WO2019016124A1 - Sensorvorrichtung - Google Patents

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WO2019016124A1
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sensor
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shaft
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Dirk Rachui
Ekkehart Froehlich
Katalin Hadobas-Roessel
Jens Thom
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor device for detecting a rotational position of a shaft rotatable about a rotation axis, preferably a rotatable steering shaft of a motor vehicle, wherein the sensor device at least one sensor for receiving and forwarding the rotational position characterizing physical parameter, at least one transmitter for converting the of In a functional use state of the sensor device, the at least one sensor is arranged at least partially coaxial with the axis of rotation of the shaft in a region extending in the axial direction of the shaft, wherein the at least one transmitter at least is partially disposed within the electronics module housing, and wherein the electronics module housing, at least partially in the axial region, in which d it is arranged at least one sensor, is radially offset from the shaft.
  • Generic sensor devices in particular in the form of torque sensor devices and / or steering angle sensor devices for a steering shaft of a motor vehicle for detecting a torque applied to the steering shaft or an absolute rotational angle of the steering shaft, are basically known from the prior art.
  • motor vehicles they are mainly used to detect an applied by a driver on the steering shaft steering torque or an absolute angle of rotation of the steering shaft.
  • They are used in particular in electric steering systems in order to control the electric drive motor of the steering system based on a steering torque applied by the driver and / or as a function of the absolute angle of rotation, for example to be able to provide appropriate, situation-adapted steering assistance.
  • torque sensors are usually used in motor vehicles, which usually have a torsion bar with a defined, known torsional rigidity, the torsion bar connecting a first part of an axially divided shaft with a second part of the axially divided shaft. If a torque is applied to the shaft, this causes a rotation of the two parts of the shaft to each other by a measurable Angle of rotation, wherein the angle of rotation adjusts depending on the applied torque and the rigidity of the torsion bar, so that from the detected angle of rotation at a defined, known stiffness of the torsion bar, the applied torque can be determined.
  • a circumferential ring magnet usually designed as a permanent magnet
  • a stator with a stator are attached to the usually two magnetically conductive stator, rotatably connected to the second part of the shaft.
  • the stator device in particular the two stator elements, are usually arranged concentrically around the ring magnet of the magnet device in the radial direction with a small air gap.
  • the magnetic flux of the ring magnet of the magnet device in particular with the aid of additional components in the form of so-called flux guides, can be transmitted to the stator device, in particular the two stator elements, which generally have a section designed as a flux conductor, to form a magnetic sensor, for example a Hall sensor usually mounted on a circuit board and disposed within an electronics module housing, are forwarded and the signal generated can be evaluated to determine the applied torque.
  • a magnetic sensor for example a Hall sensor usually mounted on a circuit board and disposed within an electronics module housing
  • the magnetic flux density in the stator elements changes, which can be detected by means of the magnetic sensor.
  • the change in the magnetic flux density in the stator is inter alia dependent on the size of the relative movement of the ring magnet relative to the stator, ie from the angle of rotation.
  • Torsionssteifig- speed of the torsion bar the torque applied to the shaft.
  • a generic torque sensor device is known, for example, from EP 1 584 908 A2.
  • nearby external magnetic fields may cause interfering magnetic coupling with the sensor magnetic field, such as nearby electric motors or speakers.
  • the unwanted magnetic coupling with the external magnetic field which is not generated by the sensor device, can lead to an undesired change in the sensor magnetic field and thus undesired, erroneous sensor signals, which, however, appear plausible and therefore can not be recognized as faulty.
  • a steering angle sensor device is used in many cases, which can be arranged coaxially on the shaft and rotatably connected to the shaft main rotor, a mechanically with a constant and uniform first translation coupled to the main rotor coupled first secondary rotor, and a mechanically coupled with a constant and uniform second translation with the main rotor second secondary rotor, which is adapted to produce in a functional use state in response to a rotation angle of the first secondary rotor, a first sensor signal and as a function of a rotation angle of the second secondary rotor, a second sensor signal.
  • the secondary rotors are coupled with different ratios to the main rotor, so that from the detected rotational angles of the two secondary rotors, in particular according to the vernier principle, by means of an evaluation of the rotation angle of the shaft can be determined.
  • the two secondary rotors In order to generate the first and second sensor signals, the two secondary rotors generally each have a permanent magnet, by means of which the rotational movement of the shaft is in each case transferred to an associated magnetic sensor. can be carried, by means of which in each case the rotation of the associated secondary rotor can be detected.
  • Generic steering angle sensor devices are also basically known from the prior art, for example from DE 195 06 938 A1 or DE 10 2009 031 176 A1.
  • Associated methods for determining the absolute angle of rotation from at least the first sensor signal and the second sensor signal are likewise known in principle, for example from the first-mentioned DE 195 06 938 A1 or DE 101 10 785 A1.
  • an object of the invention to provide an alternative sensor device, preferably an improved sensor device, in particular a sensor device, which allows an improved magnetic shield to reduce interference by an external magnetic field, especially without an increased or with only a marginal increased space requirement.
  • the electronics module housing is designed for the at least partial magnetic shielding of the measuring sensor relative to an environment of the sensor device.
  • the invention allows in a functional condition of use, the at least partial magnetic shield of a coaxially arranged to the shaft sensor from radially offset from the shaft electronics module housing, in the case of a torque sensor device, for example, the at least partial shielding of a coaxial with the shaft and attached to the shaft ring magnet, and / or the at least partial shielding of a stator arranged coaxially with the shaft and fastened to the shaft and / or the at least partial shielding of at least one flux conductor arranged coaxially to the shaft.
  • the sensor is at least partially shielded from the environment in a sensor device according to the invention, an improved Decoupling of the environment can be achieved, since in particular an interaction with an external magnetic field reaching the measuring transducer can be reduced or even completely avoided, which has a particularly negative effect on the sensor signal quality.
  • Another advantage is that the shield of the sensor by the electronics module housing requires no additional space, since the shield can be realized with an electronics module housing with the same dimensions, as with a conventional, especially original, not designed for shielding electronic module housing.
  • a sensor is understood to mean a device which is designed to detect and forward at least one characterizing physical parameter.
  • At least one sensor has a magnetic device for generating a magnetic field as part of a magnetic sensor device, in particular a ring magnet of a torque sensor device, and / or a stator device for receiving and transmitting a magnetic flux of a magnetic field and / or at least one flux collector for collecting and forwarding the magnetic flux of a magnetic field and / or a rotor, in particular a main rotor of a steering angle sensor device, or by a magnetic device for generating a magnetic field as part of a magnetic sensor device, in particular a ring magnet of a torque sensor device, and / or a stator device for receiving and forwarding a magnetic flux of a magnetic field and / or at least one flux guide for collecting and forwarding the magnetic flux of a magnetic field and / or a R otor, in particular a main rotor of a steering angle sensor device formed.
  • a transmitter is understood to mean a device which is designed to detect the signal transmitted and relayed by the sensor, i. provided to convert physical parameters into an electrical measurement signal.
  • the transmitter is a magnetic sensor for generating a sensor signal, in particular Dependence on a state of a magnetic field generated by a magnetic device as a transmitter.
  • the electronics module housing is understood to be that housing and / or housing section of the sensor device which at least partially surrounds an area around the transmitter.
  • the housing and / or the housing section of the sensor device is understood, which receives and / or carries the transmitter, i. in which the transmitter is arranged, in particular is stored.
  • the transmitter can either directly, i. directly, without further components therebetween, be attached to the electronics module housing or else, which is a preferred embodiment, indirectly, preferably via a printed circuit board which directly, i. is stored directly in the electronics module housing, be stored in the electronics module housing and / or attached to the electronics module housing.
  • the transmitter is attached to or on a circuit board and it is mounted directly in a housing and / or a housing section, forms the housing and / or the housing portion in which the circuit board is mounted, the electronics module housing according to the invention.
  • a magnetic field is understood to be a magnetic field generated by a magnetic device of a sensor device.
  • the electronic module housing of a sensor device is designed according to the invention in particular to reduce and / or to avoid a disturbing magnetic coupling of a magnetic field generated by a magnetic device of a sensor device with an external magnetic field.
  • a magnetic device for generating a magnetic field and / or a Stator device and / or at least one flux guide is or has the shielding achieved in this way can already be sufficient to generate the required sensor signal quality.
  • a sensor device according to the invention with a magnetically shielding electronic module housing makes it possible to reduce the negative influence of external magnetic fields on the sensor and thus to reduce the sensor signal to an acceptable level and / or even to prevent it in some cases.
  • the at least one sensor is at least partially, preferably almost completely, in particular completely outside the electronics module housing, in particular outside a volume surrounding the electronic module housing.
  • the electronics module housing for at least partial magnetic shielding of the at least one, at least partially disposed within the electronics module housing transmitter relative to the environment of the sensor device is formed.
  • the inventive shielding of the sensor by means of the electronic module housing can in many cases a further improved shielding against external magnetic fields, as they may occur in the immediate vicinity of a sensor device according to the invention, in particular in a vehicle, and thus an improved sensor signal quality can be achieved.
  • the at least one transmitter of the sensor device at least one at least partially, preferably completely, disposed within the electronic module housing magnetic sensor and the at least one sensor at least one magnetic field generating device and / or at least one Magnetzierleitleaned and / or at least one Magnet.
  • the at least one magnetic field generating device and / or the at least one magnetic flux conducting device and / or the at least one magnetic flux collecting device is arranged at least partially outside the electronic module housing and is at least partially magnetically shielded by the electronics module housing relative to the surroundings of the sensor device.
  • the electronic module housing is formed at least in two parts and has at least a lower housing portion, in particular a housing lower part, and a lid portion, in particular a housing cover, wherein at least the lid portion, in particular the housing cover, at least partially magnetic shielding at least a measuring sensor and / or at least one transmitter is formed with respect to the surroundings of the sensor device.
  • at least the housing cover of the electronic module housing preferably has a shielding effect.
  • the electronics module housing has at least one shielding element, preferably at least one planar shielding element.
  • a shielding element in the sense of the invention is understood to be an element and / or a component and / or a device with which a magnetic shield can be effected in relation to an external magnetic field present in the environment, i. with which a reduction of a disturbing magnetic coupling with an external magnetic field located in the environment can be effected.
  • At least one shielding element is preferably a shielding plate made of ferromagnetic material or has at least one shielding plate of ferromagnetic material.
  • at least one shielding element can also be made of plastic or have plastic, wherein the plastic is filled with shielding particles, in particular with ferromagnetic particles, wherein preferably at least one shielding element contains iron and / or nickel and / or iron-containing and / or nickel-containing particles ,
  • the shielding element shields at least one sensor and / or at least one transmitter of the sensor device in at least one direction at least partially axially and / or partially radially magnetically relative to the surroundings of the sensor device.
  • the at least one shielding element is connected to the electronics module housing and preferably extends outwardly away from the electronics module housing in the direction of the shaft, in particular in the radial direction to the shaft, based on the axis of rotation of the shaft.
  • the at least one shielding element is preferably connected to the cover section, in particular on the housing cover, of the electronics module housing, and in particular integrally connected thereto.
  • the shielding element preferably extends away from the cover section, in particular in the direction of the lower housing section, preferably past the lower housing section, in particular overlapping the lower housing section and beyond the lower housing section.
  • the electronics module housing can also have at least one shielding element connected to the lower housing section, which is preferably flat.
