordnete Elektromotoren, Lautsprecher oder dergleichen erzeugt sein. Insbesondere in einem derartigen Umfeld ist somit das Anordnen der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse der Sensorvorrichtung von besonderem Vorteil.
Das Festlegen der zum Abschirmen von externen Magnetfeldern ausgebildeten Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse über die Rastverbindung geht in vorteilhafter Weise mit einer einfachen und rasch zu bewerkstelligenden Montage der Abschirmeinrichtung an das Gehäuse und einer entsprechenden Demontage einher. Des Weiteren ist durch die Abnehmbarkeit der Abschirmeinrichtung von dem Gehäuse eine vorteilhafte, modulare Bauweise der Sensorvorrichtung erreicht.
Vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung wenigstens ein Federelement auf, welches bei mittels der Rastverbindung an dem Gehäuse gehaltener Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse anliegt. Indem das wenigstens eine Federelement auf das Gehäuse eine Federkraft aufbringt beziehungsweise die Abschirmeinrichtung mittels des wenigstens einen Federelements an dem Gehäuse abgestützt ist, kann auf sehr einfache und wirkungsvolle Art und Weise ein Klappern der Abschirmeinrichtung vermieden werden, wenn die Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse gehalten ist. Dementsprechend sind auch mit einem derartigen Klappern einhergehende hörbare und/oder spürbare Beeinträchtigungen vermieden.
Das wenigstens eine Federelement sorgt demnach insbesondere dafür, dass die Abschirmeinrichtung rüttelfrei an dem Gehäuse gehalten ist. Auch dies ist insbesondere bei Verwendung der Sensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug von Bedeutung, da im Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs Vibrationen in die Sensorvorrichtung eingebracht werden. Demzufolge ist es sinnvoll, durch derartige Vibrationen bewirkte Bewegungen der Abschirmeinrichtung relativ zu dem Gehäuse möglichst weitgehend zu unterbinden.
Vorzugsweise ist an der Abschirmeinrichtung wenigstens ein erstes Rastelement ausgebildet, wobei an dem Gehäuse wenigstens ein zweites Rastelement ausgebildet ist. Das zweite Rastelement ist zum Fierstellen der Rastverbindung mit dem ersten Rastelement in Eingriff gebracht. Folglich ist eine sehr robuste Rastverbindung bereitgestellt. Dies gilt insbesondere, wenn die Abschirmeinrichtung eine Mehrzahl erster Rastelemente aufweist und das Gehäuse eine entsprechende Mehrzahl zweiter Rastelemente. Die Rastelemente können als Rastöffnungen und als mit diesen korrespondierende Rastnasen ausgebildet sein, wobei die jeweilige Rastnase mit der jeweiligen Rastöffnung in Eingriff gebracht werden kann, um die Rastverbindung herzustellen. Derartige Rastelemente sind besonders einfach und aufwandsarm bereitstellbar und dennoch sehr zuverlässig im Hinblick auf eine einfach erreichbare und zugleich sichere Halterung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse.
Insbesondere kann die wenigstens eine Rastöffnung an der Abschirmeinrichtung ausgebildet sein und die wenigstens eine Rastnase an dem Gehäuse. Dies ist im Hinblick auf das Gewicht der Sensorvorrichtung vorteilhaft, da die Abschirmeinrichtung vorzugsweise aus wenigstens einem Metall gebildet ist, während das Gehäuse vorzugsweise aus Kunststoff gebildet ist. Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung bezogen auf die Drehachse in radialer
Richtung auf das Gehäuse aufschiebbar. Dies ist im Hinblick auf eine einfache Montage der Abschirmeinrichtung vorteilhaft.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Abschirmeinrichtung im Querschnitt ein U-Profil mit einer im Wesentlichen parallel zu der Drehachse ausgerichteten Mantelwand und zwei sich von der Mantelwand im Wesentlichen in die radiale Richtung erstreckenden Wandabschnitten umfasst. Hierbei ist ein Gehäusebereich des Gehäuses zwischen den Wandabschnitten angeordnet, wobei in dem Gehäusebereich der wenigstens eine Magnetfeldsensor aufgenommen ist. Eine derartige, insbesondere ausschließlich die Mantelwand und die beiden Wandabschnitte aufweisende Abschirmeinrichtung, lässt sich besonders einfach und aufwandsarm bereitstellen, insbesondere durch Tiefziehen eines aus einem magnetisch abschirmenden Material gebildeten Rohlings, welcher vorzugsweise aus wenigstens einem Metall gebildet ist. Des Weiteren lässt sich durch die Anordnung des den wenigstens einen
Magnetfeldsensor aufnehmenden Gehäusebereichs in Richtung der Drehachse zwischen den Wandabschnitten und die radiale Abschirmung des Gehäusebereichs durch die Mantelwand der wenigstens eine Magnetfeldsensor besonders gut vor einer Beaufschlagung mit externen Magnetfeldern, also in der Umgebung des Sensorvorrichtung möglicherweise vorhandenen Magnetfeldern erreichen. Vorzugsweise ist das wenigstens eine erste Rastelement an zumindest einem der Wandabschnitte ausgebildet. Denn so lässt sich in radialer Richtung eine gute Fixierung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse erreichen.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das wenigstens eine zweite Rastelement an einem freien Endbereich eines Profilteils ausgebildet ist, welches an einer Wandung des Gehäusebereichs angeordnet ist. Hierbei ist der das zweite Rastelement aufweisende Endbereich des Profilteils in Richtung der Drehachse von der Wandung des Gehäusebereichs beabstandet. Das Vorsehen oder Ausbilden des zweiten Rastelements an dem freien Endbereich des Profilteils bringt es mit sich, dass beim Aufschieben der Abschirmeinrichtung in radialer Richtung auf das Gehäuse der das zweite Rastelement aufweisende Endbereich des Profilteils federnd beiseite gedrückt werden kann, um anschließend mit dem ersten Rastelement die Rastverbindung auszubilden.
