WO2014094752A1 - Sensoranordnung mit einem winkelsensor sowie wälzlageranordnung - Google Patents

Sensoranordnung mit einem winkelsensor sowie wälzlageranordnung Download PDF

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WO2014094752A1
WO2014094752A1 PCT/DE2013/200280 DE2013200280W WO2014094752A1 WO 2014094752 A1 WO2014094752 A1 WO 2014094752A1 DE 2013200280 W DE2013200280 W DE 2013200280W WO 2014094752 A1 WO2014094752 A1 WO 2014094752A1
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sensor
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arc
ring segments
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PCT/DE2013/200280
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Jörg KEGELER
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
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    • G01D5/20Mechanical 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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
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    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

Definitions

  • the present invention e rif? a Sensoraoordnyng with an angle sensor for measuring twists.
  • the invention further relates to a rolling bearing assembly which comprises the * erfindungsgemiSe Senseranerdnung
  • a generic sensor arrangement and a generic Wilzler arrangement are known from WO 2011/134055 A1.
  • the generic Wälziageran extract is shown in the accompanying Fig. 2 in a perspective ⁇ uefsohnittsdar ein, the Wil ⁇ geranordnong urnletonf initially a rolling bearing 01, to which axially adjacent an angle sensor 02 is added.
  • the roller bearing 01 comprises an inner ring 03 and an outer ring 08 which can be fitted around the inner ring 03 about a rotation axis 04.
  • Di Wifzköiper 07 are held in a cage 03 (shown in Fig. 3).
  • the angle sensor 02 comprises a sensor ring 11, which is fastened to the outer ring 06 in a peripheral outer 13 of the outer ring 06 in one outer element 00 formed in the outer ring 00 Sensor ring 11, however, not rotatably attached to the outer ring 00, since the annular Halfeelement 12 in the circumferential groove 13 in the rotation axis 04 can rotate.
  • the non-rotatable design of the attachment is due to the Unistand that the outer ring 06 is slightly rotated in the outer ring 06 receiving yaschlnenelernent (not shown) during a prolonged operation.
  • the sensor ring 11 can due to the non-threefold formation of the attachment its angular Keep osit on on the rotation axis 04 "so that the measurements are not falsified with the angle sensor".
  • Oer Winkeisensar 02 further comprises an aeabAvemung 14 which rotates in a formed in the inside lug 03 Umtaufenden groove 16 with the inner ring .03. is attached.
  • the yarlverAvemung 14 has an eccentric ring shape and is in detail in the Flg. 9 and 10: put there.
  • the incisor 14 comprises the U-shaped transverse ligament of a U-shaped visual acicular nucleus 17, which is mounted in the sensor ring: 11.
  • the annular oviduct 17 (see Fig. 11) is made of a ferromagnetic material.
  • the U-shaped cross-section of the core of the core 17 forms an interior y-see 18 and an outer U-section 18, which are angled towards a U-base 21,
  • the sensor ring 11 bypasses an inner rod ing 22 and an outer pad 23, wherein between the inner support ring 22 and the outer support ring 23, an annular space 24 is formed, in which the shell core 17 and a circuit board 26 are located.
  • the board 26 is in detail In Flg. 4) and receiving coils 28 (shown in Fig. 4) are formed on the board 26.
  • the transmitting coil 2 and the receiving coil 28 are electrically connectable via a cable 29 which is cable 29 via an abelhaittation 31 on Schalenkem 17 through a recess 32 in iuSeren Stüfznng 23 out of the annulus 24.
  • the Jardinbalt für 31 continues to «toi, the Sohalenkern 17 and the board 28 against the Wäfetagerantechnischtechnischigan receiving aschlnenelement (not shown) rotates to fix ,
  • FIG. 3 shows the wedge bearing arrangement shown in FIG. 2 in a transverse sectional view.
  • Fig. 4 shows d ⁇ board 26 shown in Fig. 2 in detail.
  • the printed circuit board 26 is a printed circuit board which comprises a plurality of layers, wherein the transmitting coil 27 and the receiving coil 28 are formed as conductor tracks 36 are.
  • the P tm 28 has four equally lived and similar openings 3? on.
  • the openings 3? Each have the shape of a circular ring segment.
  • the Krelsrlngsegmeofe each have a ⁇ elpu sick! from about 60 * Through the openings 3? indymh Is the outer U-tavern!
  • Fig. 9 shows an embodiment of the fiber assembly 14 as known for the prior art swab bearing assembly shown in Fig. 2 :.
  • the IVIaiverkorperifng 1 is shown in a cross section perpendicular to the axis of rotation 04, wherein further the outer U-leg 19 and the inner Ü-Sehkel 18 are shown.
  • the aiverkorperyng 14 leads during rotation thereof opposite the Schalendem 17 (shown in Fig.
  • the eccentricity of the embodiment 14 is given by the fact that a ring width of the annular ya-body 14 changes circumferentially, namely from a minimum ring width bin to a maximum ring width and back again to minimum ring length .
  • FIG. 10 shows in detail the embodiment 14 shown in FIG. 2, in contrast to the embodiment shown in FIG. 9, the structure 14 is shown in FIG. 1.0 as having both the outer periphery of the mall embodiment 14 and the interior Scope of a & verkOrperyng 14 are formed eccentrically.
  • the angle sensor is not susceptible to displacements of the U-legs 18, 19 perpendicular to the axis of rotation 04.
  • the ring segments 38 (shown in Fig. 4) are not shown in Figs.
  • the object of the present invention is to provide a roller bearing assembly as well as a sensor device suitable therefor, ml! öeoen a multi-pole angle measurement, especially on multi-pole electric motors is possible.
  • the sensor assembly according to the invention is used to measure rotations and rotations:, where the angle representing the rotation or the rotation represents the ivless size.
  • the sensor arrangement comprises an angle sensor ; soft multi-pole is designed so that Messu genue n Pole are possible. Where n is a natural number, which is greater than 1.
  • the brevity leads to the angle sensor allowing absolute angle measurements within Orehwinkein the magnitude 380 * / n. Of course, angles greater than 360 * / n can also be measured, for example by incremental ecs steps.
  • Oils eifinäungsgemii e senororan extract is particularly suitable for a measurement of Drehwinkein a multi-pole electric motor, wherein the Wlnkeisensor and the electric motor have the same number of poles. In this case is through the Control of the engine is known at all times, in whichever direction. Sections of the full circle -the angle to be measured is formed.
  • the angle sensor initially comprises a sensor ring enclosing an axis of rotation and a center of mass rotatable relative to this sensor opening. At least one transmitting coil and a plurality of receiving coils are arranged on the sensor ring. Between the transmitting poles and the receiving coils, a magnetic circuit is formed, via which a signal is transferable.
  • the rotatable MaSvervenez forms part of the magnetic circuit.
  • the rotatable MaSvervenez forms a variable reluctance in the magnetic circuit relative to each of the individual receiving coils. This causes the reluctance of the magnetic circuit to change for the individual receiving coils when the MaflverAvemung: rotated about the axis of rotation. The change in the reluctance of the magnetic circuit is dependent on the rotation angle of the rotating belt.
  • the ring is further formed by a ring-shaped seed core which preferably has a U-shaped cross-section in a plane encompassing the axis of rotation
  • the ring shape of the sheath core is preferably arranged coaxially to the axis of rotation
  • the transmitting coil is arranged inside the sheath core
  • the merelyverAvemung is formed as a ring which sehlleit the magnetic circuit between the annular legs of the Sehaienkernes.
  • the annular legs are preferably formed coaxially to the axis of rotation.
  • the receiver coils are each partially disposed within and partially outside the Schaienkemes. As a result, the receiver coils are each great way between the two legs of the Schaienkemes.
  • One of the two annular legs of Schaienkemes is segmented, so that he ymfasat ring segments.
  • the outer leg is segmented.
  • the ring segments are preferably arranged coaxially to the axis of rotation.
  • the receiver coils each circumscribe at least one Ring segments e $ Shell core.
  • Di ring members each have substantially the shape of a circular arc.
  • the ring segments form seweils a circular arc: from whose center 'in the axis of rotation Negi
  • the circular arcs are each characterized Pieter a ltfelpunkiswlnkei which de aperture relative to the center besehreibt
  • The' angular position of the circular arc r axis of rotation can ml! an itteiradius, which forms an axis of symmetry of the respective circular arc.
  • the fVfstieiradiiäs comprises the center of the circular arc in the axis of rotation and a middle point on the: circumference of the circular arc.
  • the awakening of the wireless sensor allows for absoi - lute listening within the swirling circle between the the sensor 360 * / n. This is achieved erfindungsgemai that the ⁇ eiradlen of the circular arcs of two adjacent of the ring segments to each other each having an angle that is softer simplicity or a multiple of n ⁇ te.n fraction of the right angle.
  • the choice of the integer factor for the n fraction of the right angle can in each case be carried out as a function of the actual realizability.
  • the choice of the factor is determined, for example, by the extent of the Enipfangsspuien
  • a particular distribution of the sensor arrangement according to the invention is that the generic angle sensor makes it possible for the first time to obtain a mulipolar angular measurement.
  • the sensor arrangement according to the invention preferably comprises at least four of the ring segments of the shell core.
  • the angular positions of the ring segments are described, wherein reference is made to a reference angle position, which is basically freely selectable.
  • the weighting pacemaker can be associated with an axis of symmetry of the arrangement of the receiving spools.
  • the angular position may also be located at any position within the extent of one of the entrapment spools.