  • the shielding element can be formed integrally with the electronic module housing, wherein the shielding element is preferably molded onto the electronics module housing.
  • the shielding element may be made of a different material than the rest of the electronics module housing or of the same material.
  • the shielding element can also be formed integrally with the electronics module housing, that is to say be manufactured in particular as a 1-component plastic injection-molded part. If the shielding element, which is designed to magnetically shield at least one further component of the sensor device, is made of a different material than the electronics module housing, it preferably forms a two-component injection-molded component with the electronics module housing.
  • the electronics module housing is at least partially lined from the inside with at least one shielding element. That is to say, preferably at least one shielding element is arranged within the electronics module housing, and in particular is arranged and / or fastened to an inner wall of the electronics module housing. This allows a simple way a magnetic shielding within the Electronic module housing arranged transmitter can be achieved with respect to an external magnetic field.
  • the electronics module housing has at least one inner housing part and an outer, at least partially surrounding the inner housing part housing shell, wherein preferably the outer housing shell for magnetic shielding at least one sensor and / or a transmitter of the sensor device is formed and in particular is slipped over the inner housing part in the radial direction.
  • the electronics module housing contains ferromagnetic material and / or consists thereof, preferably iron-containing and / or nickel-containing material, in particular steel and / or ferrous and nickel-containing material.
  • the electronics module housing contains a plastic with magnetically shielding particles or is made of a plastic with magnetically shielding particles, wherein the plastic is preferably filled with iron and / or nickel-containing particles, in particular with ferromagnetic particles.
  • the electronic module housing is a plastic injection molded part and produced by injection molding.
  • the plastic may also be filled with other particles which also have a shielding effect.
  • an improved sensor device can be provided in a particularly simple manner.
  • a conventional electronics module housing can be replaced without much effort by an electronics module housing having an inventive, magnetically shielding effect.
  • With a suitable selection of the plastic may not even a structural change of the electronics module housing may be required.
  • an improved sensor device in particular a sensor device with improved shielding can be provided.
  • the electronic module housing is formed at least in two parts, preferably at least the cover section, in particular the housing cover, in particular made of a plastic with magnetically shielding acting particles, in particular ferromagnetic particles, or contains such a plastic.
  • the sensor device comprises a torque sensor device with a sensor for detecting a torque applied to the rotatable shaft, in particular a torque sensor device for determining a torque applied to a steering shaft of a motor vehicle, wherein the rotatable shaft has a first part shaft and a second partial wave, which are coupled together by means of a torsion bar, wherein the torque sensor device is adapted to detect the relative rotational position of the two partial shafts to each other and to determine depending on the relative rotational position of the two partial waves, the torque applied to the rotatable shaft, preferably the sensor of the torque sensor device is at least partially shielded magnetically by the electronics module housing from an environment of the sensor device.
  • the sensor of the torque sensor device comprises a multi-pole ring magnet and two stator rings made of a soft magnetic material, wherein in a functional use state of the sensor device, the ring magnet is rotatably coupled to the first part shaft and the stator rotatably coupled to the second part shaft are and are adapted to independently record and forward a magnetic flux generated by a magnetic field of the ring magnet independently of each other and in each case in the circumferential direction of the ring magnet.
  • the ring magnet and the stator rings are preferably at least partially, in particular almost completely, outside the electronics module housing and are in particular at least partially shielded by the electronics module housing from magnetic surroundings of the sensor device.
  • the sensor of the torque sensor device has at least one flux guide for collecting the magnetic flux generated by the magnetic field of the ring magnet and received by the stator, wherein in particular the at least one flux conductor of the sensor of the torque sensor device at least partially by means of the electronics module housing opposite an environment of the sensor device is magnetically shielded, wherein preferably at least partially, in particular almost completely, outside of the electronics module housing at least one flux guide.
  • the magnetic shield of the torque sensor device can be further improved.
  • the torque sensor device comprises a magnetic sensor as a transducer by means of which preferably the magnetic flux generated, recorded and forwarded and in particular collected magnetic flux is converted into an electrical signal
  • the transmitter of the torque sensor preferably at least partially within the Electronic module housing is arranged, in particular completely, wherein preferably the transmitter of the torque sensor device is at least partially shielded by the electronics module housing magnetically against an environment of the sensor device.
  • At least one flux conductor of the torque sensor device is at least partially shielded from the surroundings of the sensor device by at least one shielding element of the electronics module housing.
  • the respective shielding element preferably extends in each case over a region of the flux guide, in particular over the region of the flux guide to be shielded, the flux guide preferably having a flux guide body and at least one flux guide tab, the flux guide tab being arranged in particular opposite the magnetic sensor of the torque sensor device, and wherein the flux guide in particular in the area of the flux conductor tab and / or in a connection region of the flux conductor body around the flux conductor tab, the shielding element is at least partially magnetically shielded from the environment of the sensor device.
  • the Flußleiterlasche can also be omitted or replaced by a separate coupling element, depending on the available space and existing mounting options.
  • the shielding element extending outside of the electronics module housing magnetically shields at least part of the flux guide and / or the coupling element in the region of the magnetic sensor from the surroundings of the sensor device.
  • a sensor device may comprise one or more further sensors and / or sensor devices, wherein a sensor device according to the invention preferably additionally comprises a steering angle sensor device, in particular a steering angle sensor device which has a rotor and an angle sensor device.
  • a sensor device preferably additionally comprises a steering angle sensor device, in particular a steering angle sensor device which has a rotor and an angle sensor device.
  • Steering angle sensor devices are basically known from the prior art, to which reference is therefore made in this regard for more information on the design of possible steering angle sensor devices.
  • steering angle sensor devices with a gear for detecting a rotational angle of the rotor, as they are known for example from DE 10 2008 01 1 448 A1 or DE 195 06 0938 A1 or DE 199 62 241 A1.
  • the sensor device has a steering angle sensor device for determining a rotational angle of the rotatable shaft, in particular a steering angle sensor device for determining the rotational angle of a shaft of a motor vehicle, wherein the steering angle sensor device has at least one main rotor, in particular at least one main gear as a sensor, wherein is arranged coaxially and rotationally fixed to the shaft in a functional use state of the sensor device, the main rotor.
  • the main rotor is in particular at least partially, in particular almost completely, outside the electronics module housing.
  • the steering angle sensor device has a measuring transducer, which has at least one secondary rotor, in particular at least one secondary gear, with at least one rotatably mounted on the secondary rotor magnetic element and at least one, cooperating with the non-rotatably mounted on the secondary rotor magnetic element magnetic sensor, wherein the Transmitter of the steering angle sensor device is adapted to generate an electrical signal depending on the rotational position of the shaft, and wherein the transmitter of the steering angle sensor device is preferably at least partially, in particular completely, disposed within the electronics module housing, wherein preferably the transmitter of the torque sensor device at least partially by the electronic module housing is magnetically shielded from an environment of the sensor device.
  • the sensors of the steering angle sensor device in particular their magnetic sensors, thereby also at least partially, preferably completely disposed within the electronics module housing, these can also due to the inventive design of the sensor device and without additional measures against a located in the environment of the sensor device, external magnetic field to simple Art are at least partially shielded magnetically.
  • a sensor device according to the invention may comprise further shielding measures, such as one or more additional, the sensor device, in particular the electronic module in the region of the magnetic sensor, at least partially surrounding shielding.
  • a sensor device according to the invention can also be almost completely encapsulated by an additional shielding.
  • FIG. 1 a shows a first exemplary embodiment of a sensor device according to the invention in an exploded view
  • FIG. 1 b shows the sensor device according to the invention from FIG. 1 a in a functional assembly state
  • FIG. 2a shows a second embodiment of a sensor device according to the invention, also in exploded view
  • FIG. 2b shows the sensor device according to the invention from FIG. 2a in a functional assembly state
  • FIG. 3a shows a third embodiment of a sensor device according to the invention, partially in exploded view
  • Fig. 3b the sensor device according to the invention of Fig. 3a in a functional assembly state.
  • FIG. 1 a shows an exploded view of a first exemplary embodiment of a sensor device 10 according to the invention, the sensor device 10 having a torque sensor device which essentially has the same design as in DE102016124370.1 is described, which is hereby explicitly referred to for further, not described in detail below details.
  • the sensor device 10 has an upper part with an electronic module housing 7 and a lower part with a further housing 20 and a torque sensor device received therein and not further described.
  • the electronics module housing 7 is formed in two parts and has a housing cover 1 and a housing lower part 6 and is for receiving and supporting a printed circuit board 2 with the electronic components attached thereto, in particular the attached magnetic sensors 3 and 4, which serve as a transmitter, as well as for receiving two Coupling elements 5 formed, whose function will be explained later.
  • the electronic module housing 7 can, based on the representation in Fig. 1 a, placed from above on the other housing 20 and fixed to this, in particular four, locked in each case with provided in the corners of the housing base 6 and housing cover 1 recesses locking elements latched become.
  • the torque sensor device 10 has a sensor which has as essential elements a magnetic device 31 and a stator 33 and two flux conductors 32A and 32B, which in this embodiment of a sensor device 10 according to the invention in the axial direction at least partially into an inventive further housing 20, in particular an axial passage opening of the housing 20 are inserted and fixed in the housing 20, wherein the two flux conductors 32A and 32B are encapsulated in this case by the housing 20 and thereby fixed therein, while the magnetic means 31 and the stator 33 each rotatable relative to the other Housing 20 are disposed within the housing 20.
  • the sensor device 10 according to the invention shown in FIG. 1 a is designed for connection to a shaft, not shown here, in particular a split steering shaft, divided into a first part and a second part, wherein the first part of the shaft and the second part of the wave in axial direction by means of a torsion bar with known, defined torsional stiffness are interconnected, so that the first part of the shaft and the second part can be rotated against each other when a torque is applied to the shaft.
  • the thereby adjusting torsion angle is a suitable torsion bar proportional to the torque applied to a suitable torsion bar, so that you can infer the torque, if one detects the applied angle of rotation and knows the torsional stiffness of the torsion bar.
  • the sensor device 10 or in particular the torque sensor device 10 is designed to detect the angle of rotation and to generate a sensor signal which is dependent on the angle of rotation and in particular proportional to the angle of rotation.
  • the torque sensor device 10 the magnetic device 31, which arranged by means of a sleeve 31 B coaxial with the shaft and rotatably connected to the first part of the shaft can be connected.
  • a ring magnet 31 A is fixed, which can be arranged in the axial direction concentric with the stator 33 with a defined gap therebetween.
  • the stator device 33 which likewise forms part of the sensor of the torque sensor device, can have a sleeve-shaped, unspecified portion of a stator holder, not shown, to which the individual elements of the stator 33 are attached and which are each fixed by means of fixing rings in the axial direction the second part of the shaft rotatably secured.
  • the two stator elements of the stator 33 are made of a soft magnetic material, in particular made of soft magnetic metal, adapted to receive the magnetic flux of the magnetic field generated by the ring magnet 31 A, in particular together and forward.
  • the sensor device 10 according to the invention or the torque sensor device 10 each in a Functional state of use of the sensor device 10 according to the invention each encompass an adjacent stator element of the stator device 33 in the circumferential direction (see Fig. 1 a).
  • the two flux conductors 32A and 32B each have an annular flux conductor body, which is formed circumferentially and serves essentially to receive the magnetic flux collected by the adjacent stator element and to forward it to the respective magnetic sensor 3 or 4 of the torque sensor device.
