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WO2018108470A1 - Sensor device and method for assembling a sensor device - Google Patents

Sensor device and method for assembling a sensor device Download PDF

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Publication number
WO2018108470A1
WO2018108470A1 PCT/EP2017/080046 EP2017080046W WO2018108470A1 WO 2018108470 A1 WO2018108470 A1 WO 2018108470A1 EP 2017080046 W EP2017080046 W EP 2017080046W WO 2018108470 A1 WO2018108470 A1 WO 2018108470A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
sensor device
housing
rotor
magnetic
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/080046
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Roman Schoepe
Ekkehart Froehlich
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh filed Critical Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Publication of WO2018108470A1 publication Critical patent/WO2018108470A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means

Definitions

  • Magnetic sensor systems are generally used, in which a circumferential ring magnet, usually designed as a permanent magnet, is non-rotatably connected to the first part of the steering shaft as part of a magnetic device and in which a stator device with a stator holder, to which two magnetically conductive stator elements are usually attached, is non-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 steering angle sensor devices which are described in the last three documents DE 10 2008 01 448 A1, DE 195 06 938 A1 and DE 199 62 241 A1, each have a rotatably connectable to the shaft rotor with a ring gear and an angle sensor device, wherein the angle sensor device comprises a transmission with usually two smaller gears, each having a permanent magnet, via which the rotational movement of the shaft to one, the permanent magnet of the gears associated magnetic sensor can be transmitted, by means of which in each case the rotation of the associated gears are detected can.
  • the two gears have different numbers of teeth and are each coupled with a defined ratio with the rotor, so that from the detected angles of rotation of the two small gears, in particular according to the vernier principle, the angle of rotation of the shaft can be determined.
  • a sensor module is understood to mean an assembly which has at least one sensor, preferably at least one sensor and a printed circuit board.
  • Integral flux guides made by forming are particularly advantageous for reasons of cost, since only a small amount of waste is produced in this type of production. Because of the high cost of materials for the soft magnetic materials from which a flux guide is preferably made, clearly noticeable.
  • the sensor device has a sensor housing, wherein the sensor housing is preferably designed for receiving the individual components of the sensor device.
  • the sensor housing is part of another housing, preferably part of a connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular part of a steering gear housing, or even forms a connectable to the vehicle body of a motor vehicle housing. That is, preferably, the individual components of the sensor device can be arranged directly in a connectable to the vehicle body of a motor vehicle housing, in particular directly in a steering gear housing, provided that the steering gear housing forms the sensor housing.
  • FIG. 1 a shows a first exemplary embodiment of a sensor device 100 according to the invention in a functionally assembled, assembled use state, but without an associated steering shaft and a steering gear housing 60 configured to receive the sensor device 100 (see FIG.
  • the sensor device 100 according to the invention in this case has a torque sensor device 30 and a steering angle sensor device 40, wherein the torque sensor device 30 has a magnetic device 31 and a stator 33 and two flux conductors 32A and 32B, which in this embodiment of a sensor device 100 according to the invention in the axial direction R1 at least partially in an inventive sensor housing 20, in particular in a through hole 21 of the sensor housing 20 are inserted and are mounted in the sensor housing 20, wherein the two flux conductors 32A and 32B are fixed in the sensor housing 20 by clamping and the magnetic device 31 A and the stator 33 each rotatable are arranged opposite the sensor housing 20 within the sensor housing 20.
  • the flux conductors 32A and 32B are each made of a flat strip in one piece by forming, wherein the tabs 35A and 35B are formed in particular by folding or folding and partial folding.
  • first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device 30 and the angle sensor device with the two gears 42 and 43, the associated permanent magnet, and the associated second magnetic sensor 42B and the third magnetic sensor 43B are each pre-assembled into one assembly but also the stator device 33 with the rotor 41, wherein the rotor 41 in this case is integrally formed with one of the fixing rings 33D of the stator 33 and forms together with the mounted stator 33 a preassembled module 50 in the form of a stator module 50.
  • the preassembled sensor module 10 can be inserted into the sensor housing 20, in particular into the insertion opening 22, in particular in the radial direction R2.
  • the preassembled sensor module 10 is preferably inserted and positioned in the sensor housing 20 in the radial direction R2, that in a functional use state, the first transmission element 42 with the rotor 41 is engaged, in particular with the latter and the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device are respectively positioned opposite the tabs 35A and 35B of the two flux conductors 32A and 32B with a defined gap in the axial direction.
  • the second gear element 43 projects downwards out of the sensor module housing 11, the first gear element 42 or, if the second gear element 43 is to mesh with the rotor 41, it is also possible first to mount the sensor module housing 10 in the radial direction R2 into the sensor housing 20 introduce and then introduce the stator 33, the rotor 41 and the magnetic device 31 in the axial direction R1. However, in this case it must be ensured that the ring gear of the rotor 41 can be brought into engagement with the toothed wheel 42 or possibly also with the toothed wheel 43.
  • the rotor 41 instead of being rotatably connected to the stator 33, in particular instead of integrally formed with one of the fixing rings 33D of the stator 33, rotatably with the stator holder 33C or rotatably with the magnetic device 31th be connected, wherein the rotor 41 then forms a magnetic module with the magnetic device 31 in the latter case.
  • FIG. 1 c shows another embodiment of two circumferentially closed flux guides 232A and 232B.
  • These flux conductors are designed as stamped bent parts and can be preassembled in the sensor housing 20 in accordance with the flux conductors from FIG.
  • the tabs 235A and 235B of the flux guides 232A and 232B are formed after the punching operation by bending.
  • the substantially annular shape of the flux guides 232A and 232B is also made by a bending process wherein the respective ends of the substantially annular flux conductors 232A and 232B are connected to each other at the connection portions 237A and 237B.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The invention relates to a sensor device (100) for a rotatable shaft, in particular a steering shaft in a motor vehicle, as well as to a method for assembling a sensor device (100), said sensor device (100) comprising a torque sensor unit (30) for sensing a torque applied to the shaft, and a steering angle sensor unit (40) for sensing an angle of rotation of the shaft; the torque sensor unit (30) includes at least one magnetic mechanism (31) for generating a magnetic field as well as at least one first magnetic sensor (34A, 34B) for generating a sensor signal in accordance with a torque applied to the shaft, while the steering angle sensor unit (40) includes at least one rotor (41) that can be connected to the shaft for conjoint rotation therewith, as well as an angle sensor mechanism for generating at least one sensor signal in accordance with an angle of rotation of the rotor (41); furthermore, the sensor device (100) comprises at least one preassembled subassembly forming a sensor module (10), at least the first magnetic sensor (34A, 34B) of the torque sensor unit (30) and the angle sensor mechanism of the steering angle sensor unit (40) being part of the preassembled subassembly forming the sensor module (10).

Description

Sensorvorrichtung sowie  Sensor device as well
Verfahren zum Zusammenbau einer Sensorvorrichtung  Method for assembling a sensor device
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung für eine um eine Drehachse drehbare Welle, insbesondere für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensorvorrichtung eine Drehmomentsensoreinrichtung zum Erfassen eines auf die Welle aufgebrachten Drehmoments und eine Lenkwinkelsensoreinrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle aufweist. Dabei weist die Drehmomentsensoreinrichtung wenigstens eine Magneteinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes sowie wenigstens einen ersten Magnetsensor zum Erzeugen eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem auf die Welle aufgebrachten Drehmoments auf. Die Lenkwinkelsensoreinrichtung weist wenigstens einen, mit der Welle drehfest verbindbaren Rotor sowie eine Winkelsensoreinrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Rotors auf. Ferner weist die Sensoreinrichtung wenigstens eine, zu einem Sensormodul vormontierte Baugruppe auf. The invention relates to a sensor device for a shaft rotatable about a rotation axis, in particular for a steering shaft of a motor vehicle, wherein the sensor device has a torque sensor device for detecting a torque applied to the shaft and a steering angle sensor device for detecting a rotational angle of the shaft. In this case, the torque sensor device has at least one magnetic device for generating a magnetic field and at least one first magnetic sensor for generating a sensor signal as a function of a torque applied to the shaft. The steering angle sensor device has at least one rotor, which can be connected in a rotationally fixed manner to the shaft, and an angle sensor device for generating at least one sensor signal as a function of a rotational angle of the rotor. Furthermore, the sensor device has at least one module which is preassembled to form a sensor module.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Sensorvorrichtung. Furthermore, the invention relates to a method for assembling such a sensor device.
Drehmomentsensoreinrichtungen zur Erfassung eines auf eine Welle aufgebrachten Drehmoments, insbesondere eines auf eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs aufgebrachten Drehmoments, sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. In Kraftfahrzeugen werden sie insbesondere eingesetzt, um ein, von einem Fahrer auf die Lenkwelle aufgebrachtes Lenkmoment zu erfassen. Sie kommen insbesondere bei elektrischen Lenksystemen zum Einsatz, um den elektrischen Antriebsmotor des Lenksystems, basierend auf dem vom Fahrer aufgebrachten Lenkmoment anzusteuern, beispielsweise um eine entsprechende, situationsangepasste Lenkunterstützung bereitstellen zu können. Torque sensor devices for detecting a torque applied to a shaft, in particular a torque applied to a steering shaft of a motor vehicle, are known in principle from the prior art. In motor vehicles, they are used in particular to detect a steering torque applied by a driver to 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 the steering torque applied by the driver, for example, in order to be able to provide appropriate, situation-adapted steering assistance.
In der Regel werden dazu Drehmomentsensoreinrichtungen mit einem Torsionsstab mit definierter, bekannter Torsionssteifigkeit eingesetzt, 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. As a rule, torque sensor devices with a torsion bar with a defined, known torsional rigidity are used, the torsion bar connecting a first part of an axially divided shaft to 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, the angle of rotation depending on the applied torque and the stiffness of the Torsionsstabes sets so that from the detected angle of rotation at a defined, known stiffness of the torsion bar, the applied torque can be determined.