  • the average radius of the circular arc of a first of the ring segments has an angle of (4 * + 8-360 *) / nm in these preferred embodiments
  • a is a natural number, where the natural numbers are taken to include the number zero.
  • the ⁇ etradius of the circular arc 'a second one of Riogsegmente has an angle of (225 * * b'30ö e) / r * to represent clutchswlnkelposltion, where b is a natural number of ittelradius a third of Rlngsegmente has an angle? from - ⁇ 225 * * * o-SiCT) / n to the reference angle polarity where c is a natural number.
  • the circular arc of the first Ringsegrnentes preferably sets in the first quadrant with respect to the hostsswjnketpositlon
  • the center radius of the circular arc of the second Ringsegrnentes is preferably in the second quadrant with respect to the reference angular position.
  • the radius of curvature of the fourth ring segment is preferably in the fourth quadrant relative to the reference angular position.
  • the four quadrants indicated are opposite to the clockwise direction starting from the Be counted ugswlnkeiposltion.
  • the specified distribution of the ring segments on the four quadrants can be y .. a. be achieved by choosing the factors a : b ( c and d.
  • the number of rings is not directly related to the number of poles.
  • sensor assemblies according to the invention having a higher number of poles, for example, n 8 preferably have a higher number of ring segments, since the pole angles with increasing number of poles become smaller, so that the increasing number of ring segments causes the magnetic field Therefore, preferred embodiments of the present invention have at least eight of the ring segments, with the first four of the ring segments occupying the above-noted angle condyles between the respective center radius and the reference angular position. Furthermore, the center radius of the arc of a fifth of the ring segments has an angle of (45 * * a-36D e ) / n * 180 "to the reference angle.
  • the center radius of the arc of a sixth of the ring segments has an angle of (22: 5 a + . ⁇ -3 ⁇ 0 ° ⁇ / n + 180 "to the Sezu swlnkelposltlon on
  • the yitteiradius of the circular arc of a seventh of the ring segments at an angle of - (225 * + c-36ö / n -. ⁇ 18tr to the scratchswinkelpesrilon on
  • the Center radius of the arc of an eighth of the ring segment prefers an angle of 5 "+ cf-360 *) n-180 * to the pull-wire position
  • the central radius of the arc of the first ring segment and the yitteiradius of the second ring segment are preferably in the first quadrant with respect to the Bezogswinkelel poslion. Furthermore, the yitteiradlus of the circular arc of the seventh ring segment and the yitteiradlus of the circular arc of the eighth ring segment are preferably in the second quadrant with respect to the reference angular position.
  • the sensor arrangement according to the invention can also have more than eight of the ring segments, the other of the ring segments preferably being the one above for which the factors a, b, c and d change accordingly? are wihlers.
  • the nipfangsspyien are preferably durah Sinussputan and ösinusspulen formed.
  • the terms "Slnusspyle and ..Kosinusspute * are known from the ' state of the art, for example us the WO 2011/134955 ⁇ 2:
  • each of the pairs of sine-wave elements includes a positive sine coil and a negative sine coil.
  • the signals measurable by the positive sinusoidal coil and the negative sinusoidal pole during the rotation of the I-body relative to the sensor ring have an electrical perlode which represents a bending angle between the magnetic field and the sensor ring of 3S / n, in the same way
  • Cosine pairs preferably formed in pairs: each of the pairs of cosine pairs comprising positive cosine poles and negative cosine coils
  • the signals measurable with the positive cosine coil and with the negative cosine coil during rotation of the body relative to the sensor ring have an electrical perlode which subtends an angle of intersection of the dimensions and the sensor ring of 360 * n.
  • the positive sinusoidal coil prefers the first ring segment.
  • the negative cosine coil ymschllei i prefers the third ring segment Scbllef iich unischiiel the positive Koslnusspyle prefers the fourth Riogsegmaot
  • the said allocation of Slnysspuien and Kosh nesspyfen to the Rlngsegmentan is particularly preferably when the sensor arrangement according to the invention exactly one pair of Slnyspuien, exactly one pair of Koslnusspylen and exactly four of the ring segments yrngest; In 'the above .Aus enclosuresformen the erfindyngsgemä & en scythe arrangement with eight of the ring segments the Sensorano comprises?
  • D "ting bevörzygt two pairs of the Sin" sspulen and two pairs of Kosimisspulert case encloses the positive Sinusspyie of the first of the two pairs of Sinusspuiers preferably, the first Annulus
  • the negative sinusoidal sense of the first of the two pairs of sinusoidal coils encloses the second ring segment in an excited manner.
  • the negative cosine pole of the first of the two pairs of cosine coils preferably surrounds the third element of the ring.
  • the positive cosine coil of the two pairs of the cosine pus prefers to surround the fourth ring segment.
  • the positive sine coil of the second of the two pairs of sinusoids preferably encloses the fifth ring segment.
  • the sensor arrangement according to the invention particularly preferably comprises exactly two pairs of sinusoids, exactly two pairs of the compound pigtails and exactly eight of the ring segments,
  • the circular arcs of the ring segments each have a mean angular momentum equal to the nth fraction of the right angle.
  • the circular arcs of the ring segments each have an angle of elevation which is smaller than the nth fraction of the right angle.
  • the receiving coils are preferably arranged radially along the segment-shaped annular leg of the shell core relative to the axis of rotation.
  • the receiving spools each have the same distance to the axis of rotation on particular, preferably the Emp- Fangsspylen referred to the Rötatlonaehse äquldlstant along the segment-like annular leg of Sehaien ernss arranged.
  • each of the ring segments is surrounded by exactly one of the receiver coils, it may be advantageous, particularly in the case of higher-pole angle sensors, for the sensor arrangement according to the invention that each of the receiving columns encloses several of the ring segments The reason for this is that, in the case of higher pole angular momenta, the angular velocities of the ring segments are comparatively small.
  • each of the receiving coils encloses a number m of the ring segments, where m ⁇ rnax (1: Ln / j) st
  • / 4j describes the integer part of n / 4 5
  • the dimensional standard preferably has an annular cross-section perpendicular to the axis of rotation In each of these peripheral sections, May increases from a ring of the ring beginning with a minimum ring width to a naximal ring rite, and again up to the ring minimum ring width. This results in an eccentrically trained Rin having n asdma and n minima.
  • the variable annularity may be caused by a variable outer radius of the ring or by a variable inner radius of the ring.
  • the ring has both a variable inner radius and a variable outer radius to effect the variable ring width u.
  • the inventionsgeniaiXe Wal iagerao initially includes a Wälzlager0 with; a first tagernng and a first bearing ring rotatable second bearing ring.
  • the Wäiziageranix comprises the Erflndungs- sensor array, wherein the Sensorhng is coupled to the first bearing ring and wherein the unlessverAvemyng rotary with the zw in Lager- Hrsg rbanti st
  • the coupling of the sensor ring with the first L ger ing causes the sensor ring rotatably with a first bearing ring receiving aschinenetement veft) ind) ar is. Consequently, the sensor arrangement serves to measure a rotation angle between a cylinder element which is received by the spindle and which is opposite the first bearing ring receiving the roller bearing element.
  • first bearing ring and the second bearing ring Wälzkör preferably are arranged
  • Oer first bearing ring is preferably formed by a LagerauSenring while the second storage is preferably formed by a lagerlnnewing,
  • Fig. 1 a circuit board and four ring segments of a preferred embodiment of the invention - according to the sensor arrangement;
  • Fig. 2 is a perspective cross-sectional thinning of a prior art gallstone rolling bearing assembly
  • Lsg, 4 an In F jg. 2 shown board in an oetaiida steep g;
  • Flg. 5 a board and four ring segments of a preferred embodiment
  • Fig. 7 is a Piatine and eight Ringsegmenle ⁇ us entriess- a preferred form of em 'ndyrsgsge äilen Sensoranorüppe with a four-pole angle sensor;
  • FIG. 8 shows a P me and four ring segments of a modified embodiment of the inventive sensor arrangement with an eight-pole angle sensor
  • FIG. 9 a dimensional representation as known for the prior art WiiZa geranordnursg shown in Fig. 2:
  • FIG. 11 shows an embodiment of a preferred embodiment of the sensor arrangement according to the invention.
  • Flg. 12 shows an averaging operation of a particularly preferred embodiment of the sensor arrangement according to the invention.
  • Fig. 1 shows the board 28 and the four ring segments 38 of a preferred embodiment of the present invention.
  • This configuration of the sensor arrangement according to the invention is similar in its construction to the angle sensor 02 shown in FIGS. 2 to 4 and differs exclusively in the embodiment of the embodiment 14 and the ring segments 38 (see FIG. A, the sensor arrangement according to the invention preferably forms a Waiziager arrangement together with the roller bearing 01 shown in FIG. 4
  • the embodiment of the ring segments 38 shown in FIG. 1 results in that the serisor anchorage represents a two-pole angle sensor with n.sup.2.
  • FIG. 1 The representation shown in FIG. 1 is with the illustration in Flg. 4 comparable, bet the board 28 with the four ring segments 38 in a single-pole design according to the prior art shows. Therefore, in the same way, the transmitting coil 2? and the four food spools 28 are shown,
  • the reference oscillating position 41 is symmetrical between the receiving coils 28, so that the reference digit 41 simultaneously represents an angular position position for the angle measurement with the sensor assembly according to the invention.
  • the reference oscillating position 41 corresponds to the zero value ⁇ * of the sensor groundnong.
  • the reference value can also be selected at a different angular position.
  • the tension oscillation position may differ from the retainer angle 0 "of the sensor arrangement;
  • a first ring segment 42 of the four ring segments 38 has a Mlttefradins 43 which has an angle o to thehostswinkeiposition 41.