  • the flux guide bodies of the flux conductors 32A and 32B have no flux guide tabs extending radially upward toward the magnetic sensors 3 and 4, however, this is possible in an alternative embodiment of a torque sensor device of a sensor device according to the invention and may be particularly advantageous in some cases since this makes possible a further radial arrangement within the electronic module housing, in particular in the region of the housing cover 1, as a result of which, in some cases, improved shielding may be achieved under some circumstances.
  • coupling elements 5 are inserted into the lower housing part 6, which likewise consist of soft-magnetic material and have a function similar to a Flußleiterlaschen.
  • the two magnetic sensors 3 and 4 of the torque sensor device or of the sensor device 10 are fastened to the printed circuit board 2, in particular on the underside thereof, wherein the printed circuit board 2 can be received by the lower housing part 6 (see Fig. 2a) and in particular from above on the lower housing part 6 can be plugged.
  • the printed circuit board 2 can be received by the lower housing part 6 (see Fig. 2a) and in particular from above on the lower housing part 6 can be plugged.
  • two unspecified, upwardly projecting pins are provided for positioning the printed circuit board 2 in the electronic module housing 7.
  • the electronics module housing 7 is at least partially in the axial region in which the sensor is arranged, i. in the axial direction at least partially at the height of the magnet device 31, the stator device 33 and / or the flux conductors 32A and 32B, wherein the electronics module housing is arranged radially offset from the shaft.
  • the two magnetic sensors 3 and 4 are located in the axial direction between the two upper ring segment portions of the flux conductors 32A and 32B (see Fig. 2a), so that a flux collected by the flux conductors 32A and 32B may be transmitted to the magnetic sensors 3 and 4, respectively ,
  • the electronic module housing 7 is designed for at least partial magnetic shielding of the sensor, wherein in this embodiment, in particular the two flux conductors 32A, 32B are at least partially magnetically shielded from the surroundings of the sensor device 10, in particular in the area around the two magnetic sensors 3 and 4, ie in the area of the transducers.
  • the electronic module housing 7, in particular the housing lower part 6, extends in the radial direction inwards, i. in the direction of the shaft or to the axis of rotation of the shaft.
  • the electronics module housing 7 is made of a plastic filled with iron-containing and / or nickel-containing particles.
  • the electronics module housing 7, in particular its housing cover 1 and the housing lower part 6, are each made as a plastic injection molded parts from the previously described, iron and / or nickel-containing plastic.
  • the sensor device 10 allows in a simple manner, in particular without extensive changes of a constructive nature, in particular without additional space requirements, at least partial shielding of the sensor of the torque sensor device 10, in particular in the range of serving as a transmitter magnetic sensors 3 and 4.
  • a disturbing , Magnetic coupling between the sensor with an external magnetic field located in the vicinity of the sensor device such as may be caused by a nearby electric motor, nearby high-current lines or a nearby speaker, reduced or even completely avoided.
  • the entire electronic module housing 7 is produced from a plastic filled with magnetically shielding particles, magnetic shielding of the components arranged inside the electronics module housing 7, for example by the magnetic sensors 3 and 4 serving as transmitters, can also be achieved.
  • a or a plurality of shielding elements in particular correspondingly designed shielding plates, preferably made of an iron and / or nickel material, and / or iron and / or nickel-containing material, be provided, in particular arranged to a further improved shielding of the sensor device 10, in particular a further improved shielding serving as a transmitter magnetic sensors 3 and 4, to achieve.
  • Fig. 2a shows a second embodiment of a sensor device according to the invention 10 ', which is also a torque sensor device 10' and which is basically similar to the described with reference to FIGS. 1 a and 1 b torque sensor device constructed and formed.
  • the printed circuit board 2 is received by the electronic module housing 7 ', in particular by the lower housing part 6, and is mounted in the electronic module housing 7'. Furthermore, with reference to FIG. 2 a, it is conceivable that the magnetic sensors 3 and 4 are at least partly, in particular almost almost completely, surrounded by the electronics module housing 7 'in a functional state of use of the sensor device 10'.
  • the electronics module housing 7 ' is also made in this embodiment of a filled with ferrous and / or nickel-containing plastic, so that in this embodiment, the flux conductors 32A and 32B as part of the sensor at least partially and serving as a transmitter magnetic sensors 3 and 4 through the Electronic module housing 7 'can be magnetically shielded against a magnetic field located in the vicinity of the sensor device 10' external magnetic field.
  • the housing cover 1 'of the sensor device 10' according to the invention from FIGS. 2 a and 2 b additionally comprises two planar shielding elements 1 A and 1 B, with which a larger area and thus improved shielding of the sensor of the sensor device 10 'in the axial direction can be achieved compared to the previously described embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • the two shielding elements 1 A and 1 B are integral, ie produced in one piece, with the remaining part of the housing cover 1 ', in particular made from the same material, ie also from a plastic filled with iron and nickel-containing particles, in particular Injection molding process together with the housing cover 1 '.
  • the flat shielding elements 1 A and 1 B each extend in the radial direction inwardly away from the housing cover 1 ', in particular in the direction of the lower housing portion 6, the lower housing portion 6 overlapping and past this, so that they each in the radial direction inwards beyond the lower housing section 6 protrude.
  • the flux conductors 32A and 32B can also be shielded over a relatively large area at least partially against an interfering magnetic coupling of the surroundings with an external magnetic field, in particular in the axial direction.
  • the stator device 33 and the magnetic device 31 can be at least partially, in particular in the axial direction, shielded.
  • an improved magnetic shielding can be achieved compared with the previously described embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • FIG. 3a and 3b show a third embodiment of a sensor device 10 "according to the invention, wherein the sensor device 10" in Fig. 3a is shown in a partially exploded view and in Fig. 3b in a functional assembly state.
  • This third exemplary embodiment of a sensor device 10 "according to the invention is based on the sensor device 10 from FIGS. 1 a and 1 b, that is to say in the first exemplary embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • the electronic module housing 7 "of the sensor device 10" in addition to an outer shell 8, which also acts magnetically shielding and in the radial direction on the housing cover 1 and the lower housing part 6, which in this case form an inner housing part, slipped can or is.
  • the housing shell 8 is designed such that it surrounds the housing cover 1 except from the radial inside forth from all sides, ie on five sides to the side of the shaft ago, in particular encapsulates, and beyond in the radial Direction extends approximately to the height of the axis of rotation of the shaft and also laterally, ie in the axial direction.
  • the sensor device 10 is in a functional use condition from the housing cover 1 to approximately to a maximum diameter of the sensor housing 20, that is approximately up to the level of the axis of rotation of the shaft, within the housing shell eighth
  • the housing shell 8 is likewise produced from a plastic filled with iron and / or nickel-containing particles by injection molding.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung einer Drehstellung einer um eine Drehachse drehbaren Welle, vorzugsweise einer drehbaren Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges, wobei die Sensorvorrichtung (10) wenigstens einen Messaufnehmer (31, 33, 32A, 32B) zur Aufnahme und Weiterleitung eines die zu erfassende Drehstellung charakterisierenden physikalischen Parameters, wenigstens einen Messumformer (3, 4) zur Wandlung des vom Messaufnehmer (31, 33, 32A, 32B) bereitgestellten physikalischen Parameters in ein elektrisches Messsignal, und ein Elektronikmodulgehäuse (7) aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (10) der wenigstens eine Messaufnehmer (31, 33, 32A, 32B) zumindest teilweise koaxial zur Drehachse der Welle in einem sich in axialer Richtung der Welle erstreckenden Bereich angeordnet ist und der wenigstens eine Messumformer (3, 4) zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuses (7), und wobei das Elektronikmodulgehäuse (7), zumindest teilweise in dem axialen Bereich, in welchem der zumindest eine Messaufnehmer (31, 33, 32A, 32B) angeordnet ist, radial versetzt zur Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodulgehäuse (7), zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des wenigstens einen Messaufnehmers (31, 33, 32A, 32B) gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung (10) ausgebildet ist.

Description

Sensorvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Drehstellung einer um eine Drehachse drehbaren Welle, vorzugsweise einer drehbaren Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensorvorrichtung wenigstens einen Messaufnehmer zur Aufnahme und Weiterleitung eines die zu erfassende Drehstellung charakterisierenden physikalischen Parameters, wenigstens einen Messumformer zur Wandlung des vom Messaufnehmer bereitgestellten physikalischen Parameters in ein elektrisches Messsignal und ein Elektronikmodulgehäuse aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung der wenigstens eine Messaufnehmer zumindest teilweise koaxial zur Drehachse der Welle in einem sich in axialer Richtung der Welle erstreckenden Bereich angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Messumformer zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordnet ist, und wobei das Elektronikmodulgehäuse, zumindest teilweise in dem axialen Bereich, in welchem der zumindest eine Messaufnehmer angeordnet ist, radial versetzt zur Welle angeordnet ist.
Gattungsgemäße Sensorvorrichtungen, insbesondere in Form von Drehmomentsensoreinrichtungen und/oder Lenkwinkelsensoreinrichtungen für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs zum Erfassen eines auf die Lenkwelle aufgebrachten Drehmomentes bzw. eines absoluten Drehwinkels der Lenkwelle, sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. In Kraftfahrzeugen werden sie vor allem eingesetzt, um ein von einem Fahrer auf die Lenkwelle aufgebrachtes Lenkmoment bzw. einen absoluten Drehwinkel der Lenkwelle zu erfassen. Sie kommen insbesondere bei elektrischen Lenksystemen zum Einsatz, um den elektrischen Antriebsmotor des Lenksystems basierend auf einem vom Fahrer aufgebrachten Lenkmoment und/oder in Abhängigkeit vom absoluten Drehwinkel anzusteuern, beispielsweise um eine entsprechende, situationsangepasste Lenkunterstützung bereitstellen zu können.
Zum Erfassen eines auf die Lenkwelle aufgebrachten Drehmomentes werden in Kraftfahrzeugen in der Regel Drehmomentsensoreinrichtungen eingesetzt, welche in der Regel einen Torsionsstab mit definierter, bekannter Torsionssteifigkeit aufweisen, wobei der Torsionsstab dabei einen ersten Teil einer axialgeteilten Welle mit einem zweiten Teil der axialgeteilten Welle verbindet. Wird ein Drehmoment auf die Welle aufgebracht, bewirkt dies eine Verdrehung der beiden Teile der Welle zueinander um einen messbaren Verdrehwinkel, wobei der Verdrehwinkel sich abhängig vom aufgebrachten Drehmoment und der Steifigkeit des Torsionsstabes einstellt, so dass aus dem erfassten Verdrehwinkel bei definierter, bekannter Steifigkeit des Torsionsstabes das aufgebrachte Drehmoment ermittelt werden kann.