Darüber hinaus sorgt der Abstand des Profilteils von der Wandung des Gehäusebereichs in Richtung der Drehachse dafür, dass auch bei an dem Gehäuse angebrachter Abschirmeinrichtung der Wandabschnitt in einer gewissen Entfernung von dem wenigstens einen Magnetfeldsensor positioniert ist. Dies ist im Hinblick darauf vorteilhaft, dass so nicht durch die Abschirmeinrichtung selber das Erfassen des durch die Magneteinrichtung der Sensorvorrichtung erzeugten Magnetfelds negativ beeinflusst beziehungsweise gestört wird.
Das Profilteil, welches an der Wandung des Gehäusebereichs angeordnet ist und insbesondere einstückig mit einem Gehäusematerial des Gehäuses ausgebildet sein kann, kann im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sein. Hierbei grenzt vorzugsweise der kurze Schenkel der L-Form an die Wandung des Gehäusebereichs an, während der lange Schenkel der L-Form den freien Endbereich des Profilteils bildet.
Durch eine derartige Formgebung ist ein besonders gutes Federn des Profilteils beim Aufschieben der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse erreichbar.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Profilteil an einem Übergang zwischen dem das zweite Rastelement aufweisenden Endbereich beziehungsweise dem langen Schenkel und dem kurzen Schenkel gekrümmt ausgebildet ist. Denn dann ist das Aufschieben der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse besonders einfach zu bewerkstelligen. Dies liegt daran, dass auf diese Weise ein Sich-Verhaken der Abschirmeinrichtung an dem Profilteil während des Aufschiebens auf das Gehäuse einfach und zuverlässig vermieden ist, also bevor die Rastelemente der Rastverbindung miteinander in Eingriff gebracht sind. Vorzugsweise ist an wenigstens einem der Wandabschnitte zumindest ein Hakenelement ausgebildet, welches einen ersten, sich in Richtung der Drehachse erstreckenden Schenkel und einen von dem ersten Schenkel abstehenden zweiten Schenkel umfasst. Hierbei hintergreift der zweite Schenkel einen Halteabschnitt eines Halteteils, welches an dem Gehäuse angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung von ineinandergreifenden Hakenelementen der Abschirmeinrichtung einerseits und Halteteilen des Gehäuses andererseits kann die Abschirmeinrichtung besonders gut und zuverlässig in Richtung der Drehachse in ihrer Lage gesichert werden. Denn der von dem ersten Schenkel abstehende zweite Schenkel, welcher den Halteabschnitt des Halteteils hintergreift, verhindert, dass die an dem Gehäuse gehaltene Abschirmeinrichtung in Richtung der Drehachse von dem Gehäuse weg bewegt werden kann.
Das Halteteil, welches den Halteabschnitt umfasst, ist vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet. Auf diese Weise ist die Bereitstellung des Halteteils besonders aufwandsarm. Dies gilt insbesondere, wenn das Gehäuse aus Kunststoff gebildet ist.
Vorzugsweise ist das Hakenelement aus einem Wandmaterial des Wandabschnitts gebildet. So lässt sich das zumindest eine Hakenelement besonders einfach und aufwandsarm bereitstellen, etwa indem das Hakenelement aus dem Wandmaterial des Wandabschnitts freigeschnitten und dann durch Biegen in die gewünschte Form gebracht wird. Dies kann mittels eines entsprechend ausgebildeten Stanz- und Biegewerkzeugs vorgenommen werden, welches beim Fertigen der Abschirmeinrichtung zum Einsatz kommen kann.
Vorzugsweise ist das Halteteil an einer Wandung des Gehäusebereichs angeordnet, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor aufgenommen ist. Hierbei ist der Halteabschnitt des Halteteils in Richtung der Drehachse von der Wandung des Gehäusebereichs beabstandet. Dies erleichtert einerseits das Einfädeln des zweiten Schenkels des an dem Wandabschnitt ausgebildeten zumindest einen Hakenelements. Des Weiteren ist dies im Hinblick auf eine Beabstandung des Wandabschnitts von der Wandung des Gehäusebereichs vorteilhaft. Und diese Beabstandung verhindert, dass eine große Nähe des Wandabschnitts zu dem wenigstens einen Magnetfeldsensor das Erfassen der Veränderung des Magnetfelds beeinflusst oder beeinträchtigt.
Der Halteabschnitt kann eine Rippe aufweisen, welche sich zu dem zweiten Schenkel hin verjüngt. Dadurch ist zum einen eine Anlagefläche des Halteabschnitts an dem zweiten Schenkel des Hakenelements vergleichsweise klein. Dies ist im Hinblick auf das rüttelfreie beziehungsweise nicht-klappernde Festlegen der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse und für die Montage der Abschirmeinrichtung vorteilhaft.