  • a second ring segment 44 of the four ring segment 38 has an Atelradius 46 which has an angle fi to the communicationsswinkeiposition 41.
  • a third Ringsegmen! 47 of the four ring segments 38 has a center adlus 48 which has an angle y to the reference angular position 41.
  • a fourth ring segment 49 of the four ring segments 38 has a central radius 61 which has an angle ⁇ to the reference swivel position 41.
  • the angle o has the size (6 * + a-3S ⁇ : s ) n, where n ⁇ 2 applies to the two-pole sensor shown, BrfindungsgemäS Is the angle ß equal (225 s ⁇ + b- 360 * 1 / n. Bri tungungsgerntB Ist the angle ⁇ is the same -. $ 22 * * e-36 ⁇ e) The angle ⁇ Alike erfind ungsgemM -.
  • ⁇ 45 * * + d 3601 / n The factors a, b, c and d are natural numbers and greater than or equal to zero, between the ittefradlus 43 of the first ring segment 42 and the M iftelradio 51 of the fourth Ringsegrnentes 49 is: an angle ⁇ spanned.
  • is an angle between the clamped with "telradius 48 of the third ring segment 4? and the central radius 6 of the second ring segment 44 is an angle r spanned.
  • an angle 8 is spanned
  • the angles ⁇ , ⁇ , and ⁇ are equal to the single or a multiple of the nth fraction of the right angle, wöbe! in the two-pole sensor shown rt »2 Ist
  • Each of the four ring segments 38 has the shape of a circular arc.
  • the circular arcs each have a center point htnkei h, as shown by the example of the second ring segment 44-
  • the Mieilpenktswinkel ⁇ can be up to 90 * / n groi.
  • the center angle of the ring member 38 is reduced in many cases, particularly by the extension of the receiving coils 28.
  • FIG. 5 shows the platens 26 and the ring segments 38 of a preferred embodiment of the sensor arrangement according to the invention with a four-pole angle sensor. This embodiment is similar to the embodiment shown in FIG. 1 under the assumption b that n a 4 is. Incidentally, other values can be selected for the factors a, b, c and d.
  • FIG. 8 shows the circuit board 26 and the four ring segments 38 of a further preferred embodiment of the sensor arrangement according to the invention with an angle-type angle sensor.
  • This version is similar to the one in Flg. 1 embodiment under the measure. that n ⁇ 8 is.
  • ig. 7 shows the plati 26 and the eight ring segments 38 of another preferred embodiment of the end-user sensor assembly with a four-pole angle sensor.
  • This embodiment includes eight of the receiver coils 28 and eight of the ring segments 38.
  • this embodiment includes adjacent ring segments 42 shown in FIG , 44, 47, 40 a fifth ring segment 53 is ring segments 38, which has a ivlitelradius 54.
  • a sixth ring segment 56 of the ring segments 38 has a Mitfeiradius 57.
  • Egg seventh ring segment 58 of the ring segments 38 has a central radius 59.
  • An eighth ring segment 61 of Ring segments 38 define a radius of radius 62.
  • the arrangement of the first four ring segments 42, 44, 47, 49 is similar to the arrangement shown in Figure 1, provided that n ⁇ 4, the factors being ; , c and d are chosen accordingly. Since fifth ring segment 53 is offset to 18CF to the first ring segment 42.
  • the sixth ring segment 56 is offset by 188 ° to the second ring segment 44.
  • the seventh ring segment 58 is offset 1.88 * to the third ring segment 47.
  • the eighth ring segment 61 is offset 180 "to the fourth ring segment 49.
  • the fifth ring segment ⁇ 3 recirculating transmitting coil 28 is formed by a positive sinusoid
  • the receiver coil 28 surrounding the sixth ring segment 56 is formed by a negative Slnusspuie.
  • the seventh ring member 58 enclosing the scavenger coil 28 is formed by a negative cosine coil.
  • the receiver coil 28 enclosing the eighth ring segment 61 is formed by a positive resin tube.
  • FIG. 8 shows the PMim 26 and the four ring segments 38 of a modified embodiment of the present invention sensing arrangement an oblique vVInkelseosor. The arrangement of the four ring segments 38 with respect to the tension angle position 41 is similar to the representation shown in FIG.
  • Fig. 11 shows the dimension of a preferred embodiment of the sensor apparatus according to the invention.
  • This is dfe. façade 14 of a bipolar femoral sensor.
  • the view of FIG. 11 is similar to views of FIGS. 9 and 10, showing mail subject syndromes 14 according to the prior art.
  • the scallop 14 is eccentric, with a maximum of the circular cut 14 along its circumference having two minima and i maxlma! In each case one of the maxims and one of the minima are located in a peripheral section of 188 * .
  • the MaS embodiment of the embodiments of the inventive sensor arrangement for other furaheads n have, according to n, the maxim and n of the minima of the ring-shaped coils.
  • FIG. 12 shows the corn body 14 of a particularly preferred embodiment of the embodiment of the sensor arrangement according to the invention.
  • the embodiment shown in FIG. 12 differs from the aislebodyne shown in FIG. 1 in that it is designed to be doubly eccentric.
  • centric only the variation of the outer radius of the ring-shaped corncobber ring 14 is effective. is in the mecanicverkörung shown in FIG. 12, the eccentricity e e by en Van ' ation of the outer radius as well as - a variation of the inner radius of the ring shape of the outer body 14

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit einem Winkelsensor zur Messung von Verdrehungen. Der Winkelsensor ist mehrpolig ausgebildet, sodass Messungen über n Pole ermöglicht sind. Er umfasst zunächst einen eine Rotationsachse (04) umschliessenden Sensorring und eine relativ zu diesem Sensorring rotierbare Massverkörperung. Auf dem Sensorring sind eine Sendespule (27) und mehrere Empfangsspulen (28) angeordnet. Zwischen der Sendespule (27) und den Empfangsspulen (28) ist ein magnetischer Kreis ausgebildet, welcher die Massverkörperung und einen Schalenkern (17) mit zwei Schenkeln (19) umfasst. Dabei bildet die Massverkörperung eine variable Reluktanz in dem magnetischen Kreis. Einer der beiden Schenkel (19) des Schalenkernes (17) ist segmentartig ausgebildet, sodass er Ringsegmente (38) umfasst. Die Empfangsspulen (28) umschliessen jeweils eines der Ringsegmente (38). Die Ringsegmente (38) bilden jeweils einen Kreisbogen mit einem Mittelradius (43, 46, 48, 51) aus. Erfindungsgemäss weisen die Mittelradien (43, 46, 48, 51) der Kreisbögen zweier benachbarter der Ringsegmente (42, 49; 44, 42; 47, 44; 49, 47) jeweils einen Winkel (ε, ζ, η, θ) zueinander auf, welcher das Einfache oder ein Mehrfaches des n-ten Bruchteiles des rechten Winkels beträgt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wälzlageranordnung.

Description

Bm m ^mm mli &m nfeelserssor so ie Wi tagefanordirsui g
Die vorliegende Erfindung e rif ? eine Sensoraoordnyng mit einem Winkelsem- sor ur Messung von Verdrehungen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wälz- lageranordnung* welche die erfindungsgemiSe Senseranerdnung umfasst
Eine gattungsgen iEe Sensoranordnung und eine gattungsge iaEe Wilzla- geranordnung sind ans der WO 2011/134055 Ä2 bekannt. Die gattungsgemaSe Wälziageranordnung ist in der beigefügten Fig. 2 in einer perspektivischen öuefsohnittsdarstellung gezeigt, Die Wil^geranordnong urnfassf zunächst ein Wäl lager 01, an weiches axial benachbart ein Winkelsensor 02 angefügt ist. Das Wälzlager 01 umfaest einen Innenring 03 und einen um den innenring 03 um eine Rotationsachse 04 mtierbaren Außenring 08. Zwische dem innenring 03 und dem Außenring 06 befinden sich äizköfper 0? in form von Kugein. Di Wifzköiper 07 werden In einem Käfig 03 (gezeigt in Fig. 3) gehalten. Der Raum zwischen dem Außenring 06 und dem Innenring 03 ist nach außen durch eine Dichtscheibe 09 abgedichtet Der Winkelsenser 02 umfasst einen Sensorring 11, welcher mithälfe eines Hai- teelementes 12 in einer im Außenring 00 ausgebildeten umlaufenden ut 13 am Außenring 06 befestigt Ist Dabei Ist der Sensorring 11 jedoch nicht drehfest am Außenring 00 befestigt, da das ringförmige Halfeelement 12 In der umlaufenden Nut 13 iim die Rotationsachse 04 rotieren kann. Die nicht drehfeste Ausbildung der Befestigung ist dem Unistand geschuldet dass der Außenring 06 in dem den Außenring 06 aufnahmenden yaschlnenelernent (nicht gezeigt) während eines längeren Betriebes geringfügig gedreht wird. Der Sensorring 11 kann aufgrund der nicht drehlesten Ausbildung der Befestigung seine Winkel- osit on auf der Rotationsachse 04 beibehalten« sodass d e Messungen mit dem Winkelsensor nicht verfälscht werde«.