Zur Messung des infolge eines aufgebrachten Drehmoments resultierenden Verdrehwinkels sind verschiedene Messprinzipien und Sensoranordnungen bekannt, wobei in der Regel magnetische Sensorsysteme zum Einsatz kommen, bei denen ein umlaufender, meistens als Permanentmagnet ausgebildeter Ringmagnet als Teil einer Magneteinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes mit dem ersten Teil der Lenkwelle drehfest verbunden wird und bei denen eine Statoreinrichtung mit einem Statorhalter, an dem in der Regel zwei magnetisch leitfähige Statorelemente befestigt sind, drehfest mit dem zweiten Teil der Welle verbunden werden. Die Statoreinrichtung, insbesondere die beiden Statorelemente, sind dabei üblicherweise in radialer Richtung mit einem kleinen Luftspalt konzentrisch um den Ringmagneten der Magneteinrichtung herum angeordnet. Über die Statoreinrichtung, insbesondere die beiden Statorelemente, welche in der Regel einen als Flussleiter ausgebildeten Abschnitt aufweisen, kann der magnetische Fluss des Ringmagneten der Magneteinrichtung, insbesondere mithilfe zusätzlicher Bauteile in Form von sogenannten Flussleitern, zu einem Magnetsensor, beispielsweise einem Hall-Sensor, welcher in der Regel auf einer Leiterplatte befestigt und innerhalb eines Elektronikmodulgehäuses angeordnet ist, weitergeleitet werden und das erzeugte Signal kann zur Ermittlung des aufgebrachten Drehmoments ausgewertet werden.
Wird der drehfest mit dem ersten Teil der Welle verbundene Ringmagnet durch eine Rotationsbewegung der Welle relativ zur mit dem zweiten Teil der Welle verbundenen Statoreinrichtung bewegt, ändert sich die magnetische Flussdichte in den Statorelementen, was mittels des Magnetsensors erfasst werden kann. Die Änderung der magnetischen Flussdichte im Stator ist dabei u.a. abhängig von der Größe der Relativbewegung des Ringmagneten gegenüber der Statoreinrichtung, d.h. vom Verdrehwinkel. Somit kann aus der Änderung der erfassten Flussdichte auf den Verdrehwinkel geschlossen werden und aus dem Verdrehwinkel wiederum kann mit Kenntnis der Torsionssteifig- keit des Torsionsstabes das auf die Welle aufgebrachte Drehmoment ermittelt werden. Eine gattungsgemäße Drehmomentsensoreinrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 584 908 A2 bekannt. Durch in der Nähe befindliche, externe Magnetfelder kann es jedoch zu einer störenden, magnetischen Kopplung mit dem Sensormagnetfeld kommen, beispielsweise durch in der Nähe angeordnete Elektromotoren oder Lautsprecher. Dabei kann es durch die unerwünschte magnetische Kopplung mit dem externen, nicht von der Sensoreinrichtung erzeugten Magnetfeld zu einer unerwünschten Änderung des Sensormagnetfeldes kommen und damit zu unerwünschten, fehlerhaften Sensorsignalen, welche allerdings plausibel erscheinen und daher nicht als fehlerhaft erkannt werden können.
Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, zur Vermeidung derartiger, vorbeschriebener störender magnetischer Kopplungen mit externen Magnetfeldern die Sensorvorrichtung entsprechend gegenüber den störenden externen Magnetfeldern abzuschirmen.
Dazu schlagen die DE 103 46 332 A1 bzw. das zugehörige US-Patent US 6,928,887 B2 jeweils vor, die Flussleiter durch ein zusätzliches, zylindrisches, außen um die Flussleiter herum angeordnetes Abschirmelement gegenüber der Umgebung abzuschirmen. Etwas Ähnliches lehrt auch das US-Patent US 7,051 ,602 B2.
Zur Ermittlung eines absoluten Drehwinkels einer Welle, insbesondere zur Ermittlung eines absoluten Lenkwinkels einer Lenkwelle in einem Fahrzeug, wird in vielen Fällen eine Lenkwinkelsensoreinrichtung eingesetzt, welche einen koaxial an der Welle anordbaren und drehsynchron mit der Welle verbindbaren Hauptrotor, einen mechanisch mit einer konstanten und gleichförmigen ersten Übersetzung mit dem Hauptrotor gekoppelten ersten Nebenrotor, sowie einen mechanisch mit einer konstanten und gleichförmigen zweiten Übersetzung mit dem Hauptrotor gekoppelten zweiten Nebenrotor aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des ersten Nebenrotors ein erstes Sensorsignal zu erzeugen und in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des zweiten Nebenrotors ein zweites Sensorsignal. Dabei sind die Nebenrotoren mit unterschiedlichen Übersetzungen mit dem Hauptrotor gekoppelt, so dass aus den erfassten Drehwinkeln der beiden Nebenrotoren, insbesondere nach dem Nonius-Prinzip, mittels einer Auswerteeinrichtung der Drehwinkel der Welle bestimmt werden kann. Zur Erzeugung des ersten und zweiten Sensorsignals weisen die beiden Nebenrotoren in der Regel jeweils einen Permanentmagneten auf, mittels welchem die Drehbewegung der Welle zu jeweils einem zugeordneten Magnetsensor über- tragen werden kann, mittels welchem jeweils die Rotation des zugehörigen Nebenrotors erfasst werden kann.
Gattungsgemäße Lenkwinkelsensoreinrichtungen sind aus dem Stand der Technik ebenfalls grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der DE 195 06 938 A1 oder der DE 10 2009 031 176 A1 . Zugehörige Verfahren zur Ermittlung des absoluten Drehwinkels aus wenigstens dem ersten Sensorsignal und dem zweiten Sensorsignal sind ebenfalls grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der erstgenannten DE 195 06 938 A1 oder der DE 101 10 785 A1 .
Vor diesem Hintergrund ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Sensorvorrichtung bereitzustellen, vorzugsweise eine verbesserte Sensorvorrichtung, insbesondere eine Sensorvorrichtung, welche eine verbesserte magnetische Abschirmung zur Reduzierung von Störeinflüssen durch ein externes Magnetfeld ermöglicht, insbesondere ohne einen erhöhten bzw. mit nur einem marginal erhöhten Bauraumbedarf.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren und werden im Folgenden näher erläutert.
Bei einer Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Elektronikmodulgehäuse zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des Messaufnehmers gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung ausgebildet. Insbesondere ermöglicht die Erfindung in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand die zumindest teilweise magnetische Abschirmung eines koaxial zur Welle angeordneten Messaufnehmers vom radial versetzt zur Welle angeordneten Elektronikmodulgehäuse aus, im Falle einer Drehmomentsensoreinrichtung beispielsweise die zumindest teilweise Abschirmung eines koaxial zur Welle angeordneten und an der Welle befestigten Ringmagneten, und/oder die zumindest teilweise Abschirmung einer koaxial zur Welle angeordneten und an der Welle befestigten Statoreinrichtung und/oder die zumindest teilweise Abschirmung wenigstens eines koaxial zur Welle angeordneten Flussleiters.
Dadurch, dass bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung der Messaufnehmer gegenüber der Umgebung zumindest teilweise abgeschirmt wird, kann eine verbesserte Entkopplung von der Umgebung erreicht werden, da insbesondere eine Wechselwirkung mit einem, den Messaufnehmer erreichenden, externen Magnetfeld reduziert bzw. sogar vollständig vermieden werden kann, welche sich besonders negativ auf die Sensorsignalqualität auswirkt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Abschirmung des Messaufnehmers durch das Elektronikmodulgehäuse keinen zusätzlichen Bauraum erfordert, da sich die Abschirmung mit einem Elektronikmodulgehäuse mit gleichen Abmessungen realisieren lässt, wie mit einem herkömmlichen, insbesondere ursprünglichen, nicht zur Abschirmung ausgebildeten Elektronikmodulgehäuse.
Unter einem Messaufnehmer wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung verstanden, die dazu ausgebildet ist, wenigstens einen charakterisierenden physikalischen Parameter zu erfassen und weiterzuleiten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist wenigstens ein Messaufnehmer eine Magneteinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes als Teil einer Magnetsensoreinrichtung, insbesondere einen Ringmagnet einer Drehmomentsensoreinrichtung, und/oder eine Statoreinrichtung zum Aufnehmen und Weiterleiten eines magnetischen Flusses eines Magnetfeldes und/oder wenigstens eines Flussleiters zum Sammeln und Weiterleiten des magnetischen Flusses eines Magnetfeldes und/oder einen Rotor, insbesondere einen Hauptrotor einer Lenkwinkelsensoreinrichtung, auf oder ist durch eine Magneteinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes als Teil einer Magnetsensoreinrichtung, insbesondere einen Ringmagnet einer Drehmomentsensoreinrichtung, und/oder eine Statoreinrichtung zum Aufnehmen und Weiterleiten eines magnetischen Flusses eines Magnetfeldes und/oder wenigstens eines Flussleiters zum Sammeln und Weiterleiten des magnetischen Flusses eines Magnetfeldes und/oder einen Rotor, insbesondere einen Hauptrotor einer Lenkwinkelsensoreinrichtung, gebildet.
Unter einem Messumformer im Sinne der Erfindung wird eine Einrichtung verstanden, welche dazu ausgebildet ist, den vom Messaufnehmer erfassten und weitergeleiteten, d.h. bereitgestellten, physikalischen Parameter in ein elektrisches Messsignal umzuwandeln.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist der Messumformer ein Magnetsensor zum Erzeugen eines Sensorsignals, insbesondere in Abhängigkeit von einem Zustand eines von einer Magneteinrichtung als Messumformer erzeugten Magnetfeldes.
Als Elektronikmodulgehäuse im Sinne der Erfindung wird dabei dasjenige Gehäuse und/oder derjenige Gehäuseabschnitt der Sensorvorrichtung verstanden, welcher unmittelbar einen Bereich um den Messumformer herum zumindest teilweise umgibt. Insbesondere wird dabei das Gehäuse und/oder der Gehäuseabschnitt der Sensorvorrichtung verstanden, welcher den Messumformer aufnimmt und/oder trägt, d.h. in welchem der Messumformer angeordnet ist, insbesondere gelagert ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann der Messumformer dabei entweder direkt, d.h. unmittelbar, ohne weitere Bauteile dazwischen, am Elektronikmodulgehäuse befestigt sein oder aber, welches eine bevorzugte Ausgestaltung darstellt, indirekt, vorzugsweise über eine Leiterplatte, welche direkt, d.h. unmittelbar, im Elektronikmodulgehäuse gelagert ist, im Elektronikmodulgehäuse gelagert sein und/oder am Elektronikmodulgehäuse befestigt sein.
In letzterem Fall, d.h. wenn der Messumformer an oder auf einer Leiterplatte befestigt ist und diese unmittelbar in einem Gehäuse und/oder einem Gehäuseabschnitt gelagert ist, bildet das Gehäuse und/oder der Gehäuseabschnitt, in welchem die Leiterplatte gelagert ist, das Elektronikmodulgehäuse im Sinne der Erfindung.
Unter einer magnetischen Abschirmung im Sinne der Erfindung wird die Reduzierung einer störenden magnetischen Kopplung eines Magnetfeldes, insbesondere eines Sensormagnetfeldes, mit einem externen Magnetfeld verstanden. Dabei wird im Sinne der Erfindung unter einem Sensormagnetfeld ein von einer Magneteinrichtung einer Sensoreinrichtung erzeugtes Magnetfeld verstanden.
Dementsprechend ist das Elektronikmodulgehäuse einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung erfindungsgemäß insbesondere dazu ausgebildet, eine störende magnetische Kopplung eines von einer Magneteinrichtung einer Sensoreinrichtung erzeugten Magnetfeldes mit einem externen Magnetfeld zu reduzieren und/oder zu vermeiden.