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 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 wird. 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, kann der magnetische Fluss des Ringmagneten der Magneteinrichtung, insbesondere mithilfe zusätzlicher Bauteile in Form von sogenannten Flussleitern, zu einem Drehmoment-Magnetsensor, beispielsweise einem Hall-Sensor, geleitet werden und das erzeugte Signal zur Ermittlung des aufgebrachten Drehmoments ausgewertet werden. Various measuring principles and sensor arrangements are known for measuring the angle of rotation resulting as a result of an applied torque. Magnetic sensor systems are generally used, in which a circumferential ring magnet, usually designed as a permanent magnet, is non-rotatably connected to the first part of the steering shaft as part of a magnetic device and in which a stator device with a stator holder, to which two magnetically conductive stator elements are usually attached, is non-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. Via the stator device, in particular the two stator elements, the magnetic flux of the ring magnet of the magnetic device, in particular by means of additional components in the form of so-called flux guides, to a torque magnetic sensor, such as a Hall sensor, and the generated signal to determine the applied Torque can be evaluated.
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 Drehmoment-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 Torsionssteifigkeit des Torsionsstabes das auf die Welle aufgebrachte Drehmoment ermittelt werden. When the ring magnet rotatably connected to the first part of the shaft is moved by rotation of the shaft relative to the stator means connected to the second part of the shaft, the magnetic flux density in the stator elements changes, which can be detected by the torque magnetic sensor. The change in the magnetic flux density in the stator is u.a. depending on the magnitude of the relative movement of the ring magnet relative to the stator means, i. from the angle of rotation. Thus, it can be concluded from the change in the detected flux density to the angle of rotation and turn from the angle of rotation can be determined with knowledge of the torsional stiffness of the torsion bar, the torque applied to the shaft.
Gattungsgemäße Drehmomentsensoreinrichtungen sind beispielsweise aus der DE 103 46 332 A1 oder der EP 1 584 908 A2 bekannt. Lenkwinkelsensoreinrichtungen sind ebenfalls grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere Lenkwinkelsensoreinrichtungen, welche einen Rotor sowie eine Winkelsensoreinrichtung mit einem Getriebe zur Erfassung eines Drehwinkels des Rotors aufweisen, beispielsweise aus der DE 10 2008 01 1 448 A1 oder der DE 195 06 938 A1 oder der DE 199 62 241 A1 . Generic torque sensor devices are known, for example, from DE 103 46 332 A1 or EP 1 584 908 A2. Steering angle sensor devices are also known in principle from the prior art, in particular steering angle sensor devices, which have a rotor and an angle sensor device with a transmission for detecting a rotational angle of the rotor, for example from DE 10 2008 01 1 448 A1 or DE 195 06 938 A1 or DE 199 62 241 A1.
Die Lenkwinkelsensoreinrichtungen, welche in den drei letztgenannten Dokumenten DE 10 2008 01 1 448 A1 , DE 195 06 938 A1 und DE 199 62 241 A1 beschrieben sind, weisen dabei jeweils einen mit der Welle drehfest verbindbaren Rotor mit einem Zahnkranz und eine Winkelsensoreinrichtung auf, wobei die Winkelsensoreinrichtung ein Getriebe mit in der Regel zwei kleineren Zahnrädern, welche jeweils einen Permanentmagneten aufweisen, aufweist, über welche die Drehbewegung der Welle zu jeweils einem, den Permanentmagneten der Zahnräder zugeordneten Magnetsensor übertragen werden kann, mittels welchen jeweils die Rotation der zugehörigen Zahnräder erfasst werden kann. Dabei weisen die beiden Zahnräder unterschiedliche Zähnezahlen auf und sind jeweils mit einer definierten Übersetzung mit dem Rotor gekoppelt, so dass aus den erfass- ten Drehwinkeln der beiden kleinen Zahnräder, insbesondere nach dem Nonius-Prinzip, der Drehwinkel der Welle bestimmt werden kann. The steering angle sensor devices, which are described in the last three documents DE 10 2008 01 448 A1, DE 195 06 938 A1 and DE 199 62 241 A1, each have a rotatably connectable to the shaft rotor with a ring gear and an angle sensor device, wherein the angle sensor device comprises a transmission with usually two smaller gears, each having a permanent magnet, via which the rotational movement of the shaft to one, the permanent magnet of the gears associated magnetic sensor can be transmitted, by means of which in each case the rotation of the associated gears are detected can. In this case, the two gears have different numbers of teeth and are each coupled with a defined ratio with the rotor, so that from the detected angles of rotation of the two small gears, in particular according to the vernier principle, the angle of rotation of the shaft can be determined.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Sensorvorrichtungen bekannt, welche sowohl eine gattungsgemäß ausgebildete, vorbeschriebene Drehmomentsensoreinrichtung aufweisen sowie eine gattungsgemäß ausgebildete, vorbeschriebene Lenkwinkel- sensoreinrichtung. Solche kombinierten Sensorvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 10 2010 033 769 A1 , der DE 10 2012 024 382 A1 , der DE 10 2012 24 383 A1 oder der DE 10 2012 025 280 A1 bekannt. In addition, sensor devices are known from the prior art, which both have a generically configured, previously described torque sensor device and a generically configured, above-described steering angle sensor device. Such combined sensor devices are known, for example, from DE 10 2010 033 769 A1, DE 10 2012 024 382 A1, DE 10 2012 24 383 A1 or DE 10 2012 025 280 A1.
Bereits aufgrund der vielen Bauteile ist die Montage einer kombinierten Sensorvorrichtung relativ komplex. Eine große Herausforderung ist dabei vor allem, die einzelnen Bauteile präzise und positionsgenau zueinander anzuordnen, insbesondere die Statorelemente der Statoreinrichtungen bzw. die Flussleiter der Drehmomentsensoreinrichtung mit einem definierten Spalt gegenüber dem zugehörigen Drehmoment-Magnetsensor anzuordnen sowie die Permanentmagneten der Zahnräder der Winkelsensoreinrichtung präzise und mit einem definierten Spalt gegenüber den jeweiligen zugehörigen Magnetsensoren der Winkelsensoreinrichtung anzuordnen. Ist eine vorbeschriebene Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, innerhalb eines Lenkgetriebegehäuses, in welchem auch die Lenkwelle zumin- dest teilweise gelagert wird, angeordnet zu werden, erhöht sich die Komplexität diesbezüglich noch weiter und die Anforderungen hinsichtlich der Maßhaltigkeit der einzelnen Komponenten der Sensorvorrichtung sowie deren Positionsgenauigkeit nehmen noch weiter zu. Already due to the many components, the assembly of a combined sensor device is relatively complex. A major challenge is, above all, to arrange the individual components precisely and precisely to one another, in particular to arrange the stator elements of the stator devices or the flux guides of the torque sensor device with a defined gap relative to the associated torque magnetic sensor and the permanent magnets of the gears of the angle sensor device precisely and with a to arrange defined gap with respect to the respective associated magnetic sensors of the angle sensor device. If a previously described sensor device is designed to operate within a steering gear housing, in which the steering shaft is also included. At least partially stored, to be arranged, the complexity increases in this regard even further and the requirements regarding the dimensional accuracy of the individual components of the sensor device and their position accuracy continue to increase.
Um eine maßliche Überbestimmtheit beim Einbau in das Lenkgetriebegehäuse zu vermeiden, sind einige der aus dem Stand der Technik bekannten Sensorvorrichtungen daher dazu ausgebildet, schwimmend im Lenkgetriebegehäuse gelagert zu werden, wobei die Sensorvorrichtungen dabei oftmals jeweils mit einem die Sensorvorrichtung fast vollständig umgebenden Gehäuse in das Lenkgetriebegehäuse eingesetzt werden. In order to avoid a dimensional over-determination when installed in the steering gear housing, some of the known from the prior art sensor devices are therefore designed to be stored floating in the steering gear housing, the sensor devices often with a sensor device almost completely surrounding housing into the steering gear housing be used.
Der für die schwimmende Lagerung der Sensorvorrichtung erforderliche Abstand zum Lenkgetriebegehäuse sowie der häufig ebenfalls nahezu vollständig im Inneren des Lenkgetriebegehäuses angeordnete Steckverbinder-Anschluss der Sensorvorrichtung benötigen einen nicht unerheblichen Bauraum. The required for the floating mounting of the sensor device distance to the steering gear housing and the often also almost completely arranged in the interior of the steering gear housing connector terminal of the sensor device require a considerable amount of space.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Sensorvorrichtung bereitzustellen, vorzugsweise eine verbesserte Sensorvorrichtung, insbesondere eine Sensorvorrichtung, welche eine vereinfachte Montage bzw. einen vereinfachten Zusammenbau ermöglicht sowie vorzugsweise einen verringerten Bauraumbedarf gegenüber vergleichbaren, aus dem Stand der Technik bekannten Sensorvorrichtungen aufweist. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Sensorvorrichtung. It is therefore an object of the invention to provide an alternative sensor device, preferably an improved sensor device, in particular a sensor device, which allows a simplified assembly or a simplified assembly and preferably has a reduced space requirement compared to comparable, known from the prior art sensor devices. Moreover, it is a further object of the invention to provide a corresponding method for assembling such a sensor device.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung sowie durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren und werden im Folgenden näher erläutert. This object is achieved by a sensor device according to the invention and by an inventive method according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures and are explained in more detail below.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung und die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung Teil der zum Sensormodul vormontierten Baugruppe sind. Dadurch lässt sich auf eine besonders einfache Art und Weise eine besonders einfache Montage einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung erreichen, insbesondere eine präzise positionsgenaue Anordnung des ersten Magnetsensors der Drehmomentsensoreinrichtung gegenüber den übrigen Komponenten der Drehmomentsensoreinrichtung sowie eine besonders positionsgenaue und präzise Anordnung der Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung. A sensor device according to the invention is characterized in that at least the first magnetic sensor of the torque sensor device and the angle sensor device of the steering angle sensor device are part of the module pre-assembled to the sensor module. This makes it possible in a particularly simple manner to achieve a particularly simple assembly of a sensor device according to the invention, in particular a precisely positionally precise arrangement of the first magnetic sensor of the torque sensor device with respect to the other components of the torque sensor device and a particularly positionally accurate and precise arrangement of the angle sensor device of the steering angle sensor device, based on a Functional state of use of the sensor device according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist dabei insbesondere zur Verbindung mit einer, um eine Drehachse drehbaren Welle ausgebildet, insbesondere zur Verbindung mit einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die Welle vorzugsweise in wenigstens einen ersten Teil und einen zweiten Teil geteilt ist, wobei der erste Teil und der zweite Teil insbesondere über einen Torsionsstab, der sich in axialer Richtung zwischen dem ersten Teil der Welle und dem zweiten Teil der Welle erstreckt und der eine definierte, bekannte Tor- sionssteifigkeit aufweist, miteinander verbunden sind. A sensor device according to the invention is in particular for connection to a shaft rotatable about a rotation axis, in particular for connection to a steering shaft of a motor vehicle, wherein the shaft is preferably divided into at least a first part and a second part, wherein the first part and the second Part in particular via a torsion bar, which extends in the axial direction between the first part of the shaft and the second part of the shaft and having a defined, known torsional stiffness, are connected to each other.