Oer Winkeisensar 02 umfasst weiterhin eine aeverkörperung 14, welche in einer im Innen lug 03 ausgebildeten umtaufenden Nut 16 drehtest mit dem Innenring .03. befestigt ist. Die yarlverkörperung 14 weist eine exzentrische Ringform auf und ist im Detail in den Flg. 9 und 10: da gestellt. Die ^aßverkörperung 14 sehlieSt die U-föimige Quersehnltisferm eines U-förmlgan Sehaienkernes 17, welcher Im Sensorring: 11 befestigt ist, Der ringförmige Schafenkern 17 be>- steht aus einem ferromagnetischen Material. Der U-Iormige Querschnitt des Sehalenkernes 17 bildet einen Innere y~Sehenkef 18 und einen äu&eren U-Sehenkei 18, welche gegenüber einer U~Sasis 21 abgewinkelt sind,
Der Sensorring 11 umlassf einen inneren Stüter ing 22 und einen äußeren StOtzflng 23, wobei zwischen dem inneren Stützring 22 und dem äußeren Stützring 23 ein Ringraum 24 ausgebildet ist, in welchem sich der Schalenkern 17 und eine Platine 26 befinden. Die Platine 26 ist im Detail In Flg. 4 gezeigt Auf der Platine 26 sind eine Sendespyie 27 (gezeigt In Fig. 4} und Empfangsspulen 28 (gezeigt In Fig. 4) ausgebildet. Die Sendespuie 2 und die Emp- fangsspule 28 sind über ein Kabel 29 elektrisch anschlieSbaf, Das Kabel 29 ist über eine abelhaiterung 31 am Schalenkem 17 durch eine Aussparung 32 im iuSeren Stüfznng 23 nach außerhalb des Ringraumes 24 geführt. Die Kabelbalterung 31 dient weiterhin «toi, den Sohalenkern 17 und die Platine 28 gegenüber dem die Wäfetageranordnung aufnehmenden aschlnenelement (nicht gezeigt) drehtest zu fixieren.
Flg. 3 zeigt die In Flg, 2 gezeigte Wilzlageranordneng in einer Quersehnittsclar- stellung. flg. 4 zeigt d© In Fig. 2 gezeigte Platine 26 Im Detail. Auf der Platine 26 sind die Sendespule 27 und die Empfangsspulen 28 ausgebildet. Bei der Platine 26 handelt es sieh um eine Leiterplatte, welche mehrere Schichten umfasst wobei die Sendespule 27 und die Empfangsspule 28 als Leiterbahnen 36 ausgebildet sind. Die P tm 28 weist vier gleich verlebte und gleichartig ausgebildete Öffnungen 3? auf. Die Öffnungen 3? weisen Jeweils die Form eines Kreisringsegmentes auf. Die Krelsrlngsegmeofe besitzen jeweils einen Äelpu krank ! von etwa 60* Durch die Öffnungen 3? indymh Ist der äuBere U-Schenke! 10 des Sohalenkernes 17 eführ , sodass der Schalenker 17 die Sendespule 27 vollständig ymschlie&l während er die Ernpfangss ul n 28 Jeweils etwa nur zw Hälfte umsdifießt Oe an sic ringförmig ausgebildete äußere U-Schenkel i ist in seiner Ringform imterferochen, sodass er durch die Öffnungen 37 hindurch ragen kann:. Aufgrund der Unterbrechungen der Ringform des äußeren U-Sehenkels 19 sind Ringsegmente 38 ausgebildet, welche Jeweils di Form eines Kreisbogens besitzen. Di Kreisbögen weisen jeweils einen ittelpunkts- wlnkel von etwa 60* auf,
Fig. 9 zeigt ein Ausführung der fvlaS erkörperyng 14, wie sie für die in Fig. 2: gezeigt Wäizlageranordnung aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die IVIaiJverkorperifng 1 ist in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse 04 dargestellt, wobei weiterhin der äuBere U-Schenkel 19 und der innere Ü-Sehenkel 18 dargestellt sind. Die aiverkorperyng 14 führt während einer Verdrehun derselben gegenüber dem Schalendem 17 (gezeigt in Fig. 2} zu einer variablen Reluktanz des durch den Schalenkern 17 und die a&verkörpe- rung 14 gebildeten magnetischen Kreises in Bezu auf einzelne der Empfangs- spulen 28 (gezeigt in Fig, 4), da die a&verköfperung 14 exzentrisch ausgebildet Ist. Die Exzentrizität der a verkörperung 14 ist d durch gegeben, daas sich eine Ringbreit der ringförmigen ya&verkörperung 14 umfänglich ändert, nämlich von einer minimalen Ringbreite bin zu einer maximalen Ringbreite und wieder zurück zu minimalen Rlnghrelle,
Flg. 10 zeigt die In Fig. 2 gezeigte yaßverkörperung 14 im Detail, im Gegensat zu der In Fig. 9 gezeigten aBverkorpernng ist die yaS erkörperung 14 in Fig. 1.0 doppelex enthsol ausgebildet, da sowohl der äuüere Umfang der Mall- Verkörperung 14 als auch der Innere Umfang der a&verkOrperyng 14 exzentrisch ausgebildet sind. Hierdurch is der Wlnkelsensor unanfälilger gegenüber Verschiebungen der U-Schenkel 18, 19 senkrecht zur Rotationsachse 04. Bei den In Fig, 9 und Flg.. 10 ge eigten: aySeren Ü-Sß önkel« 19 i t di Au biß düng der Ringsegmente 38 (gezeigt in Fig. 4} nicht dargestellt. Die in der WO 2011/134955 A2 gezeigte Wilzlagefanordnung ermöglicht - absolute Winketmessungen zwischen 0 und 3S0Ö, Hierdurch ist sie beispielsweise zur Lagerung einer Weile eines einpoligen Elektromotors geeignet. Daher wird der in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Winkelsensor 02 auch als einpolig charakterisiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besieht ausgehend von der in der WO 2011/134955 Ä2 gezeigten Lösung darin, eine älzlageranorclnung sowie eine dafür geeignete Sensoranordnuog bereitzustellen, ml! öeoen eine mehrpolige Winkelmessung, insbesondere an mehrpoligen Elektromotoren ermöglicht ist.
Die genannte Aufga e wird gelöst durch eine Sensoranordnung ge äß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch eine Wälzlageranordnung gemäi dem beigefugten nebengeordneten Anspruch 10.
Die enlndungsgemiSe Sensoranordnung dient der Vermessung von Verdrehungen und Rotationen:,: wo ei der die Rotation bzw. die Verdrehung kennzeichnend Winkel die ivlessgröSe darstellt. Die Sensoranordnung umfasst einen Winkelsensor; weicher mehrpolig ausgebildet Ist, sodass Messu gen übe n Pole ermöglicht sind. Dabei stellt n eine natürliche Zahl dar. welche grö- Her als 1 ist. Die ebrpollgkeit führt, dazu, dass der Winkelsensor absolute Winkeimessungen innerhalb von Orehwinkein der Gröie 380* / n ermöglicht. Selbstverständiich können auch Winkel größer als 360* / n gemesse werden, beispielsweise durch inkrementelle ecs-schritte. Öle eifinäungsgemii e Sen- soranordnung ist insbesondere für eine Messung von Drehwinkein eines mehrpoligen elektrischen Motors geeignet, wobei der Wlnkeisensor un der elektrische Motor die gleiche Anzahl an Polen besitzen. In diesem Fall Ist durch die Änsteuer ng des Moto s jederzeit bekannt, in welc em der rt umfänglichen. Abschnitte des Vollkreises -der zu vermessende Winkel ausgebildet ist.
Oer Winkelsensor umfasst zunächst einen eine Rotationsachse umschließen- den Sensorring und e ne relativ zu diesem Sensöfhng rotierbare Mallverkörperung. Auf dem Sensorring sind mindestens eine Sendespule und mehrere Empfangsspulen angeordnet. Zwischen der Sendespole und den Empfangsspulen ist ein magnetischer Kreis ausgebildet, über den ein Signal übertragbar Ist. Die rotierbare VlaSverkörperyng: bildet einen Teil des magnetischen Kreises. Dabei bildet die rotierbare MaSverkörperung eine variable Reluktanz in dem magnetischen Kreis bezogen auf jeweils einzelne der Empfangsspulen aus. Dies führt dazu, dass die Reluktanz des magnetischen Kreises sich für die einzelnen Empfangsspulen ändert, wenn die Maflverkörperung: um die Rotationsachse rotiert. Die Veränderung der Reluktanz des magnetischen Kreises Ist von dem Drehwinkei der rotierbafen rVlaSverkörperuog abhängig.
De magnetische. Kreis ist weiterhin durch einen ringförmigen Sehatenkern gebildet weicher in einer die Rotationsachse umfassenden Ebene bevorzugt einen ü"förmigen Querschnitt aufweist. Die Ringform des Schaienkernes ist be- vorzugt koaxial zu der Rotationsachse angeordnet. Die Sendespule ist innerhalb de Schaienkemes angeordnet. Der Schalendem weist zwei Schenkel auf, welche ihrerseits ebenfalls eine Ringform besitzen. Die aßverkörperung ist als Ring ausgebildet, welcher den magnetischen Kreis zwischen den ringförmigen Schenkeln des Sehaienkernes sehlleit. Die ringförmigen Schenkel sind bevor- zogt koaxial zur Rotationsachse ausgebildet.