In einigen Anwendungsfällen, insbesondere, wenn der wenigstens eine Messaufnehmer eine Magneteinrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes und/oder eine Statoreinrichtung und/oder wenigstens ein Flussleiter ist oder aufweist, kann die auf diese Weise erreichte Abschirmung bereits ausreichend zur Erzeugung der erforderlichen Sensorsignalqualität sein. Insbesondere ermöglicht eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mit einem magnetisch abschirmend wirkenden Elektronikmodulgehäuse, den negativen Einfluss externer Magnetfelder auf den Messaufnehmer und damit das Sensorsignal auf ein vertretbares Maß zu reduzieren und/oder in einigen Fällen sogar zu verhindern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung befindet sich der wenigstens eine Messaufnehmer dabei wenigstens teilweise, vorzugsweise nahezu vollständig, insbesondere vollständig, außerhalb des Elektronikmodulgehäuses, insbesondere außerhalb eines vom Elektronikmodulgehäuse umgebenden Volumens.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Elektronikmodulgehäuse zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des wenigstens einen, zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuse angeordneten Messumformers gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung ausgebildet.
Durch die erfindungsgemäße Abschirmung des Messaufnehmers mittels des Elektronikmodulgehäuses kann in vielen Fällen eine weiter verbesserte Abschirmung gegenüber externen Magnetfeldern, wie sie in näherer Umgebung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, insbesondere in einem Fahrzeug, auftreten können, und somit eine verbesserte Sensorsignalqualität, erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist der wenigstens eine Messumformer der Sensorvorrichtung wenigstens einen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordneten Magnetsensor auf und der wenigstens eine Messaufnehmer wenigstens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung und/oder wenigstens eine Magnetflussleiteinrichtung und/oder wenigstens eine Magnetflusssammeleinrichtung, wobei die wenigstens eine Magnetfelderzeugungseinrichtung und/oder die wenigstens eine Magnetflussleiteinrichtung und/oder die wenigstens eine Magnetflusssammeleinrichtung zumindest teilweise außerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordnet ist und zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung magnetisch abgeschirmt ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Elektronikmodulgehäuse wenigstens zweiteilig ausgebildet und weist wenigstens einen unteren Gehäuseabschnitt, insbesondere ein Gehäuseunterteil, und einen Deckelabschnitt, insbesondere einen Gehäusedeckel, auf, wobei wenigstens der Deckelabschnitt, insbesondere der Gehäusedeckel, zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung wenigstens eines Messaufnehmers und/oder wenigstens eines Messumformer gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, wenigstens der Gehäusedeckel des Elektronikmodulgehäuses wirkt vorzugsweise abschirmend.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist das Elektronikmodulgehäuse wenigstens ein Abschirmelement auf, vorzugsweise wenigstens ein flächiges Abschirmelement.
Unter einem Abschirmelement im Sinne der Erfindung wird dabei ein Element und/oder ein Bauteil und/oder eine Vorrichtung verstanden, mit welchem eine magnetische Abschirmung gegenüber einem in der Umgebung vorhandenen externen Magnetfeldes bewirkbar ist, d.h. mit welchem eine Reduzierung einer störenden magnetischen Kopplung mit einem sich in der Umgebung befindenden externen Magnetfeld bewirkbar ist.
Vorzugsweise ist dabei wenigstens ein Abschirmelement ein Abschirmblech aus ferromagnetischen Material oder weist zumindest ein Abschirmblech aus ferromagnetischen Material auf. Alternativ kann wenigstens ein Abschirmelement auch aus Kunststoff hergestellt sein oder Kunststoff aufweisen, wobei der Kunststoff mit abschirmenden Partikeln gefüllt ist, insbesondere mit ferromagnetischen Partikeln, wobei vorzugsweise wenigstens ein Abschirmelement Eisen und/oder Nickel enthält und/oder eisenhaltige und/oder ni- ckelhaltige Partikel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung schirmt das Abschirmelement wenigstens einen Messaufnehmer und/oder wenigstens einen Messumformer der Sensorvorrichtung in wenigstens einer Richtung wenigstens teilweise axial und/oder teilweise radial magnetisch gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung ab. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das wenigstens eine Abschirmelement am Elektronikmodulgehäuse angebunden und erstreckt sich vorzugsweise nach außen vom Elektronikmodulgehäuse weg in Richtung der Welle, insbesondere in radialer Richtung zur Welle hin, bezogen auf die Rotationsachse der Welle. Dabei ist das wenigstens eine Abschirmelement vorzugsweise am Deckelabschnitt, insbesondere am Gehäusedeckel, des Elektronikmodulgehäuses angebunden, und insbesondere integral mit diesem verbunden.
Dabei erstreckt sich das Abschirmelement vorzugsweise vom Deckelabschnitt weg, insbesondere in Richtung des unteren Gehäuseabschnitts, vorzugsweise am unteren Gehäuseabschnitt vorbei, insbesondere den unteren Gehäuseabschnitt überlappend und über den unteren Gehäuseabschnitt hinaus.
Alternativ oder zusätzlich kann das Elektronikmodulgehäuse auch wenigstens ein am unteren Gehäuseabschnitt angebundenes Abschirmelement aufweisen, welches vorzugsweise flächig ausgebildet ist.
Das Abschirmelement kann dabei einstückig mit dem Elektronikmodulgehäuse ausgebildet sein, wobei das Abschirmelement dazu vorzugsweise an das Elektronikmodulgehäuse angespritzt ist. Das Abschirmelement kann dabei aus einem anderen Material als das restliche Elektronikmodulgehäuse hergestellt sein oder aber aus dem gleichen Material. Das Abschirmelement kann auch integral mit dem Elektronikmodulgehäuse ausgebildet sein, das heißt insbesondere als 1 -Komponenten-Kunststoffspritzgussteil hergestellt sein. Ist das Abschirmelement, das zur magnetischen Abschirmung wenigstens einer weiteren Komponente der Sensorvorrichtung ausgebildet ist, aus einem anderen Material hergestellt als das Elektronikmodulgehäuse, bildet es mit dem Elektronikmodulgehäuse vorzugsweise ein 2-Komponenten-Spritzgussbauteil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Elektronikmodulgehäuse zumindest teilweise von innen mit wenigstens einem Abschirmelement ausgekleidet. D.h., vorzugsweise ist innerhalb des Elektronikmodulgehäuses vorzugsweise wenigstens ein Abschirmelement angeordnet, und insbesondere an einer Innenwand des Elektronikmodulgehäuses angeordnet und/oder befestigt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine magnetische Abschirmung eines innerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordneten Messumformers gegenüber einem externen Magnetfeld erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist das Elektronikmodulgehäuse wenigstens einen inneren Gehäuseteil und eine äußere, den inneren Gehäuseteil zumindest teilweise umgebende Gehäuseschale auf, wobei vorzugsweise die äußere Gehäuseschale zur magnetischen Abschirmung wenigstens eines Messaufnehmers und/oder eines Messumformers der Sensorvorrichtung ausgebildet ist und insbesondere in radialer Richtung über den inneren Gehäuseteil gestülpt ist.
Dadurch kann eine weitere Verbesserung der magnetischen Abschirmung gegenüber einem externen Magnetfeld erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, enthält das Elektronikmodulgehäuse ferromagnetisches Material und/oder besteht daraus, vorzugsweise eisenhaltiges und/oder nickelhaltiges Material, insbesondere Stahl und/oder eisenhaltiges und nickelhaltiges Material. Insbesondere enthält das Elektronikmodulgehäuse einen Kunststoff mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln oder ist aus einem Kunststoff mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln hergestellt, wobei der Kunststoff vorzugsweise mit eisen- und/oder nickelhaltigen Partikeln gefüllt ist, insbesondere mit ferromagnetischen Partikeln.
Vorzugsweise ist das Elektronikmodulgehäuse ein Kunststoffspritzgussteil und im Spritzgussverfahren hergestellt. Statt mit ferromagnetischen Partikeln kann in einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Kunststoff auch mit anderen, ebenfalls abschirmend wirkenden Partikeln gefüllt sein.
Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine verbesserte Sensorvorrichtung bereitgestellt werden. Insbesondere kann im Fall eines Elektronikmodulgehäuses aus Kunststoff ein herkömmliches Elektronikmodulgehäuse ohne viel Aufwand durch ein Elektronikmodulgehäuse mit erfindungsgemäßer, magnetisch abschirmender Wirkung ersetzt werden. Bei geeigneter Auswahl des Kunststoffs ist unter Umständen nicht einmal eine konstruktive Änderung des Elektronikmodulgehäuses erforderlich. Bereits durch die Verwendung eines anderen Materials zur Herstellung des Elektronikmodulgehäuses kann eine verbesserte Sensorvorrichtung, insbesondere eine Sensorvorrichtung mit verbesserter Abschirmung bereitgestellt werden.
Ist das Elektronikmodulgehäuse wenigstens zweiteilig ausgebildet, ist vorzugsweise wenigstens der Deckelabschnitt, insbesondere der Gehäusedeckel, insbesondere aus einen Kunststoff mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln, insbesondere ferromagneti- schen Partikeln, hergestellt oder enthält einen derartigen Kunststoff.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Sensorvorrichtung eine Drehmomentsensoreinrichtung mit einem Messaufnehmer zur Erfassung eines auf die drehbare Welle aufgebrachten Drehmoments auf, insbesondere eine Drehmomentsensoreinrichtung zum Ermitteln eines auf einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmomentes, wobei die drehbare Welle eine erste Teilwelle und eine zweite Teilwelle aufweist, welche mittels eines Torsionsstabs miteinander gekoppelt sind, wobei die Drehmomentsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, die relative Drehstellung der beiden Teilwellen zueinander zu erfassen und in Abhängigkeit von der relativen Drehstellung der beiden Teilwellen das auf die drehbare Welle aufgebrachte Drehmoment zu ermitteln, wobei vorzugsweise der Messaufnehmer der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung abgeschirmt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist der Messaufnehmer der Drehmomentsensoreinrichtung einen mehrpoligen Ringmagneten sowie zwei Statorringe aus einem weichmagnetischen Material auf, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung der Ringmagnet drehfest mit der ersten Teilwelle gekoppelt ist und die Statorringe drehfest mit der zweiten Teilwelle gekoppelt sind und dazu ausgelegt sind, unabhängig voneinander und jeweils in Umfangsrichtung des Ringmagneten abwechseln einen von einem Magnetfeld des Ringmagneten erzeugten magnetischen Fluss aufzunehmen und weiterzuleiten. Dabei befinden sich der Ringmagnet und die Statorringe vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere nahezu vollständig, außerhalb des Elektronikmodulgehäuses und sind insbesondere zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung abgeschirmt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist der Messaufnehmer der Drehmomentsensoreinrichtung wenigstens einen Flussleiter zum Sammeln des von dem Magnetfeld des Ringmagneten erzeugten und von den Statorringen aufgenommenen magnetischen Flusses auf, wobei insbesondere der wenigstens eine Flussleiter des Messaufnehmers der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise mittels des Elektronikmodulgehäuses gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung magnetisch abgeschirmt ist, wobei sich vorzugsweise der wenigstens eine Flussleiter zumindest teilweise, insbesondere nahezu vollständig, außerhalb des Elektronikmodulgehäuses befindet. Dadurch kann die magnetische Abschirmung der Drehmomentsensoreinrichtung noch weiter verbessert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Drehmomentsensoreinrichtung einen Magnetsensor als Messumformer auf mittels welchem vorzugsweise der vom Messaufnehmer erzeugte, aufgenommene und weitergeleitete sowie insbesondere gesammelte, magnetische Fluss in ein elektrisches Signal umwandelbar ist, wobei der Messumformer der Drehmomentsensoreinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordnet ist, insbesondere vollständig, wobei vorzugsweise der Messumformer der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung abgeschirmt ist.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Flussleiter der Drehmomentsensoreinrichtung durch wenigstens ein Abschirmelement des Elektronikmodulgehäuses zumindest teilweise gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung abgeschirmt.