Unter einem Sensormodul wird im Sinne der Erfindung dabei eine Baugruppe verstanden, welche wenigstens einen Sensor aufweist, vorzugsweise wenigstens einen Sensor und eine Leiterplatte. For the purposes of the invention, a sensor module is understood to mean an assembly which has at least one sensor, preferably at least one sensor and a printed circuit board.
Die Drehmomentsensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist dabei vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Drehmomentsignal bereitzustellen. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch das vom des ersten Magnetsensors erzeugte Rohsignal bereitgestellt werden. The torque sensor device of a sensor device according to the invention is preferably designed to provide a torque signal. Alternatively and / or additionally, the raw signal generated by the first magnetic sensor can also be provided.
Die Magneteinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorzugsweise wie bei aus dem Stand der Technik bekannten, gattungsgemäßen Drehmomentsensoreinrichtungen üblich, ausgebildet. Für weitere Ausführungen, insbesondere hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen und der Funktionsweise, wird auf die EP 0 980 081 B1 , die EP 1 123 794 und insbesondere auf die DE 10 2013 006 567 A1 verwiesen. The magnetic device of the torque sensor device of a sensor device according to the invention is preferably designed as usual in the generic torque sensor devices known from the prior art. For further embodiments, in particular with regard to possible embodiments and the mode of operation, reference is made to EP 0 980 081 B1, EP 1 123 794 and in particular to DE 10 2013 006 567 A1.
Die Lenkwinkelsensoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorzugsweise ebenfalls grundsätzlich wie auf aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise ausgebildet, wobei für weitere Informationen, insbesondere hinsichtlich detaillierter Ausführungen zur möglichen Ausgestaltung und zur Funktionsweise der Lenkwinkelsensoreinrichtung, wird insbesondere auf die im Vorfeld bereits erwähnte DE 10 2008 01 1 448 A1 , die DE 195 06 938 A1 , die DE 10 2010 033 769 A1 , die DE 10 2012 024 382 A1 , die DE 10 2012 024 383 A1 sowie die DE 10 2012 025 280 A1 verwiesen. The steering angle sensor device of a sensor device according to the invention is preferably also designed in principle as known from the prior art, wherein for further information, in particular with regard to more detailed Explanations on the possible configuration and operation of the steering angle sensor device, in particular to the previously mentioned in DE 10 2008 01 1 448 A1, DE 195 06 938 A1, DE 10 2010 033 769 A1, DE 10 2012 024 382 A1, the DE 10 2012 024 383 A1 and DE 10 2012 025 280 A1.
Der Rotor einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist dabei dazu ausgebildet, drehfest mit der Welle verbunden zu werden. Dabei kann der Rotor entweder direkt, d.h. unmittelbar, ohne ein weiteres Element dazwischen, oder aber indirekt über eine andere Komponente, insbesondere über eine andere Komponente der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, mit der Welle verbunden werden, wobei der Rotor vorzugsweise über die Magneteinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung oder über eine Statoreinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung drehfest mit der Welle verbunden werden kann. The rotor of a sensor device according to the invention is designed to be rotatably connected to the shaft. The rotor may be either directly, i. directly, without another element in between, or indirectly via another component, in particular via another component of the sensor device according to the invention, are connected to the shaft, wherein the rotor preferably via the magnetic device of the torque sensor device or via a stator of the torque sensor device rotationally fixed to the shaft can be connected.
Die Lenkwinkelsensoreinrichtung, insbesondere die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung, ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein absolutes Drehwinkelsignal bereitzustellen. Alternativ und/oder zusätzlich können aber auch die vom zweiten Magnetsensor und vom dritten Magnetsensor erzeugten Rohsignale der Rotorwinkel- Signale bereitgestellt werden. The steering angle sensor device, in particular the angle sensor device of the steering angle sensor device, is preferably designed to provide an absolute rotational angle signal. Alternatively and / or additionally, however, the raw signals of the rotor angle signals generated by the second magnetic sensor and by the third magnetic sensor can also be provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung sind der erste Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung und die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung von einem gemeinsamen Sensormodulgehäuse aufgenommen. D.h., vorzugsweise sind der erste Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung sowie die Winkelsensoreinrichtung zumindest teilweise innerhalb eines gemeinsamen Sensormodulgehäuse angeordnet und insbesondere in diesem gelagert. Das Sensormodulgehäuse ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Komponenten des Sensormoduls, insbesondere der erste Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung sowie die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung jeweils entsprechend, zur Erfüllung der jeweiligen Funktionen der zugehörigen Sensoreinrichtung, mit den übrigen Komponenten der Sensorvorrichtung zusammenwirken können. In an advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the first magnetic sensor of the torque sensor device and the angle sensor device of the steering angle sensor device are received by a common sensor module housing. That is, preferably, the first magnetic sensor of the torque sensor device and the angle sensor device are at least partially disposed within a common sensor module housing and stored in particular in this. In this case, the sensor module housing is preferably designed such that the components of the sensor module, in particular the first magnetic sensor of the torque sensor device and the angle sensor device of the steering angle sensor device respectively can cooperate with the remaining components of the sensor device to fulfill the respective functions of the associated sensor device.
Vorzugsweise weist bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung die Winkelsensoreinrichtung wenigstens ein erstes Getriebeelement auf, welches zusammen mit dem Rotor der Lenkwinkelsensoreinrichtung Teil eines Getriebes ist oder ein Getriebe bildet und in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung mit dem Rotor im Eingriff ist, wobei die Winkelsensoreinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des ersten Getriebeelementes ein erstes Rotorwinkel- Sensorsignals zu erzeugen. Preferably, in a sensor device according to the invention, the angle sensor device has at least one first transmission element, which together with the rotor of the steering angle sensor device is part of a transmission or forms a transmission and is in a functional use state of the sensor device with the rotor engaged, wherein the angle sensor device is preferably adapted to generate in response to the rotation angle of the first transmission element, a first rotor angle sensor signal.
Vorzugsweise weist der Rotor dazu einen Zahnkranz auf, insbesondere einen außenverzahnten Zahnkranz und das erste Getriebeelement ist vorzugsweise als Zahnrad ausgebildet. Insbesondere verläuft dabei eine Drehachse des ersten Getriebeelementes der Winkelsensoreinrichtung parallel zur Drehachse der Welle, bezogen auf einen Zustand, in welchem die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mit einer Welle, von welcher Drehmoment und Drehwinkel mittels der Sensorvorrichtung erfasst werden sollen, verbunden ist. Mithilfe des ersten Getriebeelementes kann dabei ein inkrementeller Lenkwinkel des Rotors bestimmt werden, d.h. die Anzahl der Umdrehungen des Rotors. For this purpose, the rotor preferably has a toothed rim, in particular an externally toothed ring gear, and the first gear element is preferably designed as a toothed wheel. In particular, an axis of rotation of the first transmission element of the angle sensor device runs parallel to the axis of rotation of the shaft relative to a state in which the sensor device according to the invention is connected to a shaft from which torque and angle of rotation are to be detected by means of the sensor device. In this case, an incremental steering angle of the rotor can be determined by means of the first gear element, i. the number of revolutions of the rotor.
Damit der Rotor ungehindert mit dem ersten Getriebeelement im Eingriff sein kann, insbesondere mit dem ersten Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung kämmen kann, weist das Sensormodulgehäuse vorzugsweise eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung auf, und die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung sind vorzugsweise derart ausgebildet und in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung derart innerhalb der Sensorvorrichtung angeordnet, dass entweder der Rotor in das Sensormodulgehäuse hineinragt und sich somit eine Eingriffszone zwischen Rotor und erstem Getriebeelement innerhalb des Sensormodulgehäuses befindet oder das erste Getriebeelement aus dem Sensormodulgehäuse herausragt und sich somit die Eingriffszone außerhalb des Sensormodulgehäuses befindet. In order for the rotor to be able to engage with the first transmission element unhindered, in particular to mesh with the first transmission element of the angle sensor device, the sensor module housing preferably has a correspondingly formed recess, and the individual components of the sensor device according to the invention are preferably designed and used in a functional state of use Sensor device disposed within the sensor device such that either the rotor protrudes into the sensor module housing and thus is an engagement zone between the rotor and the first gear member within the sensor module housing or the first gear member protrudes from the sensor module housing and thus the engagement zone is outside the sensor module housing.