Die Empfangsspulen sind jeweils teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Schaienkemes angeordnet. Demzufolge befinden sich die Empfangsspulen jeweils tollweise zwischen den beiden Schenkeln des Schaienkemes. Einer der beiden ringförmigen Schenkel des Schaienkemes Ist segmentartig ausgebildet, sodass er Ringsegmente ymfasat. Bevorzugt Ist der äußere Schenkel segmentartig ausgebildet. Die Ringsegmente sind bevorzugt: koaxial zur Rotationsachse angeordnet. Die Empfangsspulen umschiieilen jeweils mindesten eines dar Ringsegmente e$ Schalenkernes. Di© Ringaegrnente weisen jeweils im Wesentlichen die Form eines Kreisbogens auf. Jedenfalls bilden die Ringsegmente seweils einen Kreisbogen: aus, dessen Mittelpunkt 'in der Rotationsachse negi Die Kreisbögen sind Jeweils charakterisiert durc einen ltfelpunkiswlnkei, welcher d e Öffnung gegenüber dem Mittelpunkt besehreibt Die 'Winkellage des Kreisbogens r Rotationsachse kann ml! einem itteiradius besehneben werden, weicher eine Symmetrieachse des- Jeweiligen Kreisbogens bildet Der fVfstieiradiiäs umfassf den Mittelpunkt des Kreisbogens In der Rotationsachse und einen mittleren Punkt auf dem: Umfang des Kreisbogens.
Die ehrpollg eit des Wlnkeisensors ermöglicht absolyte Wlnkeirnessungen Innerhalb vo Drehwmteln zwischen der
Figure imgf000008_0001
dem Sensor von 360* / n. Dies wird erfindungsgemai dadurch erzielt, dass die Äeiradlen der Kreisbögen zweier benachbarter der Ringsegmente jeweils einen Winkel zueinander aufweisen, weicher das Einfache oder ein Mehrfaches des n~te.n Bruchteiles des rechten Winkels beträgt. Die Wahl des ganzzabligen Faktors für den n en Bruchteil des rechten Winkels kann dabei jeweils in Abhängigkeit von der p aktisch Realisierbarkeit erfolgen. Die Wahl des Faktors wird beispielsweise durch die Ausdehnung der Enipfangsspuien bestimmt
Ein besonderer Verteil der erfsndungsgemä&en Sensoranordnung besteht darin, dass der gattungsgemäße Winkelsenso erstmalig eine m hrpolige Winkel- messuog ermöglicht. Die erflndungsgemäSe Sensoranordnung umfasst bevorzugt mindestens vier der Ringsegrnente des Schalenkernes. Im Folgenden sind die Winkelpositionen der Ringsegmente beschrieben, wobei Bezug genommen ist zu einer Bezugs- winkelposition, welche grundsätzisch frei wählbar ist. Die Bezugewinkeiposittoo kann mit einer Symmetrieachse der Anordnung der Empfangsspuien zusamh men lallen. Die Be ugswinkelposifion kann aber auch an einer beliebigen Position Innerhalb de Ausdehnung einer der Enipfangsspuien angeordnet sein. Der littelradius des Kreisbogens eines ersten der Ringsegmente weist bei diesen bevorzugten Äusföhrungsformen einen Winkel von (4 * + 8-360*} / n m der Bezugswlnkelposltion auf, Dabei ist a eine natürliche Zahl, wobei die natürlichen Zahlen h er so aufgefaßt werden, dass sie die Zahl Null einschließen. Der Äetradius des Kreisbogens' eines zweiten der Riogsegmente weist einen Winkel von (225* * b'30öe) / r* zu dar Bezugswlnkelposltion auf, wobei b eine natürliche Zahl ist Der ittelradius eines dritten der Rlngsegmente weist einen Winke! von -{225* * o-SiCT) / n zu der Bezugswinkelpo l ion auf wobei c ein natürliche Zahl ist. Sc fiei ieh weis!: der itteiradius des Kreishegens eines vierten der RIngsegmeote einen Winkel von ~{4S* * d-36öö) n zu der Be ugs» Winkelposition auf, wobei d eine natörliohe Zahl ist Die Winkelscheitel der - gegebenen Winke! liegen dabei grundsätzlich in der Rotationsachse. Die Mittel- radien und der .durch die Bezygswinkelposiion def nierte Strahl liegen in einer Eben se kre ht zur Rotationsachse, Die Faktoren a, b; o und d können etf - dungsgemäfe frei gewählt werden, um die praktische Realisierbarkeit der Sensoranordnung zu gewährleisten.
Der ! !iteiradius das Kreisbogens des ersten Ringsegrnentes legt bevorzugt im ersten Quadranten bezogen auf die Bezugswjnketpositlon, Der Mittelradius des Kreisbogens des zweiten Ringsegrnentes liegt bevorzugt Im zweiten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition. Der fvlsttelradios des Kreisbogens des duften Ringsegmentes liegt bevorzugt Im dritten Quadranten bezogen auf die Biezügs inkelpositlon, Sehliei ich liegt der iftelradlus des Kreisbogens de vierten Ringsegmentes bevorzugt im vierten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition, Die angegebenen vier Quadranten sind hier entgegensetzt dem Uhrzeigersinn ausgehend von der Be ugswlnkeiposltion gezählt. Die angegebene Verteilung der Ringsegmente auf die vier Quadranten kann y.. a. durch die Wahl der Faktoren a: b( c und d erzielt werden.
Di Anzahl der Ringsegniente ist nicht unmittelbar an die Anzahl der Pole .ge~ koppelt. Jedoch weisen ertindungsgemäSe Sensoranordnungen mit einer höheren Polzahl von beispielsweise n 8 bevorzugt aueh eine höhere Anzahl der Ringsegmente auf, da die Mlttelpunktswlnkel mi steigender Polzahl kleiner werden, sodass durch die steigende Anzahl der Ringsegmente der magnetb sehe Widerstand des magnetischen Kreises nicht allzu seh sinkt Daher weisen bevorzugte Ausführyngsformen der erflndyngsgemä&en Sensoranordoyng mindestens acht der Ringsegmente auf, wobei die ersten vier der Ringsegmente die oben angegebenen Winkeipositlone zwischen dem jeweiligen Mitteifa- dius und der Bezugswlnkelposition einnehmen. Weiterhin weist der Mittelradius des Kreisbogens eines fünften der Ringsegmente einen Winkel von (45* * a-36De) / n * 180" zu der BezugswInkelpositiQn auf Bevorzugt weist der Mittelradius des Kreisbogens eines sechste der Ringsegmente einen Winkel von (22:5a + ο-3β0°} / n + 180" zu der Sezu swlnkelposltlon auf. Bevorzugt weist der yitteiradius des Kreisbogens eines siebte der Ringsegmente einen Winkel von -(225* + c-36ö / n - 18tr zu der Bezugswinkelpesrilon auf. Schließlich weist der Mittelradius des Kreisbogens eines achten der Ringseg- menie bevorzugt einen Winkel von 5" + cf-360*) n - 180* zu der Sezugswln- keiposition auf,
Bei de Ausföhrungsfdrmen mit acht der Ringsegmente liegen der Mittelradius des Kreisbogens des ersten Ringsegmentes und der yitteiradius des zweiten Ringsegmentes bevorzugt Im ersten Quadranten bezogen auf die Bezogswin- kelposlion. Weiterhin liegen der yitteiradlus des Kreisbogens de siebten Ringsegmentes und der yitteiradlus des Kreisbogens des achten Ringsegmentes bevorzugt im zweiten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition. Weiterhi liegen bevorzugt der yitteiradlus des Kreisbogens des fünften Ring- Segmentes und der yitteiradlus des Kreisbogens des sechsten Ringsegmentes bevorzugt im dritten Quadranten bezogen auf die Bezugswlnkelposltlön. Sehiie&iich Hegen bevorzugt der Mitielracte des Kreisbogens des dri en ing» Segmentes und der yitteiradlus des Kreisbogens des vierten Ringsegmente Im vierten Quadranten bezogen auf die Bezugswlnkelposition. Die angegebene Verteilung der Ringsegmente ayf die vier Quadranten kann u. a, durch die Wahl der Faktoren a.'fe, c und d erzielt werden.
Die erfindungsgem e Sensoranordnung kann auch mehr als acht der Ringsegmente besitzen, wobei die weiteren der Ringsegmente bevorzugt die oben angegebenen inkelposltlonen aufweisen, wofür die Faktoren a, b, c und d entsprechend wechend Ä? wihlers sind.
Die nipfangsspyien sind bevorzugt durah Sinussputan und ösinusspulen gebildet. Die Begriffe„Slnusspyle und ..Kosinusspute* sind aus dem 'Stand der Technik, beispielsweise us der WO 2011/134955 Ä2 bekannt:
Die Sinusspulen sind bevorzug! paarweise ausgebildet wobei Jedes der Paare der Sinusspylen eine positiv» Sinusspule und eine negativa Sinusspule um- fass . Die mit der positiven Sinusspule und die mit dar negativen Sinusspute w hrend des Drehens der I laSverkörperung gegenüber dem Sensorring messbaren Signale weisen eine elektrische Perlode auf, welche einen Dfahwlnkel zwischen der yaSverkdrperuag und dem Sensorring von 3S£ / n repräsentiert, in gleicher Weise sind die Kosinusspuien bevorzugt paarweise ausgebildet: wobei jedes der Paare der Kosinusspuien eine positive Kosinosspyle und eine negative Kosinusspule yrnfasst Die mit der positiven Koslnusspule und die mit der negativen Koslnusspule während des Drehens dar Maiverkörperuag gegenüber dem Sensorring messharen Signale weisen eine elektische Perlode auf, weiche einen Pfehwinkel zwischen der MaBverkörparung und dem Sensor- ring von 360* n repräsentiert.