Dazu erstreckt sich das betreffende Abschirmelement vorzugsweise jeweils über einen Bereich des Flussleiters, insbesondere über den abzuschirmenden Bereich des Flussleiters, wobei der Flussleiter vorzugsweise einen Flussleiterkörper und wenigstens eine Flussleiterlasche aufweist, wobei die Flussleiterlasche insbesondere gegenüber dem Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung angeordnet ist, und wobei der Flussleiter insbesondere im Bereich der Flussleiterlasche und/oder in einem Anbindungsbereich des Flussleiterkörpers um die Flussleiterlasche herum durch das Abschirmelement magnetisch gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung zumindest teilweise abgeschirmt ist. Dadurch kann eine besonders gute Abschirmung der magnetischen Sensoreinrichtung erreicht werden, da sowohl der Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung als auch die Flussleiterlasche, über welche der vom Flussleiterkörper gesammelte magnetische Fluss an den Magnetsensor weitergeleitet wird, auf diese Weise magnetisch gegenüber der Umgebung abgeschirmt werden können, und somit eine störende magnetische Kopplung, welche sich insbesondere in diesem Sensorbereich negativ auswirkt, reduziert bzw. sogar vermieden werden kann.
In einigen Fällen kann die Flussleiterlasche auch entfallen oder durch ein separates Kopplungselement ersetz werden, je nach verfügbarem Bauraum und vorhandenen Montagemöglichkeiten. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das sich außerhalb vom Elektronikmodulgehäuse erstreckende Abschirmelement wenigstens einen Teil des Flussleiters und/oder des Kopplungselementes im Bereich des Magnetsensors gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung magnetisch abschirmt.
Neben einer Drehmomentsensoreinrichtung kann eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ein oder mehrere weitere Sensoren und/oder Sensoreinrichtungen aufweisen, wobei eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung vorzugsweise zusätzlich eine Lenkwinkelsen- soreinrichtung aufweist, insbesondere eine Lenkwinkelsensoreinrichtung, welche einen Rotor sowie eine Winkelsensoreinrichtung aufweist. Lenkwinkelsensoreinrichtungen sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, auf welchen daher diesbezüglich für nähere Informationen zur Ausgestaltung möglicher Lenkwinkelsensoreinrichtungen verwiesen wird.
Als besonders geeignet zur Integration in eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung sind Lenkwinkelsensoreinrichtungen mit einem Getriebe zur Erfassung eines Drehwinkels des Rotors, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2008 01 1 448 A1 oder der DE 195 06 0938 A1 oder der DE 199 62 241 A1 bekannt sind.
Wie eine derartige Lenkwinkelsensoreinrichtung besonders vorteilhaft in eine erfindungsgemäße Drehmomentsensorvorrichtung integriert werden kann und eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung dazu besonders vorteilhaft ausgestaltet werden kann, ist in der zum Zeitpunkt der Anmeldung noch nicht veröffentlichten DE 102016124370.1 der Anmelderin beschrieben, auf welche hiermit in diesem Zusammenhang explizit verwiesen wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Sensorvorrichtung eine Lenkwinkelsensoreinrichtung zur Ermittlung einer Drehwinkels der drehbaren Welle auf, insbesondere eine Lenkwinkelsensoreinrichtung zum Ermitteln des Drehwinkels einer Welle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkwinkelsensoreinrichtung wenigstens einen Hauptrotor, insbesondere wenigstens ein Hauptzahnrad als Messaufnehmer aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung der Hauptrotor koaxial und drehfest an der Welle angeordnet ist. Dabei befindet sich der Hauptrotor insbesondere zumindest teilweise, insbesondere nahezu vollständig, außerhalb des Elektronikmodulgehäuses.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Lenkwinkelsensoreinrichtung einen Messumformer auf, welcher wenigstens einen Nebenrotor, insbesondere wenigstens ein Nebenzahnrad, mit wenigstens einem drehfest am Nebenrotor angeordneten Magnetelement sowie wenigstens einen, mit dem drehfest am Nebenrotor angeordneten Magnetelement zusammenwirkenden Magnetsensor aufweist, wobei der Messumformer der Lenkwinkelsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Drehstellung der Welle ein elektrisches Signal zu erzeugen, und wobei der Messumformer der Lenkwinkelsensoreinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Elektronikmodulgehäuses angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Messumformer der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung abgeschirmt ist.
Werden die Sensoren der Lenkwinkelsensoreinrichtung, insbesondere deren Magnetsensoren, dabei ebenfalls zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig innerhalb, des Elektronikmodulgehäuses angeordnet, können diese aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Sensorvorrichtung ebenfalls und ohne zusätzliche Maßnahmen gegenüber einem sich in der Umgebung der Sensorvorrichtung befindenden, externen Magnetfeldes auf einfache Art und Weise zumindest teilweise magnetisch abgeschirmt werden.
Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung weitere Abschirmmaßnahmen aufweisen, wie beispielsweise ein oder mehrere zusätzliche, die Sensorvorrichtung, insbesondere das Elektronikmodul im Bereich des Magnetsensors, zumindest teilweise umgebende Abschirmelemente. Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kann darüber hinaus auch durch ein zusätzliches Abschirmgehäuse nahezu vollständig eingekapselt sein.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgenden 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 oder aber in Alleinstellung verwendbar, sofern sie technisch sinnvoll sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer vorteilhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 a ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung in Explosionsdarstellung,
Fig. 1 b die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus Fig. 1 a in einem funktionsgemäßen Zusammenbauzustand,
Fig. 2a ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, ebenfalls in Explosionsdarstellung,
Fig. 2b die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus Fig. 2a in einem funktionsgemäßen Zusammenbauzustand,
Fig. 3a ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, teilweise in Explosionsdarstellung,
Fig. 3b die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus Fig. 3a in einem funktionsgemäßen Zusammenbauzustand.
Fig. 1 a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 in Explosionsdarstellung, wobei die Sensorvorrichtung 10 eine Drehmomentsensoreinrichtung aufweist, welche vom Aufbau her im Wesentlichen wie in der DE102016124370.1 beschrieben ausgebildet ist, auf welche hiermit für weitere, im Folgenden nicht näher beschriebene Details explizit verwiesen wird.
Die Sensorvorrichtung 10 weist, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 a, einen oberen Teil mit einem Elektronikmodulgehäuse 7 sowie einen unteren Teil mit einem weiteren Gehäuse 20 und einer darin aufgenommenen, nicht näher bezeichneten Drehmomentsensoreinrichtung auf.
Das Elektronikmodulgehäuse 7 ist dabei zweiteilig ausgebildet und weist einen Gehäusedeckel 1 sowie ein Gehäuseunterteil 6 auf und ist zur Aufnahme und Lagerung einer Leiterplatte 2 mit den daran befestigten Elektronikkomponenten, insbesondere den daran befestigten Magnetsensoren 3 und 4, die als Messumformer dienen, sowie zur Aufnahme zweier Kopplungselemente 5 ausgebildet, deren Funktion später erläutert wird.
Das Elektronikmodulgehäuse 7 kann dabei, bezogen auf die Darstellung in Fig. 1 a, von oben auf das weitere Gehäuse 20 aufgesetzt und an diesem festgelegt werden, insbesondere über vier, jeweils mit in den Eckbereichen von Gehäuseunterteil 6 und Gehäusedeckel 1 vorgesehenen Ausnehmungen zusammenwirkenden Rastelementen verrastet werden.
Die Drehmomentsensoreinrichtung 10 weist einen Messaufnehmer auf, der als wesentliche Elemente eine Magneteinrichtung 31 sowie eine Statoreinrichtung 33 und zwei Flussleiter 32A und 32B aufweist, welche bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 jeweils in axialer Richtung zumindest teilweise in ein erfindungsgemäßes weiteres Gehäuse 20, insbesondere in eine axiale Durchgangsöffnung des Gehäuses 20 eingeführt sind und im Gehäuse 20 festgelegt sind, wobei die beiden Flussleiter 32A und 32B in diesem Fall vom Gehäuse 20 umspritzt sind und dadurch in diesem festgelegt sind, während die Magneteinrichtung 31 und die Statoreinrichtung 33 jeweils drehbar gegenüber dem weiteren Gehäuse 20 innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet sind.
Die in Fig. 1 a dargestellte erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 10 bzw. insbesondere die Drehmomentsensoreinrichtung, ist zur Verbindung mit einer in einen ersten Teil und einen zweiten Teil geteilten, hier nicht dargestellten Welle, insbesondere einer geteilten Lenkwelle, ausgebildet, wobei der erste Teil der Welle und der zweite Teil der Welle in axialer Richtung mittels eines Torsionsstabs mit bekannter, definierter Torsionssteifigkeit miteinander verbunden sind, so dass der erste Teil der Welle und der zweite Teil gegeneinander verdreht werden können, wenn ein Drehmoment auf die Welle aufgebracht wird.
Der sich dabei einstellende Verdrehwinkel ist einem geeigneten Torsionsstab dabei proportional zum aufgebrachten Drehmoment bei einem geeigneten Torsionsstab, so dass man auf das Drehmoment rückschließen kann, wenn man den anliegenden Verdrehwinkel erfasst und die Torsionssteifigkeit des Torsionsstabes kennt. Die Sensorvorrichtung 10 bzw. insbesondere die Drehmomentsensoreinrichtung 10 ist dabei dazu ausgebildet, den Verdrehwinkel zu erfassen und ein vom Verdrehwinkel abhängiges, insbesondere zum Verdrehwinkel proportionales Sensorsignal zu erzeugen.
Dazu weist die Drehmomentsensoreinrichtung 10 die Magneteinrichtung 31 auf, welche mithilfe einer Hülse 31 B koaxial zur Welle angeordnet und drehfest mit dem ersten Teil der Welle verbunden werden kann. An der Hülse 31 B ist ein Ringmagnet 31 A befestigt, welcher in axialer Richtung konzentrisch zur Statoreinrichtung 33 mit einem definierten Spalt dazwischen angeordnet werden kann.
Für nähere Ausführungen bezüglich einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Magneteinrichtung einer Drehmomentsensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung wird auf die DE 10 2013 006 567 A1 , die DE 1020151 16545, die DE 102015122182 sowie die DE 102015122176 verwiesen, welche besonders vorteilhafte Ausgestaltungen einer Magneteinrichtung für eine Drehmomentsensoreinrichtung zeigen.
Die Statoreinrichtung 33, welche ebenfalls Teil des Messaufnehmers der Drehmomentsensoreinrichtung bildet, kann über einen hülsenförmigen, nicht näher bezeichneten Abschnitt eines nicht erkennbar dargestellten Statorhalters, an dem die einzelnen Elemente der Statoreinrichtung 33 befestigt sind und welche jeweils mittels Fixierringen in axialer Richtung festgelegt sind, auf dem zweiten Teil der Welle drehfest befestigt werden. Die beiden Statorelemente der Statoreinrichtung 33 sind dabei aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere aus weichmagnetischem Metall, dazu ausgebildet, dem magnetischen Fluss des vom Ringmagneten 31 A erzeugten Magnetfeldes aufzunehmen, insbesondere zusammen und weiterzuleiten. Für nähere Ausführungen bzw. Details zu einer vorteilhaften Ausgestaltung der Statorelemente bzw. der Statoreinrichtung 33 wird auf die DE 102015122171 verwiesen.