Darüber hinaus lässt sich eine derartige, spitz zulaufende Rippe vorzugsweise zumindest ein wenig quetschen beziehungsweise elastisch verformen, wenn die Abschirmeinrichtung in radialer Richtung auf das Gehäuse aufgeschoben wird. Dies erleichtert einerseits das Anbringen der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse. Andererseits ist die elastische Verformbarkeit der Rippe dem ein Klappern vermeidenden beziehungsweise rüttelfreien Festlegen der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse zuträglich.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn zumindest einer der Wandabschnitte mit einer dem Gehäusebereich zugewandten Innenseite an wenigstens einem Steg anliegt. Hierbei steht der Steg in Richtung der Drehachse von einer Wandung des Gehäusebereichs ab, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor aufgenommen ist. Durch das Vorsehen des wenigstens einen Stegs, welcher insbesondere einstückig mit der Wandung des Gehäusebereichs ausgebildet sein kann, lässt sich ein vorbestimmter Abstand des Wandabschnitts von der Wandung des Gehäusebereichs gut einstellen.
Zudem kann insbesondere im Zusammenwirken mit dem vorzugsweise vorgesehen Hakenelement des Wandabschnitts eine sehr gute Fixierung der Abschirmeinrichtung in Richtung der Drehachse erreicht werden, wenn das Gehäuse den wenigstens einen Steg aufweist.
Der wenigstens einen Steg kann einen Endbereich aufweisen, welcher sich zu der Innenseite des Wandabschnitts hin verjüngt. Durch einen derartigen, spitz zulaufenden Endbereich des Stegs ist einerseits eine vergleichsweise kleine Anlagefläche des Stegs an der Innenseite des Wandabschnitts vorhanden. Dies ist für die rüttelfreie beziehungsweise nicht-klappernde Halterung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse und im Hinblick auf eine einfache Montage der Abschirmeinrichtung vorteilhaft.
Darüber hinaus lässt sich ein derartiger, spitz zulaufender Steg vorzugsweise zumindest ein wenig zusammenquetschen beziehungsweise elastisch verformen, wenn die Abschirmeinrichtung in radialer Richtung auf das Gehäuse aufgeschoben wird. Dies erleichtert das Anbringen der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse. Des Weiteren ist eine solche elastische Verformbarkeit des nach Art einer Quetschrippe ausgebildeten Endbereichs des Stegs der ein Klappern vermeidenden Anordnung oder Halterung der Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse zuträglich.
Vorzugsweise weist zumindest einer der Wandabschnitte eine zu der Drehachse hin offene Ausnehmung auf. In der Ausnehmung ist infolge des Aufschiebens der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse ein Vorsprung aufgenommen. Der Vorsprung steht in Richtung der Drehachse von dem Gehäuse ab. Durch einen derartigen Vorsprung ist in vorteilhafter Weise eine Führungshilfe beim Aufschieben der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse bereitgestellt. Denn der in die Abschirmeinrichtung vorzugsweise mit allenfalls einem geringen Spiel oder nahezu spielfrei eingreifende Vorsprung sorgt dafür, dass die Abschirmeinrichtung beim Aufschieben auf das Gehäuse korrekt positioniert wird. Dies ist dem Ausbilden der zuverlässigen Rastverbindung zuträglich, welche sich infolge des Aufschiebens der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse einstellt.
Der Vorsprung kann einen Halteschenkel aufweisen, welcher an einer dem Gehäusebereich abgewandten Außenseite des Wandabschnitts anliegt. Durch einen derartigen Halteschenkel ist verhindert, dass die Abschirmeinrichtung in Richtung der Drehachse von dem Gehäuse gelöst werden kann. Zudem trägt der Halteschenkel in vorteilhafter Weise dazu bei, dass beim Aufschieben der Abschirmeinrichtung auf das Gehäuse eine Positionierung der Abschirmeinrichtung in Richtung der Drehachse erreicht wird, welche für eine besonders zuverlässige Ausbildung der Rastverbindung sorgt.
Die Sensorvorrichtung kann zum Erfassen eines beim Drehen der Welle um die Drehachse aufgebrachten Drehmoments ausgebildet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Welle als Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei aufgrund des erfassten Drehmoments eine von einem Fahrer vorgenommene Lenkbewegung durch eine Antriebseinrichtung einer Servolenkung oder dergleichen Lenkhilfe des Kraftfahrzeugs unterstützt wird. Mittels der etwa als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinrichtung der Servolenkung kann nämlich die Kraft reduziert werden, die zur Betätigung eines mit der Lenkwelle verbundenen Lenkrads des Kraftfahrzeugs von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufzubringen ist.
Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle ausgebildet sein. Auch dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Welle als Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei der Drehwinkel der Lenkwelle bezogen auf eine Normalstellung oder Geradeausstellung der Lenkwelle beziehungsweise des mit der Lenkwelle verbundenen Lenkrads erfasst werden soll.