Vorzugsweise weist bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung das erste Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung einen Permanentmagneten auf und die Sensorvorrichtung, insbesondere die Winkelsensoreinrichtung, weist einen zweiten Magnetsensor zur Erzeugung des ersten Rotorwinkel-Sensorsignals in Abhängigkeit vom Drehwinkel des ersten Getriebeelementes auf. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise mithilfe des ersten Getriebeelementes der Drehwinkel des Rotors bzw. die Anzahl der Rotorumdrehungen erfasst werden. In a sensor device according to the invention, the first transmission element of the angle sensor device preferably has a permanent magnet, and the sensor device, in particular the angle sensor device, has a second magnetic sensor for generating the first rotor angle sensor signal as a function of the angle of rotation of the first transmission element. This can be detected in a particularly simple manner by means of the first transmission element of the rotation angle of the rotor or the number of rotor revolutions.
Für eine genaue Bestimmung des Drehwinkels des Rotors, insbesondere für die Bestimmung des absoluten Drehwinkels des Rotors, weist in einer weiteren vorteilhaften Ausge- staltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtungen die Winkelsensoreinrichtung wenigstens ein zweites Getriebeelement auf, welches mit dem Rotor und dem ersten Getriebeelement ein Getriebe bildet, wobei das zweite Getriebeelement in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung vorzugsweise mit dem Rotor und/oder dem ersten Getriebeelement im Eingriff ist und wobei die Winkelsensoreinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des zweiten Getriebeelementes ein zweites Rotorwinkel-Sensorsignal zu erzeugen. For a precise determination of the angle of rotation of the rotor, in particular for the determination of the absolute angle of rotation of the rotor, has in a further advantageous embodiment staltung a sensor devices according to the invention, the angle sensor device at least a second transmission element, which forms a gear with the rotor and the first transmission element, wherein the second transmission element in a functional use state of the sensor device preferably with the rotor and / or the first transmission element is engaged and wherein the Angle sensor device is designed in particular to generate a second rotor angle sensor signal in response to the rotation angle of the second transmission element.
Das zweite Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung ermöglicht die Bestimmung des Drehwinkels des Rotors nach dem Nonius-Prinzip. Die Bestimmung des Drehwinkels des Rotors auf diese Art und Weise und somit die Bestimmung des Drehwinkels einer mit der Sensorvorrichtung verbundenen Welle ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Für nähere Ausführungen, insbesondere wie anhand des ersten Rotorwinkel- Sensorsignals und des zweiten Rotorwinkel-Sensorsignals genau der Rotorwinkel und damit der Drehwinkel der Welle berechnet und somit bestimmt werden kann wird insbesondere auf die DE 195 06 938 A1 und die DE 199 62 241 A1 verwiesen, in welchen die Berechnung des Rotorwinkels in Abhängigkeit eines ersten Rotorwinkel-Sensorsignals und eines zweiten Rotorwinkel-Sensorsignals, welche mit einer gattungsgemäßen Lenk- winkelsensoreinrichtung erzeugt worden sind, ausführlich beschrieben ist. The second transmission element of the angle sensor device makes it possible to determine the angle of rotation of the rotor according to the vernier principle. The determination of the angle of rotation of the rotor in this manner and thus the determination of the angle of rotation of a shaft connected to the sensor device is basically known from the prior art. For more detailed explanations, in particular as to how precisely the rotor angle and thus the angle of rotation of the shaft can be calculated and thus determined on the basis of the first rotor angle sensor signal and the second rotor angle sensor signal, reference is made in particular to DE 195 06 938 A1 and DE 199 62 241 A1 in which the calculation of the rotor angle is described in detail as a function of a first rotor angle sensor signal and a second rotor angle sensor signal that have been generated by a generic steering angle sensor device.
In der vorgenannten Druckschrift DE 195 06 938 A1 ist ferner offenbart, welche Übersetzungsverhältnisse zwischen Rotor und erstem Getriebeelement bzw. zweitem Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung vorteilhaft bzw. geeignet sind. In the aforementioned document DE 195 06 938 A1 discloses further, which ratios between the rotor and the first gear element and the second gear element of the angle sensor device are advantageous or suitable.
Wie schon im Zusammenhang mit dem ersten Getriebeelement beschrieben, ist das Sensormodulgehäuse vorzugsweise auch in diesem Fall derart ausgebildet und die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtungen sind ebenfalls vorzugsweise entsprechend derart ausgebildet und angeordnet, dass das zweite Getriebeelement ungehindert mit dem Rotor und/oder dem ersten Getriebeelement kämmen kann. Die Eingriffszone zwischen dem zweiten Getriebeelement und dem Rotor und/oder dem ersten Getriebeelement kann dabei auch entweder innerhalb des Sensormodulgehäuses liegen oder außerhalb von diesem. As already described in connection with the first transmission element, the sensor module housing is preferably designed in this case and the individual components of the sensor devices according to the invention are also preferably designed and arranged accordingly that the second transmission element unhindered with the rotor and / or the first transmission element can comb. The engagement zone between the second transmission element and the rotor and / or the first transmission element can also be either within the sensor module housing or outside of this.
Vorzugsweise ist der Rotor dabei mit dem ersten Getriebeelement und/oder dem zweiten Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die Permanentmagnete der Getriebeelemente vorzugsweise jeweils mit einem definierten Spalt zum zugehörigen zweiten bzw. dritten Magnetsensor angeordnet ist. Ist dabei ein axialer Abstand zwischen den Magnetsensor und der Eingriffsebene bzw. der getriebene Ebene zum Rotor zu überbrücken, können die Getriebeelemente jeweils einen entsprechend langen Schaft in axialer Richtung aufweisen, um diesen Abstand zu überbrücken, wobei an einem Ende des Schaftes in axialer Richtung vorzugsweise das Getriebeelement angeordnet ist und am anderen Ende des Schaftes insbesondere der Permanentmagnet. Preferably, the rotor is arranged with the first gear element and / or the second gear element of the angle sensor device in a common plane, wherein the permanent magnets of the gear elements is preferably arranged in each case with a defined gap to the associated second or third magnetic sensor. If an axial distance between the magnetic sensor and the engagement plane or the driven plane to the rotor is to be bridged, the gear elements can each have a correspondingly long shaft in the axial direction in order to bridge this distance, preferably at one end of the shaft in the axial direction the transmission element is arranged and at the other end of the shaft, in particular the permanent magnet.
Um auf besonders einfache Art und Weise in Abhängigkeit vom Drehwinkel des zweiten Getriebeelementes ein zweites Rotorwinkel-Sensorsignal zu erzeugen, weist bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung vorzugsweise das zweite Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung ebenfalls einen Permanentmagneten auf und die Sensorvorrichtung, insbesondere die Winkelsensoreinrichtung wenigstens einen dritten Magnetsensor zur Erzeugung des zweiten Rotorwinkel-Sensorsignals in Abhängigkeit vom Drehwinkel des zweiten Getriebeelementes. In order to produce a second rotor angle sensor signal in a particularly simple manner as a function of the rotational angle of the second gear element, in a sensor device according to the invention preferably the second gear element of the angle sensor device also has a permanent magnet and the sensor device, in particular the angle sensor device at least a third magnetic sensor for generating of the second rotor angle sensor signal as a function of the angle of rotation of the second transmission element.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ergibt sich, wenn der erste Magnetsensor der Drehmomentsensoreinrichtung zusammen mit dem zweiten Magnetsensor der Lenkwinkelsensoreinrichtung und/oder dem dritten Magnetsensor der Lenkwinkelsensor-Einrichtung auf einer gemeinsamen, vorzugsweise ebenfalls vom Sensormodulgehäuse aufgenommenen und dem Sensormodul zugeordneten Leiterplatte angeordnet ist. Dabei ist die Leiterplatte vorzugsweise, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung derart angeordnet, dass sich ihre Leiterplattenebene senkrecht zur Drehachse der Welle erstreckt. D.h., bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorzugsweise eine gemeinsame Leiterplatte zur Aufnahme des ersten Magnetsensors der Drehmomentsensoreinrichtung und der beiden Magnetsensoren der Lenkwinkelsensoreinrichtung vorgesehen, wobei die Leiterplatte insbesondere Teil der zum Sensormodul vormontierten Baugruppe ist und sich vorzugsweise senkrecht zur Drehachse einer mit der Sensorvorrichtung verbindbaren Welle erstreckt. A particularly advantageous embodiment of a sensor device according to the invention results when the first magnetic sensor of the torque sensor device is arranged together with the second magnetic sensor of the steering angle sensor device and / or the third magnetic sensor of the steering angle sensor device on a common, preferably also received by the sensor module housing and the sensor module associated circuit board. In this case, the printed circuit board is preferably arranged in relation to a functional state of use of the sensor device such that its printed circuit board plane extends perpendicular to the axis of rotation of the shaft. That is to say, in the case of a sensor device according to the invention, a common printed circuit board is preferably provided for receiving the first magnetic sensor of the torque sensor device and the two magnetic sensors of the steering angle sensor device, wherein the printed circuit board is in particular part of the module pre-assembled to the sensor module and preferably extends perpendicular to the axis of rotation of a shaft connectable to the sensor device ,
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Drehmomentsensoreinrichtung eine Statoreinrichtung zum Sammeln des magnetischen Flusses des mittels der Magneteinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung erzeugten Magnetfeldes auf, wobei der Rotor der Lenkwinkelsensoreinrichtung vorzugsweise drehfest mit der Statoreinrichtung oder drehfest mit der Magneteinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung verbunden ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the torque sensor device has a stator device for collecting the magnetic flux of the means of the magnetic device of the torque sensor device generated magnetic field, wherein the rotor of the steering angle sensor device is preferably non-rotatably connected to the stator or non-rotatably connected to the magnetic means of the torque sensor device.