Bei den oben genannten Äusführungsformen, bei denen vier der Ringsegmente auf die vier Quadranten aufgeteilt sind und die ein Paar der Sinussputen und ein Paar der Kosinussputen umfassen, ymscblieSt die positive Sinusspule be- vorzogt das erste Ringsegment. Bevorzugt umsehlleS. die negative Sirtasspule des zweite Ringsegment Die negative Kosinusspule ymschllei i bevorzugt das dritte Ringsegment Scbllef iich unischiiel die positive Koslnusspyle bevorzugt das vierte Riogsegmaot Die genannte Zuordnung der Slnysspuien und Kosh nesspyfen zu den Rlngsegmentan liegt besonders bevorzugt dann vor, wenn die erfindungsgemlBe Sensoranordnyng genau ein Paar der Slnysspuien, genau ein Paar der Koslnusspylen und genau vier der Ringsegmente yrnfasst; Bei' den oben genannten .Ausführungsformen der erfindyngsgemä&en Sensen- anordnung mit acht der Ringsegmente umfasst die Sensorano?d«ting bevörzygt zwei Paare der Sin«sspulen und zwei Paare der Kosimisspulert Dabei umschließt die positive Sinusspyie des ersten der beiden Paare der Sinusspuiers bevorzugt das erste Rlngsegrnent Bevorzugt umschließt die negative Sinus- spu e des ersten der beiden Paare der Sinusspulen bevörzygt das zweite Ringsegment. Dte negative Kosinusspute des ersten der beiden Paare der Kosinusspulen umschließt bevorzugt das dritte Rlngsegrnent Die positive Kosinusspule de ers en der beiden Paare der Koslnussputen umschließt bevorzugt das vier« te Ringsegment. Die positive Sinusspule des zweiten der beiden Paare der Sinusspyien umschließt bevorzugt das fünfte Ringsegrnent, Die negative Si- nysspnle des zweiten der beiden Paare der Sinussputen, umschließt bevorzugt das sechste Ringsegmeni Die negativ Kosinysspuie des zweiten der beiden Paare der Kosinussputen umschließt bevorzugt das siebte Rsngsegoien Schließlich umschlie&f die positive Köslnusspule des zweiten der beiden Paare de Kosinusspulen bevorzugt das achte Ringsegment, Bei der genannten Zu- Ordnung der Sinus- und Kosinusspulen zu de acht Ringsegmenten umfasst die erfindungsgemäße Sensoranordnung besonders bevorzugt genau zwei Paare der Sinusspyien, genau zwei Paare der Koslnussputen und genau acht der Ringsegmente,
Bei bevorzugten Äusfubrungsformen der edfndungsgemaße Sensoranord- nüng weisen die Kreisbögen der Ringsegmente jeweils einen Mltfelponkfswin- kel auf welcher gleich dem n-ten Bruchteil des rechten Winkels ist Allerdings kann es für die technische Realisierharkelt von Vorteil sein, dass die Kreisbögen der Ringsegmente jeweil einen iftelpunkfswinkel besitzen, weicher kleiner als der n-te Bruchteil des rechten Winkels ist.
Di Empfangsspulen sind bezogen auf die Rotationsachse bevorzugt urnlan- fend entlang des segmentartlg ausgebildeten ringförmigen Schenkels des Schalenkernes angeordnet. Somit weisen die Empfangsspuien jeweils den gleichen Abstand zur Rotationsachse auf Besonders, bevorzugt sind die Emp- fangsspylen bezogen auf die Rötatlonaehse äquldlstant entlang des segmentartig ausgebildeten ringförmigen Schenkels des Sehaien ernss angeordnet.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der emndungsg mäßen Sensomnorf- $ nung Ist jedes der Ringsegmente durch genau eine der Empfängsspulen um- .schlössen Jedoeh kann es insbesondere bei höherpoligen Winkelsensoren der erfindungsgemäi en Sensoranordnyng von Vorteil sein, dase jede der Emp- fangsspylen mehrere der Ringsegmente umschließt Dies Hegt dam begründet, dass bei höherpoligen Wlnkelsensoreo die iitefnunktswinkel der Ringsegmem0: te vergleichsweise klein sind. Bei diesen Ausführungsforrnen umschließt jede der Empfangsspulen eine Anzahl m der Ringsegmente, wobei m < rnax (1 : Ln / j) st Dabei beschreibt / 4j den ganzzahiigen Anteil von n / 4 5 Die Maßverkörperung weist senkrecht 2ur Rotationsachse bevorzugt einen ringförmigen Querschnitt aut sodass sie i einen Ring gebildet Ist, welcher umlaufend entlan seiner Hingform n gleichiange: umfängliche Abschnitte aufwe t In Jedem dieser umfänglichen Abschnitte nimmt das Mai einer Rlnghrel- te des Ringes beginnend mit einer minimalen Ringbreite bis zu einer ntaxima*0 len Ringhreite zu und wieder bis zur minimalen Ringbreite ab. Hierdurch ist ein exzentrisch ausgebildeter Rin gegeben, welcher n asdma und n Minima aufweist. Die veränderliche Rlngbreife kann durch einen veränderlichen äußeren Radiu des Ringes oder durch einen veränderlichen inneren Radius des Ringes bewirkt sein. Bevorzugt weist der Ring sowohl einen veränderlichen inne enS Radius als auch einen veränderlichen äußeren- Radius auf, um die veränderliche Ringbreite u bewirken. Hierdurch wird eine doppelexzentrisehe Form erzielt
Die erfind ungsgeniaiXe Wal iageraoordnung umfasst zunächst ein Wälzlager0 mit; einem ersten tagernng und einem zum: ersten Lagerring rotierbaren zweiten Lagerring. Im Weiteren umfasst die Wäiziageranordnung die erflndungs- gemäße Sensoranordnung, wobei der Sensorhng mit dem ersten Lagerring gekoppelt ist und wobei di aßverkörperyng drehlest mit dem zw i n Lager- Hrsg rbanti st Die Koppelung des Sensorringes mit dem ersten L ger ing führt dazu, dass der Sensorring drehfest mit einem den ersten Lagerring aufnehmenden aschinenetement veft)ind )ar ist. folglich dient die Sensoranord- nung zur Messung eines Drehwinkels zwischen einem vom zmiim L gerriftg aufgenommenen ^chinenelement gegenüber dem den ersten Lagerring aufnehmenden Maseiilneneiernent.
Zwischen dem ersten Lagerring und dem zweiten lagerring sind bevorzugt Wälzkör er angeordnet
Oer erst Lagerring ist bevorzugt durch einen LagerauSenring gebildet wahrend der zweite Lagerung bevorzugt durch einen lagerlnnewing gebildet ist,
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergehen sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Äusfülirungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung, Es zeigen:
Fig. 1 : eine Platine und vier Ringsegmente einer bevorzugten Ausführung«- form der eillndungsgemiSen Sensoranordnyng;
Füg, 2: eine perspektivische Querschnitisdärstetlung einer galiongsgemi- Ben Wälzlageranordnung gemäß dem Stand der Technik;
Flg. 3: die in Fig. 2 gezeigte Wai tageranordnong in einer Quersehnlttsdar- Stellung;
Lsg, 4: eine In F jg. 2 gezeigte Platine in einer Oetaiida steil g;
Flg . 5: eine Platine und vier Ringsegmente einer bevorzugten A sfüh ung
form der erflndyngsgernallen Sensoranordnung mit einem vierpoligen Winkelsensor; Fig. 6: eine Platine und vier Ringsegrnenfe einer evorzugte« Ausf hrungs- form der erfindungsgefnäßen .Sensoranortiming mit einem .achtpoli- oen Winkelsensor; Fig. 7: eine Piatine und acht Ringsegmenle einer bevorzugten Äusführungs- form der em'ndyrsgsge äilen Sensoranorünung mit einem vierpoligen Winkelsensor;
Fig. 8: eine - P me und vier Ringsegmente einer abgewandelten Ausfüh- rungsform der erfindurrgsgemäßen Sensoranordnung mit einem achtpoligen Winkelsensor;
Fig. 9: ein Maßverkörperynsg wie sie für die in Fig. 2 gezeigte Wiizla- geranordnursg aus dem Stand der Technik bekannt ist:
Fig.. 10; die in Fig. 2 gezeigte Mallverkörperung im Detail;
Fig. 11 : eine aßv rkörperung einer bevorzugten Ausiubryngsform der er- findungsgemaSen Sensoranordnung; und
Flg. 12: eine aßveri öfperung einer besonders bevorzugten Ausführnngs- form der edsndimgsgemäßen Sensoranordnung.
Fig. 1 zeigt die Platine 28 und die vier Ringsegmente 38 einer bevorzugten Ausfö-h rungsform der edsndungsgenii en Sensora nordnung. Diese .Äusföh- mngsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung gleicht in ihrem Aufbau dem in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Winkelsensor 02 und unterscheidet sich ausschließlich in der Ausführung der a&verkörperung 14 und der Ringsegmente 38 (vgl. Fig. 4). A bildet die e indungsgemaße Sensoranordnung bevorzugt eine Waiziageranordnung gemeinsam mit dem in Fig. 2 gezeigten Wälzlager 01 aus. 4
Die Fig. 1 gezeigte Ausführung der Ringsegmente 38 führt dazu, dass die Serisoranurdnung einen -zweipoligen Winkelsensor mit n ~ 2 darstellt Der z eipolig© Winkelsensor dien! der absoluten Messung von Winkeln im Bereich Ö* bis 360* / n d. h. von 0" bi 180"..