Möglichkeiten einer Ausgestaltung der Sensorvorrichtung derart, dass diese zum Erfassen des Drehmoments und/oder zum Erfassen des Drehwinkels genutzt werden kann, sind beispielsweise in der eingangs genannten WO 2019/016124 A1 oder in der DE 10 2016 124370 A1 erläutert, sodass im Hinblick auf derartige technische Ausgestaltungen auf diese Dokumente verwiesen wird. Entsprechende technische Ausgestaltungen können demnach auch bei der vorliegend beschriebenen Sensorvorrichtung vorgesehen sein.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch und perspektivisch eine Sensorvorrichtung zum Erfassen eines beim Drehen einer Welle um eine Drehachse aufgebrachten Drehmoments und zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle, wobei eine magnetische Abschirmeinrichtung der Sensorvorrichtung von einem Gehäuse der Sensorvorrichtung abgenommen gezeigt ist, in welchem Magnetfeldsensoren der Sensorvorrichtung untergebracht sind, Fig. 2 Komponenten der Sensorvorrichtung gemäß Fig. 1 , wobei die Abschirmeinrichtung an dem Gehäuse angebracht beziehungsweise mittels einer Rastverbindung an dem Gehäuse gehalten ist; Fig. 3 eine entlang einer Linie lll-lll in Fig. 2 geschnittene Perspektivansicht der Sensorvorrichtung;
Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf die in Fig. 2 gezeigten Komponenten der Sensorvorrichtung;
Fig. 5 eine entlang einer Linie V-V in Fig. 4 geschnittene Perspektivansicht der Sensorvorrichtung; und
Fig. 6 eine Seitenansicht der Komponenten der Sensorvorrichtung gemäß Fig. 2.
In Fig. 1 ist schematisch und perspektivisch eine Sensorvorrichtung 10 zum Erfassen einer Drehung oder Rotation beziehungsweise eines Drehens einer (nicht gezeigten) Welle um eine Drehachse 12 gezeigt. Die Welle kann insbesondere als Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Dementsprechend kann die Sensorvorrichtung 10 insbesondere dazu ausgebildet sein, ein auf die Lenkwelle aufgebrachtes Drehmoment zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorvorrichtung 10 dazu ausgebildet sein, einen Drehwinkel der Lenkwelle zu erfassen. Der Drehwinkel gibt hierbei an, wie weit die Lenkwelle ausgehend von einer Ausgangsstellung beziehungsweise Nullstellung oder Geradeausstellung eines mit der Lenkwelle gekoppelten (nicht gezeigten) Lenkrads des Kraftfahrzeugs verdreht ist. Wenn die Sensorvorrichtung 10 als Drehmomentsensor ausgebildet ist, so lässt sich mittels der Sensorvorrichtung 10 erfassen, welches Drehmoment ein Fahrer des Kraftfahrzeugs über das Lenkrad auf die Lenkwelle aufbringt, wenn der Fahrer das Lenkrad um die Drehachse 12 dreht. Zum Erfassen des Drehens beziehungsweise der Drehung der Welle um die Drehachse 12 weist die Sensorvorrichtung 10 vorliegend wenigstens einen Magnetfeldsensor 14 auf, welcher in Fig. 1 lediglich schematisch und nicht im Hinblick auf seine tatsächliche räumliche Anordnung dargestellt ist. Der Magnetfeldsensor 14, beziehungsweise die Magnetfeldsensoren, von denen vorliegend beispielhaft lediglich der schematisch in Fig. 1 gezeigte Magnetfeldsensor 14 dargestellt ist, sind dazu ausgebildet, eine Veränderung eines Magnetfelds zu erfassen, welche mit dem Drehen der Welle um die Drehachse 12 einhergeht. Das Magnetfeld wird hierbei in an sich bekannter Weise von einer Magneteinrichtung 16 der Sensorvorrichtung 10 erfasst, auf deren genauen Aufbau und auf deren genaue Funktionsweise vorliegend nicht im Detail eingegangen zu werden braucht. Denn die prinzipielle Funktionsweise einer derartigen Magneteinrichtung 16 ist dem Fachmann bekannt. Zur Erläuterung sei vorliegend dennoch erwähnt, dass die Magneteinrichtung 16 einen (nicht gezeigten) ringförmigen Magneten umfasst, welcher vorzugsweise eine Mehrzahl von Polpaaren aufweist. Dieser ringförmige Magnet oder Ringmagnet ist drehfest mit einem ersten Wellenteil der (nicht gezeigten) Welle verbunden.
Die Welle, insbesondere Lenkwelle, ist nämlich bei Ausbildung der Sensorvorrichtung 10 zum Erfassen des auf die Welle aufgebrachten Drehmoments in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 12, geteilt und weist das erste Wellenteil und ein zweites Wellenteil auf. Mit dem zweiten Wellenteil ist eine Hülse 18 drehfest verbunden, welche Teil eines Stators 20 der Magneteinrichtung 16 ist. Der Stator 20 kann beispielsweise zwei ringförmige (nicht gezeigte) Statorteile umfassen, welche sich in Richtung der Drehachse 12 erstreckende und einander zugewandte Statorzähne aufweisen. Die Anzahl der Statorzähne entspricht hierbei vorzugsweise einer Anzahl der Polpaare des Ringmagneten.
Zu dem Stator 20 gehören üblicherweise auch Flussleiter, welche den magnetischen Fluss des Ringmagneten der Magneteinrichtung 16 zu dem wenigstens einen Magnetfeldsensor 14 leiten. Ein Ausschnitt eines dieser Flussleiter 22 ist in Fig. 4 gezeigt. Der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14, welcher beispielsweise als Hall-Sensor ausgebildet sein kann und üblicherweise auf einer Leiterplatte befestigt ist, ist vorliegend innerhalb eines Gehäuses 24 der Sensorvorrichtung 10 angeordnet.