Die Statoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist vorzugsweise einen Statorhalter, mittels derer die Statoreinrichtung drehfest mit einem Teil der Welle verbunden werden kann, sowie vorzugsweise zwei getrennte, d.h. separat ausgebildete, am Statorhalter befestigte Statorelemente auf, wobei jedes Statorelement vorzugsweise entweder einen zylindermantelförmigen oder sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden ringscheibenförmigen Bereich in Form eines Statorrings aufweist sowie eine Vielzahl an sich in axialer Richtung erstreckenden Laschen, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dabei sind die Statorelemente vorzugsweise derartig am Statorhalter angebracht, dass die Laschen der beiden Statorelemente kammartig verzahnt ineinandergreifen. Der Rotor einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann dabei in axialer Richtung entweder zwischen den Statorelementen angeordnet sein oder außerhalb von diesen. The stator means of a sensor device according to the invention preferably comprises a stator holder, by means of which the stator means can be non-rotatably connected to a part of the shaft, and preferably two separate, i. separately formed stator elements fastened to the stator holder, wherein each stator element preferably has either a cylinder jacket-shaped or radially outwardly extending annular disk-shaped region in the form of a stator ring and a multiplicity of axially extending tabs which are distributed uniformly in the circumferential direction. In this case, the stator elements are preferably mounted on the stator holder in such a way that the lugs of the two stator elements mesh with one another like a comb. The rotor of a sensor device according to the invention can be arranged in the axial direction either between the stator elements or outside of these.
Die Statoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist vorzugsweise gemäß einer in der DE 10 2015 122 171 .3 beschriebenen Statoreinrichtung ausgebildet, insbesondere gemäß einer in der DE 10 2015 122 171 .3 beschriebenen, erfindungsgemäßen Starterbaugruppe, wobei die DE 10 2015 122 171 .3 hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird. The stator device of a sensor device according to the invention is preferably designed according to a stator device described in DE 10 2015 122 171 .3, in particular according to a starter module according to the invention described in DE 10 2015 122 171 .3, DE 10 2015 122 171 .3 hereby by express reference to the content of the description.
Dabei können bei einer Statoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung die beiden Statorelemente jeweils mittels eines Fixierringes am Statorhalter in axialer Richtung festgelegt sein. Weist eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung eine derartig ausgebildete Statoreinrichtung auf, kann der Rotor auf besonders einfache Art und Weise drehfest an der Statoreinrichtung angebunden werden und auf diese Weise besonders einfach drehfest mit der Welle verbunden werden, nämlich über den Statorhalter der Statoreinrichtung. In this case, in the case of a stator device of a sensor device according to the invention, the two stator elements can each be fixed in the axial direction by means of a fixing ring on the stator holder. If a sensor device according to the invention has a stator device designed in this way, the rotor can be connected in a particularly simple manner to the stator device in a rotationally secure manner and in this way be connected to the shaft in a particularly easily rotatable manner, namely via the stator holder of the stator device.
Sind Rotor und Statoreinrichtung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, drehfest miteinander verbunden zu werden, wobei der Rotor vorzugsweise drehfest am Statorhalter befestigt werden kann, sind bei einer erfindungsgemäßen Sen- sorvorrichtung vorzugsweise der Rotor und die Statoreinrichtung zu einer ein Statormodul bildenden Baugruppe vormontiert. Are rotor and stator device of a sensor device according to the invention designed to be rotatably connected to each other, wherein the rotor can be preferably rotatably attached to the stator, are in a sensor according to the invention Sorvorrichtung preferably the rotor and the stator device to a stator module forming module pre-assembled.
Statt zu einer Baugruppe in Form eines Statormoduls vormontiert zu sein, können in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung der Rotor und die Statoreinrichtung, insbesondere der Rotor und der Statorhalter, auch integral hergestellt sein, wobei der Rotor dazu vorzugsweise Kunststoff enthält und insbesondere an die Statoreinrichtung, vorzugsweise den Statorhalter angespritzt ist. D.h., vorzugsweise ist der Rotor in dem gleichen Arbeitsgang wie der Statorhalter hergestellt. D.h., vorzugsweise sind der Statorhalter und der Rotor mit dem gleichen Spritzgießwerkzeug hergestellt, in welches insbesondere die Statorelemente als Einlegeteile eingelegt werden können und auf diese Weise mit dem Statorhalter und dem Rotor zu einer als Statormodul ausgebildeten Statoreinrichtung verbunden werden können. Instead of being premounted to form an assembly in the form of a stator module, in a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the rotor and the stator device, in particular the rotor and the stator holder, can also be produced integrally, wherein the rotor preferably contains plastic and in particular to the Statoreinrichtung, preferably the stator holder is molded. That is, preferably, the rotor is made in the same operation as the stator holder. In other words, the stator holder and the rotor are preferably produced using the same injection molding tool, in which, in particular, the stator elements can be inserted as inserts and in this way can be connected to the stator holder and the rotor to form a stator module as a stator module.
In einer alternativen, aber ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung bildet der Rotor mit der Magneteinrichtung ein Magnetmodul, wobei der Rotor vorzugsweise Kunststoff enthält und insbesondere an die Magneteinrichtung angespritzt ist. D.h. vorzugweise ist bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung der Rotor entweder mit der Magneteinrichtung zu einem Magnetmodul vormontiert oder als Magnetmodul hergestellt worden oder aber mit der Statoreinrichtung zu einem Statormodul vormontiert oder als Statormodul hergestellt worden. In an alternative but also advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the rotor with the magnet device forms a magnet module, wherein the rotor preferably contains plastic and in particular is molded onto the magnet device. That Preferably, in a sensor device according to the invention, the rotor has either been preassembled with the magnetic device to form a magnetic module or produced as a magnetic module or else preassembled with the stator device to form a stator module or produced as a stator module.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Sensorvorrichtung, insbesondere die Drehmomentsensoreinrichtung, wenigstens einen Flussleiter zum Weiterleiten des magnetischen Flusses an den ersten Magnetsensor auf, wobei der wenigstens eine Flussleiter vorzugsweise durch Umformen aus einen Flachband oder einem Draht hergestellt ist, insbesondere einstückig. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor device, in particular the torque sensor device, at least one flux guide for forwarding the magnetic flux to the first magnetic sensor, wherein the at least one flux conductor is preferably made by forming from a flat band or a wire, in particular in one piece.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines einstückig durch Umformen hergestellten Flussleiters, insbesondere für eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, sind insbesondere in der DE 10 2016 124 330.2 und der DE 10 2016 124 331 .0 beschrieben, welche hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht werden. Advantageous embodiments of a flux guide manufactured in one piece by deformation, in particular for a sensor device according to the invention, are described in particular in DE 10 2016 124 330.2 and DE 10 2016 124 331 .0, which are hereby made the content of the description by express reference.
Einstückig, durch Umformen hergestellt Flussleiter sind aus Kostengründen besonders vorteilhaft, da bei dieser Art der Herstellung nur wenig Verschnitt anfällt, was sich auf- grund der hohen Materialkosten für die weichmagnetischen Werkstoffe, aus denen ein Flussleiter vorzugsweise hergestellt ist, deutlich bemerkbar macht. Integral flux guides made by forming are particularly advantageous for reasons of cost, since only a small amount of waste is produced in this type of production. Because of the high cost of materials for the soft magnetic materials from which a flux guide is preferably made, clearly noticeable.
Wenigstens einer der Flussleiter weist dabei einen, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Drehmomentsensoreinrichtung sich um die Drehachse der Welle zylindermantelförmig oder ringscheiben- oder ringsegmentförmig in Umfangsrichtung erstreckenden Flussleiterkörper auf, insbesondere zum Sammeln eines magnetischen Flusses der Statoreinrichtung, und wenigstens eine erste, vom Flussleiterkörper nach außen abstehende Lasche, vorzugsweise zum Weiterleiten des gesammelten, magnetischen Flusses an einen den ersten Magnetfeldsensor der Drehmomentsensoreinrichtung, insbesondere zwei Laschen. At least one of the flux conductors in this case has, relative to a functional use state of the torque sensor device about the axis of rotation of the shaft cylinder jacket or ring disk or ring segment-shaped circumferentially extending flux conductor body, in particular for collecting a magnetic flux of the stator, and at least a first, from the flux conductor body Outer protruding tab, preferably for forwarding the collected magnetic flux to a first magnetic field sensor of the torque sensor device, in particular two tabs.
Alternativ kann der beschriebene Flussleiter auch als einstückiges Stanzbiegeteil ausgeführt sein, wobei nach dem Ausstanzen zunächst die Flussleiterlaschen und anschließend der sich in Umfangsrichtung der Drehachse der Welle Zylindermantel- oder ringsegment- förmige erstreckende Flussleiterkörper durch einen Biegevorgang gebildet wird. Alternatively, the described flux conductor can also be embodied as a one-piece stamped and bent part, wherein after punching out first the flux conductor tabs and then the flux-cylinder body extending in the circumferential direction of the axis of rotation of the shaft cylindrical-wall or ring-segment-shaped flux guide body is formed by a bending process.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist der Flussleiter in Umfangsrichtung offen. Dies ermöglicht eine besonders einfache und vor allem flexible Montage, insbesondere eine flexible Montagereihenfolge. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the flux guide is open in the circumferential direction. This allows a particularly simple and above all flexible installation, in particular a flexible assembly order.