Wird auf die hier nicht dargestellte, mit der Drehmomentsensoreinrichtung verbundene Welle ein Drehmoment aufgebracht und eine Verdrehung des ersten Wellenteils relativ zum zweiten Wellenteil bewirkt, führt dies zu einer Verdrehung der mit dem ersten Wellenteil drehfest verbundenen Magneteinrichtung 31 , insbesondere des Ringmagneten 31 A, gegenüber der Statoreinrichtung 33, die drehfest mit dem zweiten Wellenteil verbunden ist, insbesondere gegenüber den beiden Statorelementen. Dadurch ändert sich der magnetische Fluss in den Statorelementen, d.h. in der Statoreinrichtung 33, was mithilfe von Magnetsensoren detektiert werden kann, bei dieser Drehmomentsensoreinrichtung mittels der als Messumformer dienenden Magnetsensoren 3 und 4, der Sensorvorrichtung 10.
Um den in den Statorelementen gesammelten magnetischen Fluss an die Magnetsensoren 3 und 4 zu übertragen, weist die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 10 bzw. die Drehmomentsensoreinrichtung 10, die zwei, bereits erwähnten und ebenfalls aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten Flussleiter 32A und 32B auf, welche jeweils in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 jeweils ein benachbartes Statorelement der Statoreinrichtung 33 in Umfangsrichtung umgreifen (vgl. Fig. 1 a).
Die beiden Flussleiter 32A und 32B weisen dabei jeweils einen ringförmigen Flussleiterkörper auf, welcher umlaufend ausgebildet ist und im Wesentlichen dazu dient, jeweils den vom benachbarten Statorelement gesammelten magnetischen Fluss aufzunehmen und zum jeweiligen Magnetsensor 3 bzw. 4 der Drehmomentsensoreinrichtung weiterzuleiten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Flussleiterkörper der Flussleiter 32A und 32B keine sich in radialer Richtung nach oben in Richtung der Magnetsensoren 3 und 4 erstreckende Flussleiterlaschen auf, dies ist bei einer alternativen Ausgestaltung einer Drehmomentsensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung jedoch möglich und kann in einigen Fällen besonders vorteilhaft sein, da dadurch eine weitere radiale Anordnung innerhalb des Elektronikmodulgehäuses insbesondere im Bereich des Gehäusedeckels 1 möglich wird, wodurch unter Umständen in einigen Anwendungsfällen eine verbesserte Abschirmung erreicht werden kann. Für eine verbesserte Übertragung an die Magnetsensoren 3 und 4 sind bei dem in den Fig. 1 a und 1 b dargestellten Ausführungsbeispiel statt Flussleiterlaschen jeweils Kopplungselemente 5 in das Gehäuseunterteil 6 eingesetzt, welche ebenfalls aus weichmagnetischem Material bestehen und eine Flussleiterlaschen vergleichbare Funktion haben.
Für nähere Ausführungen bzw. Details zu einer vorteilhaften Ausgestaltung der Flussleiter 32A und 32B wird auf die DE 102016124330.2 sowie die DE 102016124331 .0 verwiesen.
Die beiden Magnetsensoren 3 und 4 der Drehmomentsensoreinrichtung bzw. der Sensorvorrichtung 10 sind dabei an der Leiterplatte 2 befestigt, insbesondere an deren Unterseite, wobei die Leiterplatte 2 vom Gehäuseunterteil 6 aufgenommen werden kann (vgl. Fig. 2a) und insbesondere von oben auf das Gehäuseunterteil 6 aufgesteckt werden kann. Zur Positionierung der Leiterplatte 2 im Elektronikmodulgehäuse 7 sind zwei nicht näher bezeichnete, nach oben ragende Stifte vorgesehen.
Wie anhand von Fig. 1 a vorstellbar ist, befinden sich in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 10, insbesondere bei geschlossenem Elektronikmodulgehäuse 7, d.h. in einem Zustand, in welchem der Gehäusedeckel 1 mit dem Gehäuseunterteil 6 verbunden ist, wie in Fig. 1 b gezeigt, die Leiterplatte 2 mit den daran befestigten Magnetsensoren 3 und 4 innerhalb des Elektronikmodulgehäuses, zumindest teilweise innerhalb von diesem (vgl. auch Fig. 2a).
Das Elektronikmodulgehäuse 7 befindet sich dabei zumindest teilweise in dem axialen Bereich, in welchem der Messaufnehmer angeordnet ist, d.h. in axialer Richtung zumindest teilweise auf Höhe der Magneteinrichtung 31 , der Statoreinrichtung 33 und/oder der Flussleiter 32A und 32B, wobei das Elektronikmodulgehäuse radial versetzt zur Welle angeordnet ist.
Insbesondere befinden sich die beiden Magnetsensoren 3 und 4 in axialer Richtung zwischen den beiden oberen Ringsegmentabschnitten der Flussleiter 32A und 32B (siehe Fig. 2a), so dass jeweils ein von den Flussleitern 32A und 32B gesammelter Fluss an die Magnetsensoren 3 und 4 übertragen werden kann. Erfindungsgemäß ist das Elektronikmodulgehäuse 7 dabei zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des Messaufnehmers ausgebildet, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel insbesondere die beiden Flussleiter 32A, 32B zumindest teilweise gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung 10 magnetisch abgeschirmt werden, insbesondere im Bereich um die beiden Magnetsensoren 3 und 4 herum, d.h. im Bereich der Messumformer.
Dazu erstreckt sich bei diesem Ausführungsbeispiel das Elektronikmodulgehäuse 7, insbesondere das Gehäuseunterteil 6, in radialer Richtung nach innen, d.h. in Richtung der Welle bzw. zur Drehachse der Welle. Um die magnetisch abschirmende Wirkung zu erreichen, ist das Elektronikmodulgehäuse 7 aus einem mit eisenhaltigen und/oder nickelhalti- gen Partikeln gefüllten Kunststoff hergestellt. Das Elektronikmodulgehäuse 7, insbesondere dessen Gehäusedeckel 1 sowie das Gehäuseunterteil 6, sind dabei jeweils als Kunststoffspritzgussteile aus dem zuvor beschriebenen, Eisen und/oder Nickel enthaltenden Kunststoff hergestellt.
Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 10 auf einfache Art und Weise, insbesondere ohne umfangreiche Änderungen konstruktiver Art, insbesondere ohne zusätzlichen Bauraumbedarf, eine zumindest teilweise Abschirmung des Messaufnehmers der Drehmomentsensoreinrichtung 10, insbesondere im Bereich der als Messumformer dienenden Magnetsensoren 3 und 4. Dadurch kann eine störende, magnetische Kopplung zwischen dem Messaufnehmer mit einem sich in der Umgebung der Sensorvorrichtung befindenden, externen Magnetfeld, wie es beispielsweise durch einen in der Nähe angeordneten Elektromotor, in der Nähe verlaufende Hochstromleitungen oder einen in der Nähe angeordneten Lautsprecher hervorgerufen werden kann, reduziert bzw. sogar ganz vermieden werden.
Dadurch, dass das gesamte das Elektronikmodulgehäuse 7 aus einem mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln gefüllten Kunststoff hergestellt ist, kann außerdem eine magnetische Abschirmung der innerhalb des Elektronikmodulgehäuses 7 angeordneten Komponenten, beispielsweise von den als Messumformern dienenden Magnetsensoren 3 und 4 erreicht werden.
Alternativ oder zusätzlich können, insbesondere an einer Innenwandung des Elektronikmodulgehäuses 7, insbesondere an einer Innenwandung des Gehäusedeckels 1 , ein oder mehrere Abschirmelemente, insbesondere entsprechend ausgebildete Abschirmbleche, vorzugsweise aus einem Eisen- und/oder Nickel-Werkstoff, und/oder Eisen und/oder Nickel enthaltenden Werkstoff, vorgesehen sein, insbesondere angeordnet sein, um eine weiter verbesserte Abschirmung der Sensorvorrichtung 10, insbesondere eine weiter verbesserte Abschirmung der als Messumformer dienenden Magnetsensoren 3 und 4, zu erreichen.
Fig. 2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10', welche ebenfalls eine Drehmomentsensoreinrichtung 10' ist und welche grundsätzlich ähnlich der anhand der Fig. 1 a und 1 b beschriebene Drehmomentsensoreinrichtung aufgebaut und ausgebildet ist.
Anhand von Fig. 2a ist erkennbar, wie in einem funktionsgemäßen Zusammenbauzustand die Leiterplatte 2 vom Elektronikmodulgehäuse 7', insbesondere vom Gehäuseunterteil 6, aufgenommen und im Elektronikmodulgehäuse 7' gelagert ist. Ferner ist anhand von Fig. 2a vorstellbar, dass die Magnetsensoren 3 und 4 in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 10' zumindest teilweise, insbesondere nahezu fast vollständig, von dem Elektronikmodulgehäuse 7' umgeben sind.
Das Elektronikmodulgehäuse 7' ist bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem mit eisenhaltigen und/oder nickelhaltigen Partikeln gefüllten Kunststoff hergestellt, so dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Flussleiter 32A und 32B als Teil des Messaufnehmers zumindest teilweise und die als Messumformer dienenden Magnetsensoren 3 und 4 durch das Elektronikmodulgehäuses 7'magnetisch gegenüber einem sich in der Umgebung der Sensorvorrichtung 10' befindenden externen Magnetfeld magnetisch abgeschirmt werden können.
Im Unterschied zu dem anhand der Fig. 1 a und 1 b beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 weist der Gehäusedeckel 1 ' der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10' aus den Fig. 2a und 2b zusätzlich zwei flächige Abschirmelemente 1 A und 1 B auf, mit welchen eine großflächigere und damit verbesserte Abschirmung des Messaufnehmers der Sensorvorrichtung 10' in axialer Richtung erreicht werden kann gegenüber dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10. Die beiden Abschirmelemente 1 A und 1 B sind bei diesem Ausführungsbeispiel dabei integral, d.h. einstückig, mit dem restlichen Teil des Gehäusedeckels 1 ' hergestellt, insbesondere aus dem gleichen Werkstoff hergestellt, d.h. ebenfalls aus einem mit eisen- und nickelhaltigen Partikeln gefülltem Kunststoff, insbesondere im Spritzgussverfahren gemeinsam mit dem Gehäusedeckel 1 '.
Dabei erstrecken sich die flächigen Abschirmelemente 1 A und 1 B jeweils in radialer Richtung nach innen weg vom Gehäusedeckel 1 ', insbesondere in Richtung des unteren Gehäuseabschnitts 6, den unteren Gehäuseabschnitt 6 überlappend und an diesem vorbei, so dass sie jeweils in radialer Richtung nach innen über den unteren Gehäuseabschnitt 6 hinausragen.
Dadurch können auch die Flussleiter 32A und 32B über einen größeren Bereich zumindest teilweise gegenüber einer störenden magnetischen Kopplung der Umgebung mit einem externen Magnetfeld, insbesondere in axialer Richtung, abgeschirmt werden. Ferner können zusätzlich die Statoreinrichtung 33 sowie die Magneteinrichtung 31 zumindest teilweise, insbesondere in axialer Richtung, abgeschirmt werden. Dadurch kann eine verbesserte magnetische Abschirmung gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 erreicht werden.