Üblicherweise ist bei Ausbildung der Sensorvorrichtung 10 als Drehmomentsensor der (nicht gezeigte) Ringmagnet der Magneteinrichtung 16 mit dem ersten oder eingangsseitigen Wellenteil der Lenkwelle verbunden, also mit demjenigen Wellenteil, welches mit dem Lenkrad des Kraftfahrzeugs drehfest verbunden ist. Demgegenüber ist die Hülse 18 mit dem ausgangsseitigen oder zweiten Wellenteil der Lenkwelle verbunden, also mit dem straßenseitigen Wellenteil.
Wird nun durch Betätigen des Lenkrads die Lenkwelle um ihre Drehachse 12 gedreht, so bewirkt dies auch eine ganz geringfügige Verdrehung des eingangsseitigen Wellenteils und somit des Ringmagneten relativ zu dem ausgangsseitigen Wellenteil, mit welchem der Stator 20 drehtest verbunden ist. Dadurch ändert sich die Ausrichtung der Polpaare des Ringmagneten zu den Statorzähnen der ringförmigen Statorteile des Stators 20. Dies äußert sich in einer Veränderung der Flussdichte des durch die Magneteinrichtung 16 erzeugten und mittels des wenigstens einen Magnetfeldsensors 14 erfassbaren Magnetfelds.
Bei Ausbildung der Sensorvorrichtung 10 als Drehmomentsensor verbindet zudem ein Torsionsstab mit definierter und bekannter Torsionssteifigkeit die Wellenteile der in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 12 geteilten Lenkwelle miteinander. Daher kann aus der Verdrehung der beiden Wellenteile zueinander um einen Verdrehwinkel, welcher abhängig von dem aufgebrachten Drehmoment und von der Steifigkeit des Torsionsstabs ist, unter Berücksichtigung der Torsionssteifigkeit das auf die Lenkwelle aufgebrachte Drehmoment ermittelt werden.
Des Weiteren kann, wenn die Sensorvorrichtung 10 als Lenkwinkelsensoreinrichtung ausgebildet ist, mittels des wenigstens einen Magnetfeldsensors 14 auch der Drehwinkel der Lenkwelle bezogen auf eine Ausgangsstellung oder Geradeausstellung der Lenkwelle beziehungsweise des mit der Lenkwelle gekoppelten Lenkrads ermittelt werden. Auch hierbei erfasst der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14 die Veränderung eines von einem Permanentmagneten der Magneteinrichtung 16 erzeugten Magnetfelds. Dieses Magnetfeld ist von dem Drehwinkel der Lenkwelle abhängig. Nähere diesbezügliche Details zur technischen Ausgestaltung der Sensorvorrichtung 10 als Lenkwinkelsensoreinrichtung können beispielsweise der DE 10 2016 124370 A1 entnommen werden, sodass auf derartige Details vorliegend nicht näher eingegangen werden soll.
Der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14 ist vorliegend in einem Gehäusebereich 26 des Gehäuses 24 untergebracht, welcher nach Art eines in Umfangsrichtung ein Stück weit um die Drehachse 12 umlaufenden und in radialer Richtung etwas vorstehenden, breiten Flansches ausgebildet ist. In diesem Gehäusebereich 26 ist die Leiterplatte untergebracht, auf welcher der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14 angeordnet ist.
Das den Gehäusebereich 26 umfassende Gehäuse 24 verbleibt bei Anordnung der Sensorvorrichtung 10 an der Lenkwelle des Kraftfahrzeugs in dem Kraftfahrzeug ortsfest. Demgegenüber ist eine Drehung sowohl des Stators 20 als auch des (nicht gezeigten) Ringmagneten der Magneteinrichtung 16 relativ zu dem Gehäuse 24 und somit relativ zu dem wenigstens einen Magnetfeldsensor 14 möglich.
Um den Magnetfeldsensor 14 gegenüber störenden Einflüssen von externen Magnetfeldern, also von möglicherweise in einer Umgebung 28 der Sensorvorrichtung 10 vorhandenen Magnetfeldern abzuschirmen, weist die Sensorvorrichtung 10 vorliegend eine Abschirmeinrichtung 30 auf, welche in Fig. 1 von dem Gehäuse 24 abgenommen gezeigt ist. Während das Gehäuse 24 üblicherweise aus Kunststoff gebildet ist, ist die Abschirmeinrichtung 30 vorzugsweise aus wenigstens einem Metall, beispielsweise aus einem Eisen und/oder Nickel enthaltenden Werkstoff gebildet.
Vorliegend kann die Abschirmeinrichtung 30 mit dem Gehäuse 24 verrastet werden, um für eine Halterung der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 zu sorgen (vergleiche Fig. 2). Mit anderen Worten kann die Abschirmeinrichtung 30 mittels einer Rastverbindung an dem Gehäuse 24 gehalten werden. In Fig. 2 ist diese Halterung der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 durch Verrasten der Abschirmeinrichtung 30 mit dem Gehäuse 24 veranschaulicht.