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist der Flussleiter in Umfangsrichtung geschlossen. Dadurch kann ein besonders stabiler Flussleiter, insbesondere ein mechanisch besonders robuster Flussleiter, bereitgestellt werden. Allerdings erfordert ein derartig ausgebildeter Flussleiter eine bestimmte Reihenfolge beim Zusammenbau einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung. In an alternative embodiment of a sensor device according to the invention, the flux guide is closed in the circumferential direction. As a result, a particularly stable flux guide, in particular a mechanically particularly robust flux guide, can be provided. However, such a trained flux guide requires a specific order in the assembly of a sensor device according to the invention.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist die Sensorvorrichtung ein Sensorgehäuse auf, wobei das Sensorgehäuse vorzugsweise zur Aufnahme der einzelnen Komponenten der Sensorvorrichtung ausgebildet ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor device has a sensor housing, wherein the sensor housing is preferably designed for receiving the individual components of the sensor device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, wobei vorzugsweise wenigstens ein Flussleiter in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung konzentrisch zur Statoreinrichtung angeordnet ist und diese vorzugsweise zumindest teilweise von außen umgreift, ist wenigstens ein Flussleiter im Sensorgehäuse gelagert, vorzugsweise im Sensorgehäuse festgelegt. Besonders bevorzugt sind sämtliche Flussleiter einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Sensorgehäuse gelagert und insbesondere im Sensorgehäuse festgelegt. Vorzugsweise ist die Sensorvorrichtung dabei derart ausgebildet, dass der wenigstens eine Flussleiter ortsfest und insbesondere beabstandet zur Statoreinrichtung ohne ein Gleitlager dazwischen vom Sensorgehäuse aufgenommen ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, wherein preferably at least one flux guide in a functional use state of the sensor device is arranged concentrically to the stator and this preferably at least partially engages from the outside, is at least one Flow conductor stored in the sensor housing, preferably set in the sensor housing. Particularly preferably, all flux conductors of a sensor device according to the invention are mounted in the sensor housing and in particular fixed in the sensor housing. Preferably, the sensor device is designed in such a way that the at least one flux guide is received in a stationary manner and in particular at a distance from the stator device without a sliding bearing between the sensor housing.
Dadurch kann auf einfache Art und Weise über das Sensorgehäuse eine präzise Positionierung wenigstens eines Flussleiters, insbesondere sämtlicher Flussleiter gegenüber den jeweiligen ersten Magnetsensoren der Drehmomentsensoreinrichtung erreicht werden. Vorzugweise wird der Flussleiter dabei vom Sensorgehäuse gehalten. Dazu kann der Flussleiter beispielsweise mit dem Sensorgehäuse verklebt sein und/oder durch Klemmen im Sensorgehäuse gehalten werden. As a result, a precise positioning of at least one flux guide, in particular all flux guides, relative to the respective first magnetic sensors of the torque sensor device can be achieved in a simple manner via the sensor housing. Preferably, the flux guide is held by the sensor housing. For this purpose, the flux guide may for example be glued to the sensor housing and / or held by terminals in the sensor housing.
Besonders bevorzugt ist jedoch wenigstens ein Flussleiter mit dem Sensorgehäuse integral hergestellt und bildet insbesondere ein Einlegeteil, welches bei der Herstellung des Sensorgehäuses zumindest teilweise mit dem Material des Sensorgehäuses umspritzt worden ist. However, particularly preferably, at least one flux guide is produced integrally with the sensor housing and in particular forms an insert part, which has been encapsulated at least partially with the material of the sensor housing in the production of the sensor housing.
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, wobei ebenfalls wenigstens ein Flussleiter in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung konzentrisch zur Statoreinrichtung angeordnet ist und diese vorzugsweise zumindest teilweise von außen umgreift, ist wenigstens ein Flussleiter nicht im Sensorgehäuse gelagert, sondern auf der Statoreinrichtung in radialer Richtung über ein Gleitlager abgestützt, wobei der Flussleiter in diesem Fall vorzugsweise mithilfe des Sensorgehäuses gegen ein Verdrehen gesichert ist. Dazu weist das Sensorgehäuse vorzugsweise einen oder mehrere Vorsprünge und/oder Ausnehmungen auf, an denen der Flussleiter in Umfangsrichtung derart abgestützt ist, dass ein Verdrehen verhindert wird. In an alternative embodiment of a sensor device according to the invention, wherein also at least one flux guide is arranged in a functional use condition of the sensor device concentric with the stator and this preferably at least partially engages from the outside, at least one flux guide is not stored in the sensor housing, but on the stator in the radial direction a sliding bearing supported, wherein the flux guide is secured in this case, preferably by means of the sensor housing against rotation. For this purpose, the sensor housing preferably has one or more projections and / or recesses on which the flux guide is supported in the circumferential direction in such a way that rotation is prevented.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist das Sensorgehäuse, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, eine sich in radialer Richtung erstreckende Einstecköffnung für das Sensormodul auf. Dabei ist in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung das Sensormodul in radialer Richtung in die Ein- Stecköffnung eingeführt, vorzugsweise eingesteckt, insbesondere derart, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung wenigstens ein Flussleiter der Drehmomentsensoreinrichtung definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor positioniert ist und/oder der Rotor der Lenkwinkelsensoreinrichtung definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing, based on a functional use state of the sensor device, a extending in the radial direction insertion opening for the sensor module. In this case, in a functional state of use of a sensor device according to the invention, the sensor module is inserted into the recess in the radial direction. Inserted plug-in opening, preferably inserted, in particular such that in a functional use state of the sensor device is at least one flux guide of the torque sensor device is positioned relative to the first magnetic sensor and / or the rotor of the steering angle sensor device defined against the angle sensor device is positioned.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung weist das Sensorgehäuse, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, eine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung für die Welle auf, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor drehbar in der Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses gelagert und vorzugsweise in axialer Richtung festgelegt ist, wobei die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor dazu zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden sind, vorzugsweise nachdem die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor drehfest mit der Welle verbunden worden sind. Dabei sind die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor insbesondere derart zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung wenigstens ein Flussleiter der Drehmomentsensorvorrichtung definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor positioniert ist und/oder der Rotor definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing, based on a functional use state of the sensor device, extending in the axial direction through hole for the shaft, wherein in a functional use state of the sensor device, the magnetic device and / or the stator and / or the Rotor is rotatably mounted in the through hole of the sensor housing and preferably fixed in the axial direction, wherein the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor have been at least partially introduced in the axial direction in the sensor housing, preferably after the magnetic device and / or the Stator and / or the rotor have been rotatably connected to the shaft. In this case, the magnet device and / or the stator device and / or the rotor have been introduced at least partially in the axial direction into the sensor housing such that in a functional state of use of the sensor device at least one flux guide of the torque sensor device is positioned relative to the first magnetic sensor and / or the Rotor defined with respect to the angle sensor device is positioned.
Sind bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung der Rotor und die Statoreinrichtung zu einem Statormodul vormontiert worden bzw. bilden ein Statormodul, ist entsprechend statt der einzelnen Komponenten jeweils das Statormodul vorzugsweise zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden. Sind hingegen der Rotor und die Magneteinrichtung zu einem Magnetmodul vormontiert bzw. bilden ein Magnetmodul, ist entsprechend das Magnetmodul vorzugsweise zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden. If, in a sensor device according to the invention, the rotor and the stator device have been preassembled to form a stator module or form a stator module, the stator module is preferably inserted into the sensor housing at least partially in the axial direction, instead of the individual components. If, on the other hand, the rotor and the magnet device are preassembled to form a magnet module or form a magnet module, the magnet module has accordingly been introduced at least partially in the axial direction into the sensor housing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung sind das Sensorgehäuse und wenigstens ein Flussleiter Teil einer, zu einem Sensorgehäusemodul vormontierten, weiteren Baugruppe, wobei insbesondere, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, das Sensor- modul und/oder die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor erst in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden sind, nachdem das Sensorgehäuse mit wenigstens einem Flussleiter zu einem Sensorgehäusemodul vormontiert worden ist. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing and at least one flux guide are part of a further module preassembled to form a sensor housing module, wherein in particular, based on a functional use state of the sensor device, the sensor module and / or the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor have been introduced into the sensor housing only in the axial direction, after the sensor housing has been preassembled with at least one flux guide to a sensor housing module.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, ist das Sensorgehäuse Teil eines weiteren Gehäuses, vorzugsweise Teil eines mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuses, insbesondere Teil eines Lenkgetriebegehäuses, oder bildet selbst ein mit dem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbares Gehäuse. D.h., vorzugsweise können die einzelnen Komponenten der Sensorvorrichtung direkt in einem mit dem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuse angeordnet werden, insbesondere direkt in einem Lenkgetriebegehäuse, sofern das Lenkgetriebegehäuse das Sensorgehäuse bildet. In a further advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing is part of another housing, preferably part of a connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular part of a steering gear housing, or even forms a connectable to the vehicle body of a motor vehicle housing. That is, preferably, the individual components of the sensor device can be arranged directly in a connectable to the vehicle body of a motor vehicle housing, in particular directly in a steering gear housing, provided that the steering gear housing forms the sensor housing.
In einer alternativen, vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung ist das Sensorgehäuse zur Anordnung in einem weiteren Gehäuse ausgebildet, insbesondere zur Anordnung in einem mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuse, insbesondere zur Anordnung in einem Lenkgetriebegehäuse, wobei das Sensorgehäuse, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, vorzugsweise in radialer Richtung in das weitere Gehäuse einführbar ist, insbesondere einsteckbar ist. D.h. mit anderen Worten, dass in einer alternativen, aber ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung das Sensorgehäuse dazu ausgebildet ist, von einem weiteren Gehäuse, insbesondere einem Lenkgetriebegehäuse aufgenommen zu werden. Dabei kann das Sensorgehäuse vorzugsweise, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, in radialer Richtung in das weitere Gehäuse eingeführt werden, insbesondere eingesteckt werden. In an alternative, advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing is designed for arrangement in a further housing, in particular for arrangement in a connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular for arrangement in a steering gear housing, wherein the sensor housing, based on a functional use state of Sensor device, preferably in the radial direction in the other housing is inserted, in particular can be inserted. That In other words, that in an alternative, but also advantageous embodiment of a sensor device according to the invention, the sensor housing is adapted to be received by a further housing, in particular a steering gear housing. In this case, the sensor housing can preferably be inserted in the radial direction into the further housing, in particular, with respect to a functional use state of the sensor device.