Die in Fig. 1 gezeigte Darstellung ist mit der Darstellung in Flg. 4 vergleichbar, wette die Platine 28 mit den vier Ringsegmenten 38 in einer einpoligen Ausführung gemiß dem Stand der Technik zeigt. Daher sind in gleicher Weise die Sendespule 2? und die vier Ernpfangsspulen 28 dargestellt,
Zur Veranschaulichung dar verschiedenen Wlhkeipositionen der Ringsegmente •38 ist eine Bezygswinkelposition 41 markiert, um Winkel gegenüber der Rotationsachse 04 angehen zu können. Bei der gezeigten Ausfünrungsform liegt die Bezugswinkeiposition 41 symmetrisch zwischen den Empfangsspuien 28, so- dass di Bezugswlnketpcsition 41 gleichzeitig, eine eterenzpositlon fü die Winkelmessung mit der erfindyngsgernäH«en Sensoranordnung darstellt. Dadurch entspricht die Bezugswinkeiposition 41 dem fVlesswert Ö* der Sensoran- erdnong. Die Bezugsw!nkeiposiiio kann aber auch an einer anderen Winkel- Position gewählt werden. Insbesondere kann sich die ßezugswlnkelposiiion von der Reteren winkeilage 0" der Sensoranordnuog unterscheiden;
Ein erstes Ringsegment 42 der vier Ringsegmente 38 weist einen Mlttefradins 43 auf, welcher einen Winkel o zu der Bezugswinkeiposition 41 besitzt. Ein zweites Ringsegment 44 der vier Ringsegment 38 weist einen Ätelradius 46 auf, welcher zu der Bezugswinkeiposition 41 einen Winkel fi besitzt Ein drittes Ringsegmen! 47 der vier Ringsegmente 38 weist einen Mittel adlus 48 auf, welcher zu der Bezugswinkelposition 41 einen Winkel y besitzt. Ein viertes Ringsegment 49 der vier Ringsegmente 38 weist einen Mittelradius 61 auf, welcher zu der Bezugswinkeiposition 41 einen Winkel δ besitzt.
Erflndangsgernii! besitzt der Winkel o die Größe ( 6* + a-3SÖ:s) n, wobei bei dem gezeigten zweipoligen Sensor n ~ 2 gilt, BrfindungsgemäS Ist der Winkel ß gleich (225s■ + b- 360*1 / n. BrilndungsgerntB Ist der Winkel γ gleich - 22$* * e-36Öe) in. Der Winkel δ ist erfind ungsgemM gleic -{45+ d 3601 / n. Die Faktoren a, b, c und d sind natürliche Zahlen und größer oder gleich Null, Zwischen dem ittefradlus 43 des ersten Ringsegmentes 42 und dem M iftelra- dius 51 des vierten Ringsegrnentes 49 ist: ein Winkel ε aufgespannt. Zwischen dem itielradiys 48 des zweiten Ringsegmentes 44 und dem Mittefradius 43 des ersten Ringsegmentes 42: ist ein Winkel ζ aufgespannt Zwischen dem Mit» telradius 48 des dritten Ringsegmentes 4? und dem Mittelradius 6 des zweiten Ringsegmentes 44 Ist ein Winkel r aufgespannt. Zwischen dem Miitelradius 51 des vierten ingsegmenfs 49 und dem ltteimdlus 48 des dritten Ringsegmentes 47 ist ein Winkel 8 aufgespannt Die Winkel ι, ζ, und Θ gleichen jeweils dem Einfachen oder einem Mehrfachen des n-ten Bruchteiles des rechten Winkels, wöbe! bei dem gezeigten zweipoligen Sensor rt » 2 Ist
Die vier Ringsegmente 38 weisen jeweils die Form eines Kreisbogens auf Die Kreisbögen besitzen Jeweils einen Mittefpunktswtnkei h, wie er am Beispiel des zweiten Ringsegmentes 44 dargestellt ist- Der Miitelpenktswinkel λ kann bis zu 90* / n groi sein. In der praktischen Ausführung ist der Mittelpunktswinkel der Ringeegrr ente 38 In vielen Fällen verringert, insbesonder durch di Ausdehnung der Empfangsspulen 28.
Bei der das erste Ringsegment 42 umgebenen Empfingerspuie 28 handelt es sich um eine positive Sinusspule. Bei der das zweit Ringsegmeni 4 umgebe- nen Empfängefspule 28 handelt es sich um eine negativ Sinusspule, Bei der das dritte Ringsegment 47 umgebenen impfingerspule 28 e.nrfel es sich um eine negative Koslnusspuie, Bei der das vierte ingsegment 4 umgebenefi Empfangerspule 28 liandelf es sich um eine positive Kosinusspule, Die gezeigte Ausführung der Platine 26 mit den vier Ringsegmenten 38 zur Ausbildung eines zweipoligen Wlnkeisensors der ediodungsge äEen Sensor- anordnung wirkt mit der MaSv r^ön^ r g 14 zusammen, wie sie in verschle- denen Ausführungen in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Fig. 5 zeigt die Platne 26 und die v er Ringsegmente 38 einer bevorzugten Ausföhrungsfonm der erflodungsgemä&en Sensoranordnung mit einem vierpo- Ilgen Winkelsensor. Diese Ausführung gleicht der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh- rung unter der aßg b , dass n a 4 Ist. im Übrigen können für die Faktoren a, b, c und d andern Werte gewählt werden.
Fig. 8 zeigt die Platine 26 und die vier Ringsegmente 38 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgem&ßen Sensofanordnung mit einem aehtpofigen Winketsensor. Diese Ausführung gleicht der in Flg. 1 gezeigten Ausführungsform unter der Ma&gabe. dass n ~ 8 ist. Im Übrigen können für die Faktoren a. b» c und d andere Werte gewählt werden, ig. 7 zeigt die Plati 26 und die acht Ringsegmente 38 einer weiteren bevor- zugten Äusführungsform der edlndungsgeniäfen Sensoranordnung m t einem vierpoligen Winkelsensor, Diese Äusführungsform umfasst acht der Empfängerspulen 28 und acht der Ringsegmente 38. Folglich umfasst diese Äusführungsform neben de in Fig. 1 gezeigten Ringsegmenten 42, 44, 47, 40 ein fünftes Ringsegment 53 dar Ringsegmente 38, welches einen ivlitelradius 54 besitzt Ein sechstes Ringsegment 56 der Ringsegmente 38 besitzt einen Mit- feiradius 57. Ei siebtes Ringsegment 58 der Ringsegmente 38 besitzt einen Mittelradius 59. Ein achtes Ringsegment 61 der Ringsegmente 38 bestet einen fvtlttelradius 62. Die Anordnung der ersten vier Ringsegmente 42, 44, 47, 49 gleicht der in Fig. 1 .gezeigten Anordnung unter der Maßgabe, dass n ~ 4 ist, wobei die Faktoren a b;. c und d entsprechend gewählt sind. Da fünfte Ring- segment 53 ist 18CF zu dem ersten Ringsegment 42 versetzt. Das sechste Ringsegment 56 ist 188° zu dem zweiten Ringsegment 44 versetzt. Das siebte Ringsegment 58 ist 1.88* zu dem dritten Ringsegment 47 versetzt. Das achte Ringsegment 61 ist 180" zu dem: vierten Ringsegment 49 versetzt.
Die des fünfte Ringsegment §3 umschileSende Empfangerspule 28 Ist durch eine positive Sinusspul gebildet, Die das sechste Ringsegment 56 umschließende Empfängerspule 28 ist durch eine negative Slnusspuie gebildet. Die das 1? siebte Rlngsegrnent 58 umschlie&ende Brnpfängerspuie 28 ist durc e ne negativ© Kosinusspule gebild t Die das achte Ringsegnient 61 umschließende Empfängerspule 28 ist durch eine positiv« Resinusspyle gebildet Fig. 8 zeigt die PMim 26 und die vier Ringsegmente 38 einer abgewandelten Ausfuhrungsferm der edlndungsgem en Senseranordnung mit einem aehtpo- !igen VVInkelseosor. Die Anordnung der vier Ringsegmente 38 gegenüber der Sezugswinkelposlian 41 gleicht der in Fig. 1 gezeigten Darstellung unter der MaÜgabe^ dass n - 8 ist Ein weiterer Unterschied besteht darin:, das« die Be> zugswinkeipositioo 41 nich mit einer Svmnietrieiinie der Platine 26 zysamrnen- fiit, sondern zu dieser einen Off setwinket o aufweist. Der Off etwinkel σ ist für die Funktion der erflndungsgernäSen Sensoranordnyog unerheblich.
Fig, 11 zeigt die Ma&verkQfperuiig einer bevorzugten Äusföhryngsform der effindungsgeroiien Sensoranordnyog. Dabei handelt es sich um dfe. fa&ver- körperung 14 eines zweipoligen Wtnkelsensers. Die Ansicht In Fig. 11 gleicht de Ansichten i Fig. 9 und 10, welche Mailverkörperyngen 14 gemäi dem Stand der Technik zeigen. Die Ma&verkofperung 14 ist exzentrisch ausgefOhrt, wobei eine Rlnglsreite der ringförmigen aSverkcrperung 14 entlang Ihres Ümianges zwei Minima und i Ivlaxlma besitz! Dabei befinden sich jeweils eines der Maxime und eines der Minima in einem umfänglichen Abschnitt von 188*. Die MaSverkörperung von Ausfuhrungsfermen der erflndyngsgemä en Sen- soranordnung für andere Pelzahien n besitzen entsprechend n der Maxime und n der Minima der Ringbrelte.: wobei Jeweils eines der Maxim und eines der Minima in einem umfänglichen Abschnitt von 380ö n angeordnet sind. Fig, 12 zeigt die Maiverkörperung 14 einer besonders bevorzugten Ausfuh- rongsform der erflndyngsgemälen Sensoranordnung. Die in Fig.- 12 gezeigte Marlverkörperung 14 unterscheidet sich von der in Fig. 1 1 gezeigten aisver- körperyne darin, dass sie doppelt exzentrisch ausgebildet ist Während die Ex- zentrizitäi: .der m Fig. 11 gezeigten fvlaSverkörperyng nur durch eine Variation des äußeren Radius der ringförmigen Maiverkör eryng 14 bewirk! ist, st bei der in der Fig. 12 gezeigten Maßverkör erung die Exzentrizität sowohl durch e n Van'ation des äußeren Radius als auch- eine Variation des inneren Radius der Ringform der aüverkörperyng 14 ewirkt
.