Um das Verrasten der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 zu bewirken, kann die Abschirmeinrichtung 30 vorliegend in radialer Richtung, welche in Fig. 1 durch einen Pfeil 32 veranschaulicht ist, auf das Gehäuse 24 aufgeschoben werden.
Gemäß Fig. 1 weist die Abschirmeinrichtung 30 im Querschnitt ein U-Profil auf. Hierbei umschließt im an dem Gehäuse 24 angebrachten Zustand der Abschirmeinrichtung 30 eine Mantelwand 34 der Abschirmeinrichtung 30, welche im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 12 ausgerichtet ist, den Gehäusebereich 26 in Umfangsrichtung des Gehäuses 24 zumindest ein Stück weit. Dementsprechend ist der Gehäusebereich 26, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14 angeordnet ist, durch die Mantelwand 34 der Abschirmeinrichtung 30 in radialer Richtung zu der Umgebung 28 hin abgeschirmt.
Des Weiteren umfasst das U-Profil der Abschirmeinrichtung 30 einen ersten, in Fig. 1 oberen Wandabschnitt 36, welcher sich ausgehend von der Mantelwand 34 hin zu der Drehachse 12 erstreckt. Dieser erste Wandabschnitt 36 schirmt somit den Gehäusebereich 26 in Richtung der Drehachse 12 und hierbei gemäß Fig. 1 nach oben hin ab. In der tatsächlichen Einbaulage der an der Lenkwelle angebrachten Sensorvorrichtung 10 bildet dieser erste Wandabschnitt 36 der Abschirmeinrichtung 30 einen unterseitigen Teilbereich der Abschirmeinrichtung 30. Die im Querschnitt das U-Profil aufweisende Abschirmeinrichtung 30 weist einen zweiten Wandabschnitt 38 auf, welcher im Wesentlichen parallel zu dem ersten Wandabschnitt 36 ausgerichtet ist und von welchem in Fig. 1 nur ein kleines Stück zu sehen ist. Zwischen dem ersten Wandabschnitt 36 und dem zweiten Wandabschnitt 38 ist bei mit dem Gehäuse 24 verrasteter Abschirmeinrichtung 30 der Gehäusebereich 26 angeordnet. Somit schirmt der zweite Wandabschnitt 38 den wenigstens einen Magnetfeldsensor 14 in Richtung der Drehachse 12 gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach unten hin ab. Insbesondere aus Fig. 2 und aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass die Abschirmeinrichtung 30 zwei Federelemente aufweisen kann, welche in der vorliegend beispielhaft gezeigten Variante der Abschirmeinrichtung 30 nach Art von Federzungen 40 ausgebildet sind. Hierbei sind die Federzungen 40 aus einem Wandmaterial der Mantelwand 34 gebildet, beispielsweise durch Freischneiden der Federzungen 40 aus der Mantelwand 34.
Mit einem Anlagebereich 42 liegt die jeweilige Federzunge 40 an einer Außenseite 44 des Gehäuses 24 in dem Gehäusebereich 26 an (vergleiche Fig. 3). Mit anderen Worten ist die jeweilige Federzunge 40 mit ihrem Anlagebereich 42 an der Außenseite 44 des Gehäusebereichs 26 abgestützt. Das wenigstens eine Federelement, vorliegend in Form der beiden Federzungen 40 sorgt für eine rüttelfreie beziehungsweise klapperfreie Halterung der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24.
Des Weiteren sorgen die Federzungen 40 vorzugsweise dafür, dass die Mantelwand 34 der Abschirmeinrichtung 30 von der Außenseite 44 des Gehäusebereichs 26 etwas beabstandet ist (vergleiche Fig. 3).
Insbesondere mit Bezug auf Fig. 4 und auf Fig. 5 sollen Möglichkeiten des Bereitstellens der Rastverbindung zwischen dem Gehäuse 24 und der Abschirmeinrichtung 30 erläutert werden. Beispielsweise können nämlich in dem ersten Wandabschnitt 36 Rastelemente in Form von Rastöffnungen 46 ausgebildet sein (vergleiche Fig. 1). Eine dieser in dem ersten Wandabschnitt 36 vorgesehenen Rastöffnungen 46 ist in Fig. 5 geschnitten dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann auch der zweite Wandabschnitt 38 derartige, etwa als Rastöffnungen 46 ausgebildete Rastelemente aufweisen (vergleiche Fig. 1). Als mit diesen ersten Rastelementen korrespondierende zweite Rastelemente zum
Bereitstellen der Rastverbindung sind vorliegend auf Seiten des Gehäuses 24 jeweilige Rastnasen 48 vorgesehen. In Fig. 1 sind zwei derartige Rastnasen 48 perspektivisch gezeigt und in Fig. 4 in einer Draufsicht von oben, also in Richtung der Drehachse 12. In Fig. 5 ist eine dieser beiden Rastnasen 48 perspektivisch gezeigt, wobei die Rastnase 48 in die Rastöffnung 46 eingreift.
Insbesondere aus Fig. 5 ist in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, dass die Rastnasen 48 vorliegend an einem freien Endbereich 50 eines jeweiligen Profilteils 52 ausgebildet sind, welches einstöckig mit einer Wandung 54 des Gehäusebereichs 26 ausgebildet ist. Diese Wandung 54 ist vorliegend Bestandteil eines ersten Gehäuseteils 56 des Gehäuses 24. Das erste Gehäuseteil 56 ist vorliegend mit einem zweiten Gehäuseteil 58 des Gehäuses 24 verbunden, um das Gehäuse 24 zu bilden.