Fig. 3a und 3b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10", wobei die Sensorvorrichtung 10" in Fig. 3a in einer teilweisen Explosionsdarstellung gezeigt ist und in Fig. 3b in einem funktionsgemäßen Zusammenbauzustand.
Dieses dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10" basiert auf der Sensorvorrichtung 10 aus den Fig. 1 a und 1 b, d.h. auf dem ersten, beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10.
Im Unterschied zu dieser Sensorvorrichtung 10 weist das Elektronikmodulgehäuse 7" der Sensorvorrichtung 10" zusätzlich eine äußere Gehäuseschale 8 auf, welche ebenfalls magnetisch abschirmend wirkt und in radialer Richtung über den Gehäusedeckel 1 sowie das Gehäuseunterteil 6, welche in diesem Fall einen inneren Gehäuseteil bilden, gestülpt werden kann bzw. ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gehäuseschale 8 dabei derart ausgebildet, dass sie den Gehäusedeckel 1 außer von der radialen Innenseite her von allen Seiten, d.h. an fünf Seiten bis auf die Seite von der Welle her, umschließt, insbesondere kapselt, und sich darüber hinaus in radialer Richtung in etwa bis auf Höhe der Drehachse der Welle erstreckt und auch seitlich, d.h. in axialer Richtung. Somit befindet sich im Ergebnis in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand die Sensorvorrichtung 10" vom Gehäusedeckel 1 aus bis in etwa zu einem maximalen Durchmesser des Sensorgehäuses 20, d.h. in etwa bis auf Höhe der Drehachse der Welle, innerhalb der Gehäuseschale 8.
Die Gehäuseschale 8 ist dabei ebenfalls aus einem aus einem mit eisen- und/oder nickel- haltigen Partikeln gefülltem Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt.
Selbstverständlich ist Vielzahl konstruktiver Abwandlungen zu dem erläuterten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezuaszeichenliste:
10, 10', 10" erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
1 Gehäusedeckel
2 Leiterplatte
3, 4 Messumformer (Magnetsensor)
5 Kopplungselement
6 Gehäuseunterteil
7, 7, T Elektronikmodulgehäuse
8 Gehäuseschale
20 weiteres Gehäuse
31 Messaufnehmer (Magneteinrichtung)
31 A Ringmagnet
31 B Hülse zur Befestigung der Magneteinrichtung auf einer Welle
32A, 32B Flussleiter
33 Statoreinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Sensorvorrichtung (10, 10', 10") zur Erfassung einer Drehstellung einer um eine Drehachse drehbaren Welle, vorzugsweise einer drehbaren Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensorvorrichtung (10, 10')
- wenigstens einen Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) zur Aufnahme und
Weiterleitung eines die zu erfassende Drehstellung charakterisierenden physikalischen Parameters,
- wenigstens einen Messumformer (3, 4) zur Wandlung des vom
Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) bereitgestellten physikalischen Parameters in ein elektrisches Messsignal, und
- ein Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7") aufweist,
wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") der wenigstens eine Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) zumindest teilweise koaxial zur Drehachse der Welle in einem sich in axialer Richtung der Welle erstreckenden Bereich angeordnet ist und der wenigstens eine Messumformer (3, 4) zumindest teilweise innerhalb des
Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7"), und
wobei das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), zumindest teilweise in dem axialen Bereich, in welchem der zumindest eine Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) angeordnet ist, radial versetzt zur Welle angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des wenigstens einen
Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) gegenüber einer Umgebung der
Sensorvorrichtung (10, 10', 10") ausgebildet ist.
2. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der wenigstens eine Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) wenigstens teilweise außerhalb des Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), befindet.
3. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7") zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung des wenigstens einen, zumindest teilweise innerhalb des
Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7") angeordneten Messumformers (3, 4) gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") ausgebildet ist.
4. Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Messumformer (3, 4) der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") wenigstens einen zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7") angeordneten Magnetsensor aufweist und der wenigstens eine
Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) wenigstens eine
Magnetfelderzeugungseinrichtung und/oder wenigstens eine
Magnetflussleiteinrichtung und/oder wenigstens eine
Magnetflusssammeleinrichtung, wobei die wenigstens eine
Magnetfelderzeugungseinrichtung und/oder die wenigstens eine
Magnetflussleiteinrichtung und/oder die wenigstens eine
Magnetflusssammeleinrichtung zumindest teilweise außerhalb des
Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7") angeordnet ist und zumindest teilweise durch das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7") gegenüber der Umgebung der
Sensorvorrichtung (10, 10', 10") magnetisch abgeschirmt ist.
5. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7") wenigstens zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens einen unteren Gehäuseabschnitt (6), insbesondere ein
Gehäuseunterteil (6), und einen Deckelabschnitt (1 , 1 '), insbesondere einen Gehäusedeckel (1 , 1 '), aufweist, wobei wenigstens der Deckelabschnitt (1 , 1 '), insbesondere der Gehäusedeckel (1 , 1 '), zur zumindest teilweisen magnetischen Abschirmung wenigstens eines Messaufnehmers (31 , 33, 32A, 32B) und/oder wenigstens eines Messumformers (3, 4) gegenüber der Umgebung der
Sensorvorrichtung (10, 10', 10") ausgebildet ist.
6. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7") wenigstens ein Abschirmelement (1 A, 1 B) aufweist, vorzugsweise wenigstens ein flächiges Abschirmelement (1 A, 1 B).
7. Sensorvorrichtung (10', 10") nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abschirmelement (1 A, 1 B) wenigstens einen Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) und/oder wenigstens einen Messumformer (3, 4) der Sensorvorrichtung (10', 10") in wenigstens einer Richtung wenigstens teilweise axial und/oder teilweise radial magnetisch gegenüber der Umgebung der Sensorvorrichtung (10', 10") abschirmt.
8. Sensorvorrichtung (10', 10") nach Anspruch 6 oder 7, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Abschirmelement (1 A, 1 B) am Elektronikmodulgehäuse (7', 7") angebunden ist und sich vorzugsweise nach außen vom
Elektronikmodulgehäuse (7', 7") weg in Richtung der Welle erstreckt, insbesondere in radialer Richtung zur Welle hin.
9. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), zumindest teilweise von innen mit wenigstens einem Abschirmelement ausgekleidet ist.
10. Sensorvorrichtung (10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Elektronikmodulgehäuse (7") wenigstens einen inneren Gehäuseteil (1 , 6) und eine äußere, den inneren Gehäuseteil (1 , 6) zumindest teilweise umgebende Gehäuseschale (8) aufweist, wobei vorzugsweise die äußere Gehäuseschale (8) zur magnetischen Abschirmung wenigstens eines Messaufnehmers (31 , 33, 32A, 32B) und/oder eines Messumformers (3, 4) der Sensorvorrichtung (10") ausgebildet ist und insbesondere in radialer Richtung über den inneren
Gehäuseteil (1 , 6) gestülpt ist.
1 1 Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), ferromagnetisches Material enthält, wobei das Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), vorzugsweise einen Kunststoff mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln enthält oder aus einem Kunststoff mit magnetisch abschirmend wirkenden Partikeln hergestellt ist, wobei der Kunststoff insbesondere mit ferromagnetischen Partikeln gefüllt ist.
12. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensorvorrichtung (10, 10', 10") eine Drehmomentsensoreinrichtung mit einem Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) zur Erfassung eines auf die drehbare Welle aufgebrachten Drehmoments aufweist, insbesondere eine
Drehmomentsensoreinrichtung zum Ermitteln eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmomentes, wobei die drehbare Welle eine erste Teilwelle und eine zweite Teilwelle aufweist, welche mittels eines
Torsionsstabs miteinander gekoppelt sind, wobei die Drehmomentsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, die relative Drehstellung der beiden Teilwellen zueinander zu erfassen und in Abhängigkeit von der relativen Drehstellung der beiden Teilwellen das auf die drehbare Welle aufgebrachte Drehmoment zu ermitteln, wobei vorzugsweise der Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das
Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") abgeschirmt ist.
13. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) der Drehmomentsensoreinrichtung einen mehrpoligen Ringmagneten (31 A) sowie zwei Statorringe aus einem
weichmagnetischen Material aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen
Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") der Ringmagnet (31 A) drehfest mit der ersten Teilwelle gekoppelt ist und die Statorringe drehfest mit der zweiten Teilwelle gekoppelt sind und dazu ausgelegt sind, unabhängig
voneinander und jeweils in Umfangsrichtung des Ringmagneten (31 A)
abwechselnd einen von einem Magnetfeld des Ringmagneten (31 A) erzeugten magnetischen Fluss aufzunehmen und weiterzuleiten.
14. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) der Drehmomentsensoreinrichtung wenigstens einen Flussleiter (32A, 32B) zum Sammeln des von dem Magnetfeld des Ringmagneten (31 A) erzeugten und von den Statorringen aufgenommenen magnetischen Flusses aufweist, wobei insbesondere der wenigstens eine
Flussleiter (32A, 32B) des Messaufnehmers (31 , 33, 32A, 32B) der
Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise mittels des
Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7"), gegenüber einer Umgebung der
Sensorvorrichtung (10, 10', 10") magnetisch abgeschirmt ist.
15. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehmomentsensoreinrichtung einen Magnetsensor als Messumformer (3, 4) aufweist, mittels welchem vorzugsweise der vom Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) erzeugte, aufgenommene und weitergeleitete sowie insbesondere gesammelte, magnetische Fluss in ein elektrisches Signal umwandelbar ist, wobei der Messumformer (3, 4) der Drehmomentsensoreinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7") angeordnet ist, insbesondere vollständig, wobei vorzugsweise der Messumformer (3, 4) der Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das
Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") abgeschirmt ist.
16. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensorvorrichtung (10, 10', 10") eine Lenkwinkelsensoreinrichtung zur Ermittlung eines Drehwinkels der drehbaren Welle aufweist, insbesondere eine Lenkwinkelsensoreinrichtung zum Ermitteln des Drehwinkels einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkwinkelsensoreinrichtung wenigstens einen Hauptrotor, insbesondere wenigstens ein Hauptzahnrad, als Messaufnehmer (31 , 33, 32A, 32B) aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") der Hauptrotor koaxial und drehfest an der Welle angeordnet ist.
17. Sensorvorrichtung (10, 10', 10") nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lenkwinkelsensoreinrichtung einen Messumformer (3, 4) aufweist, welcher wenigstens einen Nebenrotor, insbesondere wenigstens ein Nebenzahnrad, mit wenigstens einem drehfest am Nebenrotor angeordneten Magnetelement sowie wenigstens einem, mit dem drehfest am Nebenrotor angeordneten Magnetelement zusammenwirkenden Magnetsensor aufweist, wobei der Messumformer (3, 4) der Lenkwinkelsensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Drehstellung der Welle ein elektrisches Signal zu erzeugen, und wobei der Messumformer (3, 4) der Lenkwinkelsensoreinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Elektronikmodulgehäuses (7, 7', 7") angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Messumformer (3, 4) der
Drehmomentsensoreinrichtung zumindest teilweise durch das
Elektronikmodulgehäuse (7, 7', 7"), magnetisch gegenüber einer Umgebung der Sensorvorrichtung (10, 10', 10") abgeschirmt ist.
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