B ®zu & \ c bmi I iste
01 Wälzlager
02 Winkeisensor
03 Innennng
04 Rotationsachse
05
06 Außenring.
07 Wäizk&rper
08 Käfig
0 Dschtsch&ibe
10
11 Sensorfing
12 Halteelement
3 umlaufende Nut im Außenring
14 Mai verkörper ng
16
16 umlaufend© Nut im Inne.nring
17 ü-förmiger Sc älerskern
18 innerer U»Schenkel
19 äußerer Ü-Sctenke!
20
21 U-Basis
22 Innerer StC lzring
23 äußerer Stü znng
24 Ringraurn
25
26 Platine
27 Sendespule
28 Em isngsspulen
29 Kab ?
30
31 Kafoelhsiterung 32 Aussparung m äußeren Stöt ring
33
34
35
5 36 Leiterbahnen
37 Öffnungen in der Platine
3$ Ringsegmente
38
40
i ö 41 Bezugswinkelposition
42 erstes Ringsegrnent
43 Mittelradius des ersten Ringsegmentes
44 zweites Ringsegment
45
15 46 ltfeiradius des zw i en Ri.ngs@gment s
47 drittes Ringsegment
48 Mittelradius des dritten Ringsegmentes
49 viertes Ringsegrnerst
50
0 51 Mittelradius des vierten Ringsegmentes
52
53 fünftes Ringsegrnerst
54 fÄeiradlus des fünften Ringsegmentes 55
5 56 sechstes Ringsegment
5 Mitteiradius des sechsten Ringsegmenfes
58 siebtes Ringsegment
59 Mittelradius des siebten Ringsegmentes 60
0 61 achtes Ringsegment
62 llieirad us des achten Ringsegmentes

Claims

I aten ati&pfücbe
Sensoranordnung mit einem lrifeelsensor, umfassend einen eine Rötati- onsachse (94) umschlleienden Sensorring (1 1) und eine relativ zu diesem rotierbare Maßverkörperimg (14);
- wobei auf dem Sensorring (11) mindestens ein Sendespule (27) und mehrere Empfangsspulen (2:8) angeordnet sind, wobei ein Signal Ober einen magnetischen Kreis wischen der Sendespute (27) und den Empfangsspulen (28) übertragbar ist, und wobei die rotierbare a&ver- körperung (14) eine variable Reluktanz in dem magnetischen Kreis ausbildet;
- wobei di Senöespyie (27) in einem einen Teil des magnetischen Kreis bildenden ringförmige Solialenkem (17) angeordnet ist;
- wobei die aiverkdrperung (14) als Ring ausgebildet ist, welcher den magnetischen Kreis zwischen mm ringförmigen Schenkeln (18, 19) des Sehalenkeroes (17) schließt;
- wobei di Empfangsspuieo (28) jeweils teilweise innerhalb und feilweise außerhalb des Schalenkernes (17) angeordnet sind, wobei einer der ringförmigen Schenkel (19) des Sehalenkeroes (17) se rnentartl ausgebildet ist, sodass er Ringsegmente (88) ymfasat, wobei die E p fangssputen (26) jeweils mindestens eines der Ringsegmente (38) um- schließen; und
- wobei die Ringsegmente (38) bezogen auf die Rotationsachse (04) jeweils einen Kreisbogen ausbiiöen, wobe Jeweils ein Mitlelrad us (43, 46s 48,. 51, 64, 5 , 59, 62) des jeweiiigen Kreisbogens eine Symmetrieachse de jeweiligen Kreisbogens ausbildet;
dadurch geke nzeichn t, dass der VVinkelsensor mehrpolig für eine Messung über n Pole ausgebildet ist wobei die Mit eiradien (43, 46, 48, 5 , 64., §7, SS, 62) der Kreisbögen zweier benachbarter de Ringsegmente (49, 42; 44, 42; 4?f 44; 49, 4/;: 58, 44; St 58; 53 81; SS, 63; 47, 56) jeweils einen Winkel (ε, ζ, , 8) zueinander aufweisen, der das Einfache öder ein Mehrfache« des n-ten Bruchteiles des rechten Winkels beträgt
Sensorartordnu ng nach Anspruch 1 s dadurch gekennzeichnet,
~ dass der Mittelradius (43) des Kreisbogens eines ersten der Ringseg- niente (42) einen Winke! (o) von (46 : * a-38Öa) / n u einer Bezogswin- kelpösitlon (41) aufweist wobei a eine natürliche Zahl ist;
----- wobei der Mfttelfad us (46) des Kreisbogens eines zweiten der Ring- segmeh e (44) einen Winkel φ) von (225" * h-3600) / n zu der Bezugs- winkeipositlon (41) aufweist wobei ein natürliche Zahl Ist;
·■··· wobei der ltteiradius (43) des Kreisbogens eines dritten der Ringsegmente (4?) einen Winkel (v) von -(2 5" * e-360*) i n zu der Bezugswin- ketposilson (41) aufweist: wobei c eine natürliche Zahl ist: und
- wobei der itteiradlus (51) des Kreisbogens eines vierten der Ring- egmente (49) einen Winkel (δ-) von -(45* * d-3SCf) / n z« der Bezugs- wlnketpositlori (41) aufweist wobei d eine natürliche Zahl ist.
Sensoraoofdoung nach Ans rach 2. dadurch gekennzeichnet,
- dass der Mlttelradlus (43) des Kreisbogens des ersten Ringsegmentes (42) im ersten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition (41) liegt;
- wobei der t elradius (48 des Kreisbogens des zweiten Ringsegmentes (44) Im zweiten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelpesltion (41) liegt;
- wobei der Mittelradius (48) des Kreisbogens des dritten Ringsegmentes (47) im dritten Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition (41) liegt; und
- wobei der Mittelradius (51) des Kreisbogens des vierten Rlngsegnien- tes (49) Im vierton Quadranten bezogen auf die Bezugswinkelposition (41) legt. Sensoranordn ng nach einem d r Ansprüche 1 bis 3< dadurc gekennzeichnet dass di Enipiangsputen (28) durch Sinusspulen und Kosinusspu- len gebildet sind,
Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinusspulen paarweise ausgebildet sind, wobei jedes der Paare der Sinus- spulen eine positiv Sinusspule und eine negative Siniisspule urofasst wobei die mi de positiven Sinusspuie und die mit der negativen Sinusspule während des Drehen der a&verkörperung (14) gegenüber dem Sensorring (11) messbaren Signale eine elektrische Periode aufweisen, weiche einen Drehwinkel zwischen der Maßverkörperuog (14) und dem Sensorring (11) von 360° / n repräsentiert.; wobei weiterhin auch die osinusspylen paarweise ausgebildet sind, wobei Jedes der Paare der Kosinusspylen eine positive osinosspule und eine negative Köslnusspu e umfasst wobei die mit der positiven Koslousspule und die mit der negativen Kesinysspule während des Drehens der fvlaSverkörperung (14) gegenüber dem Sensorring (11) messbaren Signale eine elektrische Periode aufweisen, weiche einen Drehwinke! zwischen der aeverkörperung (14) und dem Sensorring (11) von 360* / n repräsentiert.
Sensoranordnung nach dem auf Anspruch 3 ruckbezogeneo Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet;
··- dass die positive Sinusspuie das erste Ringsegment (42) urnschlie t; ~ wobei die negative Sinusspute das zweite Ringsegment (44) uro schließt;
- wobei die negative Kosinusspule das dritte Ringsegment (47) um- scbüe&t; und
- wobei die positive Kosinusspule das vierte Ringsegment (49) umschließt..
Sensoraoordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6: 'dadurch gekennzeichnet dass die Kreisbögen der Ringsegmente (38) jeweils einen Mittel- punktswinkel .(&) aufweisen, der kleiner oder gle ch dem n-ten Bruchteil des rechten Winkels -ist
8. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche- 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass Jede der Empfangspuien (28) eine Anzahl m der Rlngseg- mente (38) umschließt wobei m < max(1. [n 4 J ist.
0, Sensoranordnyng nach einem de Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die aiverkorperung {14} senkrecht zur Rotationsachs (04) einen ringförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Maiverkörperung (14) umtaufend entlang ihrer Ringform n gleichlange umfängliche Ahsebnit- te aufweist, in denen das Maß einer Ringbreite beginnend mit einer minimalen Ringbreite bis zu einer maximalen Ringbreit zunimmt u d wieder bis zur minimaler* Ringbreite abnimmt,
10, Wil ageranordnung, umfassend ein Wälzlager (Öl) mit einem ersten Lagerrin (06) und mit einem zu dem ersten Lagerring (08) rotlerbaren zwei- im Lageniog (03)« dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Sen~ soranord ung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 urnfassi, wobei der Sensorring (11) mit dem ersten Lagerhng (08) gekoppelt ist, und wobei di ä&v f örp nmg (14) drehlest mit dem zweiten Lagerring (03) verbunden ist
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