Die Wandung 54 des ersten Gehäuseteils 56 steht hierbei in radialer Richtung von einer weiteren Wandung 60 des ersten Gehäuseteils 56 ab, welche gemäß Fig. 1 ein Stück weit um die Hülse 18 umläuft. Bei an dem Gehäuse 24 gehaltener Abschirmeinrichtung 30 kann eine Schmalseite des ersten Wandabschnitts 36 an dieser weiteren oder zweiten Wandung 60 anliegen oder geringfügig von der zweiten Wandung 60 beabstandet sein (vergleiche Fig. 5).
In Richtung der Drehachse 12 ist der freie Endbereich 50 des vorliegend im Querschnitt nach Art eines liegenden J ausgebildeten Profilteils 52 von der Wandung 54 beabstandet. Dementsprechend kann der freie Endbereich 50 in Richtung der Drehachse 12 ausweichen, wenn die Abschirmeinrichtung 30 in radialer Richtung und wie in Fig. 1 durch den Pfeil 32 in Fig. 1 angegeben in dem Gehäusebereich 26 auf das Gehäuse 24 aufgeschoben wird.
Als weitere Halteelemente oder Fixierungselemente weist die Abschirmeinrichtung 30 vorliegend zwei Hakenelemente 62 auf (vergleiche Fig. 1 und Fig. 4), von welchen eines in Fig. 5 geschnitten und vergrößert dargestellt ist. Gemäß Fig. 5 weist das jeweilige Hakenelement 62 einen ersten Schenkel 64 auf, welcher sich in Richtung der Drehachse 12 erstreckt. Von diesem ersten Schenkel 64 steht ein zweiter Schenkel 66 ab, welcher vorliegend im Wesentlichen parallel zu der Wandung 54 ausgerichtet ist.
Dieser zweite Schenkel 66 hintergreift einen Halteabschnitt 68 eines Halteteils 70, welches vorzugsweise ebenso wie das Profilteil 52 einstückig mit der Wandung 54 ausgebildet ist. So wie der zweite Schenkel 66 erstreckt sich vorliegend auch der Halteabschnitt 68 im Wesentlichen parallel zu der Wandung 54. Des Weiteren ist der Halteabschnitt 68 des jeweiligen Halteteils 70 in Richtung der Drehachse 12 von der Wandung 54 beabstandet.
Insbesondere aus Fig. 5 ist weiter ersichtlich, dass der Halteabschnitt 68 eine Rippe 72 aufweisen kann, welche sich zu dem zweiten Schenkel 66 des Hakenelements 62 hin verjüngt. Eine derartige Quetschrippe ist im Hinblick auf das rüttelfreie beziehungsweise klapperfreie Festlegen der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 vorteilhaft.
Als weitere Befestigungsteile weist das Gehäuse 24 vorliegend jeweilige Stege 74 auf, welche ebenfalls in Richtung der Drehachse 12 von der Wandung 54 des Gehäusebereichs 26 abstehen, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor 14 aufgenommen oder untergebracht ist. Die beispielhaft gezeigten zwei Stege 74 stehen vorliegend ebenso wie die Halteteile 70 und die Profilteile 52 des Gehäuses 24 in dieselbe Richtung von der Wandung 54 ab.
Vorliegend weisen die jeweiligen Stege 74 einen sich verjüngenden beziehungsweise spitz zulaufenden Endbereich 76 auf, welcher insbesondere in der Schnittdarstellung in Fig. 5 gut zu erkennen ist.
Mit diesem nach Art einer spitz zulaufenden Rippe ausgebildeten Endbereich 76 liegt der jeweilige Steg 74 an einer dem Gehäusebereich 26 zugewandten Innenseite 78 des ersten Wandabschnitts 36 an. Folglich ist die Abschirmeinrichtung 30 mittels des jeweiligen Hakenelements 62 im Zusammenwirken mit dem jeweiligen Halteteil 70 und den Stegen 74 in Richtung der Drehachse 12 nach Art einer Presspassung verspannt.
Des Weiteren kann ein elastisches Verformen der nach Art von Quetschrippen ausgebildeten Komponenten des Gehäuses 24 in Form der Rippe 72 und des Endbereichs 76 das sichere und klapperfreie Festlegen der Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 unterstützen.
Aus Fig. 1 ist in Zusammenschau mit Fig. 6 gut ersichtlich, dass der zweite Wandabschnitt 38 eine zu der Drehachse 12 hin offene, vorliegend rechteckig ausgebildete Aussparung oder Ausnehmung 80 aufweist. In dieser Ausnehmung 80 ist ein Vorsprung 82 aufgenommen, welcher vorliegend Bestandteil des zweiten Gehäuseteils 58 ist und in Richtung der Drehachse 12 von dem zweiten Gehäuseteil 58 absteht und zwar in eine der Höhe der Stege 74 entgegengesetzte Richtung. Durch das Einführen des Vorsprungs 82 in die Ausnehmung 80 ist eine Führungshilfe nach Art einer Nut-Feder-Verbindung geschaffen, welche das Aufschieben der Abschirmeinrichtung 30 in radialer Richtung auf das Gehäuse 24 erleichtert. Zudem kann der Vorsprung 82, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, einen Flalteschenkel 84 aufweisen, welcher an einer dem Gehäusebereich 26 abgewandten Außenseite 86 des zweiten Wandabschnitts 38 anliegt (vergleiche Fig. 6). Dieser Flalteschenkel 84 sorgt für eine zusätzliche Fixierung der Abschirmeinrichtung 30 in Richtung der Drehachse 12, wenn die Abschirmeinrichtung 30 an dem Gehäuse 24 durch Verrasten angebracht oder gehalten ist.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorvorrichtung (10) zum Erfassen eines Drehens einer Welle um eine Drehachse (12), mit einem Gehäuse (24), in welchem wenigstens ein Magnetfeldsensor (14) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Magnetfeldsensor (14) dazu ausgebildet ist, eine mit dem Drehen der Welle um die Drehachse (12) einhergehende Veränderung eines durch eine Magneteinrichtung (16) der Sensorvorrichtung (10) erzeugten Magnetfelds zu erfassen, und mit einer an dem Gehäuse (24) angeordneten Abschirmeinrichtung (30) zum Abschirmen des wenigstens eines Magnetfeldsensors (14) gegenüber einer Umgebung (28) der Sensorvorrichtung (10), wobei die Abschirmeinrichtung (30) von dem Gehäuse (24) abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (30) mittels einer Rastverbindung an dem Gehäuse (24) gehalten ist.
2. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere aus wenigstens einem Metall gebildete, Abschirmeinrichtung (30) wenigstens ein Federelement (40) aufweist, welches bei mittels der Rastverbindung an dem Gehäuse (24) gehaltener Abschirmeinrichtung (30) an dem Gehäuse (24) anliegt.
3. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abschirmeinrichtung (30) wenigstens ein erstes, insbesondere als
Rastöffnung ausgebildetes, Rastelement (46) ausgebildet ist und an dem Gehäuse (24) wenigstens ein zweites, insbesondere als Rastnase ausgebildetes,
Rastelement (48) ausgebildet ist, welches zum Herstellen der Rastverbindung mit dem ersten Rastelement (46) in Eingriff gebracht ist. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinrichtung (30) bezogen auf die Drehachse (12) in radialer Richtung auf das Gehäuse (24) aufschiebbar ist und im Querschnitt ein U-Profil mit einer im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (12) ausgerichteten Mantelwand (34) und zwei sich von der Mantelwand (34) im Wesentlichen in die radiale Richtung erstreckenden Wandabschnitten (36, 38) umfasst, wobei ein den wenigstens einen Magnetfeldsensor (14) aufnehmender Gehäusebereich (26) des Gehäuses (24) zwischen den Wandabschnitten (36, 38) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Rastelement (46) an zumindest einem der Wandabschnitte (36, 38) ausgebildet ist und/oder das wenigstens eine zweite Rastelement (48) an einem freien Endbereich (50) eines Profilteils (52) ausgebildet ist, welches an einer Wandung (54) des Gehäusebereichs (26) angeordnet ist, wobei der das zweite Rastelement (48) aufweisende Endbereich (50) des Profilteils (52) in Richtung der Drehachse (12) von der Wandung (54) des Gehäusebereichs (26) beabstandet ist.
Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Wandabschnitte (36) zumindest ein, insbesondere aus einem Wandmaterial des Wandabschnitts (36) gebildetes, Hakenelement (62) ausgebildet ist, welches einen ersten, sich in Richtung der Drehachse (12) erstreckenden Schenkel (64) und einen von dem ersten Schenkel (64) abstehenden zweiten Schenkel (66) umfasst, wobei der zweite Schenkel (66) einen Halteabschnitt (68) eines an dem Gehäuse (24) angeordneten Halteteils (70) hintergreift.
Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (70) an einer Wandung (54) des Gehäusebereichs (26) angeordnet ist, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor (14) aufgenommen ist, wobei der, insbesondere eine sich zu dem zweiten Schenkel (66) hin verjüngende Rippe (72) aufweisende, Halteabschnitt (68) des Halteteils (70) in Richtung der Drehachse (12) von der Wandung (54) des Gehäusebereichs (26) beabstandet ist.
8. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Wandabschnitte (36) mit einer dem Gehäusebereich (26) zugewandten Innenseite (78) an wenigstens einem, insbesondere einen sich zu der Innenseite (78) hin verjüngenden Endbereich (76) aufweisenden, Steg (74) anliegt, welcher in Richtung der Drehachse (12) von einer Wandung (54) des Gehäusebereichs (26) absteht, in welchem der wenigstens eine Magnetfeldsensor
(14) aufgenommen ist.
9. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Wandabschnitte (38) eine zu der Drehachse (12) hin offene
Ausnehmung (80) aufweist, in welcher infolge des Aufschiebens der Abschirmeinrichtung (30) auf das Gehäuse (24) ein Vorsprung (82) aufgenommen ist, wobei der Vorsprung (82) in Richtung der Drehachse (12) von dem Gehäuse (24) absteht.
10. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (82) einen Halteschenkel (84) aufweist, welcher an einer dem Gehäusebereich (26) abgewandten Außenseite (86) des Wandabschnitts (38) anliegt.
11. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) zum Erfassen eines beim Drehen der Welle um die Drehachse (12) aufgebrachten Drehmoments und/oder zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle ausgebildet ist.
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