Dazu weist das weitere Gehäuse vorzugsweise eine korrespondierend zur Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses ausgebildete Durchgangsöffnung auf und ist insbesondere derart ausgebildet, dass nach dem Einstecken des Sensorgehäuses die Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses und die Durchgangsöffnung des weiteren Gehäuses vorzugsweise konzentrisch zueinander und, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensoreinrichtung, konzentrisch zur Drehachse der Welle angeordnet sind und insbesondere im Wesentlichen kongruent zueinander ausgebildet sind, so dass nach dem Einstecken des Sensorgehäuses in das weitere Gehäuse, die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor, wie zuvor im Zusammenhang mit dem Sensorgehäuse beschrieben, in axialer Richtung in das Sensorgehäuse zumindest teilweise eingeführt werden kann und vorzugsweise drehbar in der Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses gelagert und insbesondere in axialer Richtung im Sensorgehäuse festgelegt werden kann. For this purpose, the further housing preferably has a passage opening formed corresponding to the passage opening of the sensor housing and is in particular designed such that after insertion of the sensor housing the passage opening of the sensor housing and the passage opening of the further housing are preferably concentric with each other and, based on a functional use state of the sensor device, are arranged concentrically to the axis of rotation of the shaft and in particular are formed substantially congruent to each other, so that after the insertion of the sensor housing in the further housing, the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor, as described above in connection with the sensor housing, in the axial direction in the sensor housing can be at least partially inserted and preferably rotatable in the through hole of the sensor housing stored and can be fixed in particular in the axial direction in the sensor housing.
Es versteht sich von selbst, dass das Sensorgehäuse in diesem Fall nur in das weitere Gehäuse eingesteckt werden kann, wenn die Welle und/oder die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor noch nicht durch die Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses hindurch-bzw. eingeführt sind. It goes without saying that the sensor housing in this case can only be inserted into the further housing when the shaft and / or the magnet device and / or the stator device and / or the rotor is not yet passed through the passage opening of the sensor housing. are introduced.
Ein derartig ausgebildetes, insbesondere in ein weiteres Gehäuse einsteckbares Sensorgehäuse ermöglicht eine besonders bauraumsparende Aufnahme in einem weiteren Gehäuse. Ferner kann das Sensorgehäuse in diesem Fall derart ausgebildet werden, dass sich ein Steckverbinder-Anschluss außerhalb des Lenkgetriebegehäuses befindet, wodurch insbesondere innerhalb des Lenkgetriebegehäuses ein nicht unerheblicher Bauraum gewonnen werden kann. Such a trained, especially in another housing plug-in sensor housing allows a particularly space-saving recording in another housing. Further, the sensor housing can be formed in this case such that there is a connector terminal outside the steering gear housing, which in particular within the steering gear housing a considerable space can be obtained.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zusammenbau einer Sensorvorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, ist gekennzeichnet durch die Schritte: A method according to the invention for assembling a sensor device, in particular a sensor device according to the invention, is characterized by the steps:
Bereitstellen der Komponenten der Sensorvorrichtung,  Providing the components of the sensor device,
Vormontieren wenigstens des ersten Magnetsensors der Drehmomentsensoreinrichtung und der Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung zu einer ein Sensormodul bildenden Baugruppe, und  Pre-assembling at least the first magnetic sensor of the torque sensor device and the angle sensor device of the steering angle sensor device to a module forming a sensor module, and
- Zusammenbauen der restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung mit dem Sensormodul zur Sensorvorrichtung.  - Assemble the remaining components of the sensor device with the sensor module to the sensor device.
Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise eine besonders einfach zusammenbaubare Sensorvorrichtung bereitgestellt werden, insbesondere eine Sensorvorrichtung, bei der die einzelnen Komponenten auf einfache Art und Weise präzise und positionsgenau zueinander positioniert werden können, insbesondere die Komponenten der Drehmomentsensoreinrichtung gegenüber dem ersten Magnetsensor sowie der Rotor gegenüber der Winkelsensoreinrichtung. Bei einer vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden in einem weiteren Verfahrensschritt die Statoreinrichtung der Drehmomentsensoreinrichtung und der Rotor der Lenkwinkelsensoreinrichtung zu einem Statormodul vormontiert, wobei anschließend das Statormodul mit dem Sensormodul und den restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung zur Sensorvorrichtung zusammengebaut wird. This can be provided in a particularly simple manner, a particularly easy to assemble sensor device, in particular a sensor device in which the individual components can be positioned precisely and accurately to each other in a simple manner, in particular the components of the torque sensor device relative to the first magnetic sensor and the rotor opposite the angle sensor device. In an advantageous embodiment of a method according to the invention, in a further method step, the stator device of the torque sensor device and the rotor of the steering angle sensor device are preassembled to form a stator module, wherein the stator module is subsequently assembled to the sensor module and the remaining components of the sensor device to the sensor device.
Alternativ können die Statoreinrichtung und der Rotor bereits integral als Statormodul hergestellt sein bzw. als Statormodul hergestellt werden und dann anschließend mit dem Sensormodul und den restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung zur Sensorvorrichtung zusammengebaut werden. Alternativ kann auch der Rotor mit der Magneteinrichtung zu einem Magnetmodul vormontiert bzw. hergestellt werden und anschließend mit dem Sensormodul und den restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung zur Sensorvorrichtung zusammengebaut werden. Alternatively, the stator device and the rotor can already be produced integrally as a stator module or manufactured as a stator module and then subsequently assembled with the sensor module and the remaining components of the sensor device to the sensor device. Alternatively, the rotor with the magnetic device can also be preassembled or manufactured to form a magnet module and subsequently assembled with the sensor module and the remaining components of the sensor device for the sensor device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Sensorvorrichtung ein Sensorgehäuse aufweist, welches zur Anordnung in einem weiteren Gehäuse ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einem mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuse, insbesondere zur Anordnung in einem Lenkgetriebegehäuse, wird das Sensorgehäuse in einem weiteren Verfahrensschritt in dem weiteren Gehäuse angeordnet, wobei das Sensorgehäuse dazu, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung vorzugsweise in radialer Richtung in das weitere Gehäuse eingeführt wird, insbesondere eingesteckt wird. In a further advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein the sensor device has a sensor housing, which is designed for arrangement in a further housing, in particular for arrangement in a connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular for arrangement in a steering gear housing, the sensor housing is in a further method step in the further housing, wherein the sensor housing is preferably inserted in relation to a functional use state of the sensor device in the radial direction in the further housing, in particular plugged.
Kann das Sensorgehäuse selbst am Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs befestigt werden, kann dieser Verfahrensschritt entfallen. Ebenfalls entfällt dieser Verfahrensschritt, wenn das Sensorgehäuse Teil eines insbesondere am Fahrzeugaufbau befestigbaren Lenkgetriebegehäuses ist. If the sensor housing itself can be fastened to the vehicle body of a motor vehicle, this method step can be omitted. Also eliminates this process step when the sensor housing is part of a particular attachable to the vehicle body steering gear housing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Sensorvorrichtung ein Sensorgehäuse aufweist, welches, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, eine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung für eine Welle aufweist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor dreh- bar in der Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses gelagert und vorzugsweise in axialer Richtung festgelegt, wobei die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor dazu zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt wird, vorzugsweise nachdem die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor drehfest mit der Welle verbunden worden sind und/oder nachdem das Sensorgehäuse in dem weiteren Gehäuse angeordnet worden ist, wobei die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor insbesondere derart zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt wird, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung wenigstens ein Flussleiter der Drehmomentsensoreinrichtung definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor positioniert ist und/oder der Rotor definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist. In a further advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein the sensor device has a sensor housing which, based on a functional use state of the sensor device, has a passage opening extending in the axial direction for a shaft, in a further method step, the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor rotates stored in the through hole of the sensor housing and preferably fixed in the axial direction, wherein the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor is at least partially introduced in the axial direction in the sensor housing, preferably after the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor has been connected to the shaft in a rotationally fixed manner and / or after the sensor housing has been arranged in the further housing, wherein the magnet device and / or the stator device and / or the rotor is in particular at least partially inserted into the sensor housing in the axial direction, in a functionally appropriate state of use of the sensor device, at least one flux guide of the torque sensor device is positioned relative to the first magnetic sensor and / or the rotor is positioned in a defined manner relative to the angle sensor device.
Ist der Rotor dabei bereits mit der Statoreinrichtung oder der Magneteinrichtung drehfest verbunden und damit Teil eines Stator-oder Magnetmoduls, wird entsprechend das Statormodul und/oder das Magnetmodul in das Sensorgehäuse zumindest teilweise eingeführt, statt der einzelnen Komponenten. If the rotor is already rotatably connected to the stator device or the magnet device and thus part of a stator or magnet module, the stator module and / or the magnet module is correspondingly at least partially inserted into the sensor housing instead of the individual components.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Sensorvorrichtung wenigstens ein Flussleiter aufweist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt wenigstens ein Flussleiter im Sensorgehäuse gelagert, vorzugsweise im Sensorgehäuse festgelegt, insbesondere im Inneren des Sensorgehäuses im Bereich der Durchgangsöffnung, wobei der Flussleiter vorzugsweise in das Sensorgehäuse eingebracht wird, bevor die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor bzw. das Statormodul und/oder das Magnetmodul, zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt werden. Dabei werden insbesondere sämtliche Flussleiter im Sensorgehäuse angeordnet. Vorzugsweise werden das Sensorgehäuse und wenigstens ein Flussleiter, insbesondere sämtliche Flussleiter, dabei zu einem Sensorgehäusemodul vormontiert. In a further advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein the sensor device has at least one flux guide, in a further method step at least one flux guide is mounted in the sensor housing, preferably fixed in the sensor housing, in particular in the interior of the sensor housing in the region of the passage opening, wherein the flux guide preferably in the Sensor housing is introduced before the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor or the stator module and / or the magnetic module, at least partially inserted in the axial direction in the sensor housing. In particular, all flux conductors are arranged in the sensor housing. Preferably, the sensor housing and at least one flux guide, in particular all flux conductors, thereby preassembled into a sensor housing module.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Sensorgehäuse, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung, eine sich in radialer Richtung erstreckende Einstecköffnung für das Sensormodul aufweist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt das Sensormodul in radialer Richtung in die Einstecköffnung eingeführt, vorzugsweise eingesteckt, insbesondere derart, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrich- tung wenigstens ein Flussleiter der Drehmomentsensoreinrichtung definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor positioniert ist und/oder der Rotor der Lenkwinkelsensoreinrich- tung definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist, wobei das Sensormodul vorzugsweise in das Sensorgehäuse eingesteckt wird, nachdem die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor dazu zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt worden sind. In a further advantageous embodiment of a method according to the invention, wherein the sensor housing, based on a functional use state of the sensor device, has an insertion opening extending in the radial direction for the sensor module, in a further method step, the sensor module is inserted into the insertion opening in the radial direction, preferably inserted in particular such that, in a functional condition of use, the sensor device at least one flux guide of the torque sensor device is positioned relative to the first magnetic sensor and / or the rotor of Lenkwinkelsensoreinrich- device is positioned relative to the angle sensor device, wherein the sensor module is preferably inserted into the sensor housing after the magnetic device and / or the stator device and / or the rotor has been at least partially introduced into the sensor housing in the axial direction.
In einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, kann das Sensormodul auch erst in das Gehäuse, entweder das Sensorgehäuse oder das weitere Gehäuse, in radialer Richtung eingesteckt werden und anschließend die Magneteinrichtung und/oder die Statoreinrichtung und/oder der Rotor bzw. das Magnetmodul und/oder das Statormodul. Allerdings muss in diesem Fall gewährleistet sein, dass der Rotor wenigstens mit dem ersten Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung, vorzugsweise mit dem ersten Getriebeelement und dem zweiten Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung, in Eingriff gebracht werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn wenigstens das erste Getriebeelement, vorzugsweise das erste Getriebeelement und das zweite Getriebeelement, sofern das zweite Getriebeelement ebenfalls mit dem Rotor im Eingriff zu bringen ist, aus dem Sensormodulgehäuse in radialer Richtung nach innen, das heißt zur Drehachse der Welle hin, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung herausragen bzw. hervorstehen. In an alternative embodiment of a method according to the invention, the sensor module can also first be plugged into the housing, either the sensor housing or the further housing, in the radial direction and then the magnet device and / or the stator device and / or the rotor or the magnet module and / or or the stator module. However, in this case, it must be ensured that the rotor can be brought into engagement at least with the first gear element of the angle sensor device, preferably with the first gear element and the second gear element of the angle sensor device. In this case, it is advantageous if at least the first gear element, preferably the first gear element and the second gear element, if the second gear element is also to be brought into engagement with the rotor, from the sensor module housing in the radial direction inwards, that is to the axis of rotation Shaft out, based on a functional use condition of the sensor device protrude or protrude.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einer in einen ersten Teil und einen zweiten Teil geteilten Lenkwelle, die einen Torsionsstab in axialer Richtung dazwischen aufweist, dessen Torsions- steifigkeit definiert und bekannt ist, wobei in einem funktionsgemäßen Einbauzustand einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung vorzugsweise die Magneteinrichtung der Sensorvorrichtung mit dem ersten Teil der Lenkwelle drehfest verbunden ist und die Statoreinrichtung der Sensorvorrichtung drehfest mit dem zweiten Teil der Lenkwelle verbunden ist. A sensor device according to the invention is particularly suitable for use in a motor vehicle with a divided into a first part and a second part steering shaft having a torsion bar in the axial direction therebetween, the torsional stiffness is defined and known, wherein in a functional installation state of a sensor device according to the invention Preferably, the magnetic device of the sensor device is rotatably connected to the first part of the steering shaft and the stator of the sensor device is rotatably connected to the second part of the steering shaft.
Die mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung vorgestellten, vorteilhaften Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend auch für ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug. Weitere Merkmale der Erfindung 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 dies technisch sinnvoll ist. The advantageous embodiments presented with reference to a sensor device according to the invention and their advantages also apply correspondingly to a method according to the invention and to a motor vehicle according to the invention. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All features and feature combinations mentioned above in the description and the following features and feature combinations mentioned in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, if this is technically possible makes sense.
Die Erfindung wird nun anhand zweier, vorteilhafter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to two advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen schematisch: They show schematically:
Fig. 1 a ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand in perspektivischer Darstellung, 1 a shows a first exemplary embodiment of a sensor device according to the invention in a functional state of use in a perspective representation,
Fig. 1 b die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus Fig. 1 a in Explosionsdarstellung, 1 b shows the sensor device according to the invention from FIG. 1 a in an exploded view,
Fig. 1 c zwei Flussleiter für eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung in einer alternativen Ausgestaltung in Einzeldarstellung Fig. 1 c two flux conductors for a sensor device according to the invention in an alternative embodiment in a single representation
Fig. 2a zwei Flussleiter für eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung in einer weiteren alternativen Ausgestaltung in Einzelteildarstellung und 2a shows two flux guides for a sensor device according to the invention in a further alternative embodiment in single part illustration and
Fig. 2b ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung in Explosionsdarstellung mit den Flussleitern aus Fig. 2a. 2b shows a second embodiment of a sensor device according to the invention in exploded view with the flux conductors of Fig. 2a.
Fig. 1 a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 in einem funktionsgemäßen, zusammengebauten Verwendungszustand, jedoch ohne eine zugehörige Lenkwelle sowie ein zur Aufnahme der Sensorvorrichtung 100 ausgebildetes Lenkgetriebegehäuse 60 (vgl. Fig. 1 b). Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 100 weist dabei eine Drehmomentsensoreinrichtung 30 sowie eine Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 auf, wobei die Drehmomentsensoreinrichtung 30 eine Magneteinrichtung 31 sowie eine Statoreinrichtung 33 und zwei Flussleiter 32A und 32B aufweist, welche bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 jeweils in axialer Richtung R1 zumindest teilweise in ein erfindungsgemäßes Sensorgehäuse 20, insbesondere in eine Durchgangsöffnung 21 des Sensorgehäuses 20 eingeführt sind und im Sensorgehäuse 20 gelagert sind, wobei die beiden Flussleiter 32A und 32B in diesem Fall im Sensorgehäuse 20 durch Klemmen festgelegt sind und die Magneteinrichtung 31 A und die Statoreinrichtung 33 jeweils drehbar gegenüber dem Sensorgehäuse 20 innerhalb des Sensorgehäuses 20 angeordnet sind. 1 a shows a first exemplary embodiment of a sensor device 100 according to the invention in a functionally assembled, assembled use state, but without an associated steering shaft and a steering gear housing 60 configured to receive the sensor device 100 (see FIG. The sensor device 100 according to the invention in this case has a torque sensor device 30 and a steering angle sensor device 40, wherein the torque sensor device 30 has a magnetic device 31 and a stator 33 and two flux conductors 32A and 32B, which in this embodiment of a sensor device 100 according to the invention in the axial direction R1 at least partially in an inventive sensor housing 20, in particular in a through hole 21 of the sensor housing 20 are inserted and are mounted in the sensor housing 20, wherein the two flux conductors 32A and 32B are fixed in the sensor housing 20 by clamping and the magnetic device 31 A and the stator 33 each rotatable are arranged opposite the sensor housing 20 within the sensor housing 20.
Die Drehmomentsensorvorrichtung 30 der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 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 Torsionssteifigkeit miteinander verbunden sind, so dass der erste Teil der Welle und der zweite Teil gegeneinander verdreht werden, wenn ein Drehmoment auf die Welle aufgebracht wird. The torque sensor device 30 of the sensor device 100 according to the invention is designed for connection to a divided into a first part and a second part, not shown here, in particular a split steering shaft, wherein the first part of the shaft and the second part of the shaft in the axial direction by means of a Torsionsstabs are known with torsional stiffness connected to each other, so that the first part of the shaft and the second part are rotated against each other when a torque is applied to the shaft.
Der sich dabei einstellende Verdrehwinkel ist einem geeigneten Torsionsstab dabei proportional zum aufgebrachten Drehmoment, so dass man auf das Drehmoment rückschlie- ßen kann, wenn man den anliegenden Verdrehwinkel misst und die Torsionssteifigkeit des Torsionsstabes kennt. Die Drehmomentsensoreinrichtung 30 der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 ist dabei dazu ausgebildet, den Verdrehwinkel zu erfassen bzw. vielmehr ein vom Verdrehwinkel abhängiges, insbesondere zu diesem proportionales, Sensorsignal zu erzeugen. The angle of rotation that arises in the process is proportional to the torque applied to a suitable torsion bar, so that it is possible to draw conclusions about the torque when measuring the applied torsion angle and knowing the torsional stiffness of the torsion bar. The torque sensor device 30 of the sensor device 100 according to the invention is designed to detect the angle of rotation or rather to generate a sensor signal which is dependent on the angle of rotation and in particular proportional thereto.
Dazu weist die Drehmomentsensoreinrichtung 30 eine Magneteinrichtung 31 auf, welche mithilfe einer Hülse 31 B 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 R2 konzentrisch zu den Statorelementen 33A und 33B einer Statoreinrichtung 33 mit einem definierten Spalt dazwischen angeordnet werden kann. Für weitere Ausführungen bezüglich der näheren Ausgestaltung einer Magneteinrichtung, insbesondere einer vorteilhaften Ausgestaltung für Magneteinrichtung, wird auf die DE 10 2013 006 567 A1 , die DE 10 2015 1 16 545.7, die DE 10 2015 122 182.9 sowie die DE 10 2015 122 176.4 verwiesen, welche besonders vorteilhafte Ausgestaltungen einer Magneteinrichtung für eine Drehmomentsensoreinrichtung zeigen. For this purpose, the torque sensor device 30 has a magnetic device 31, which can be connected by means of a sleeve 31 B rotatably connected to the first part of the shaft. On the sleeve 31 B, a ring magnet 31 A is fixed, which can be arranged in the axial direction R2 concentric with the stator elements 33A and 33B of a stator 33 with a defined gap therebetween. For further details regarding the closer embodiment of a magnetic device, in particular an advantageous embodiment for magnetic device, reference is made to DE 10 2013 006 567 A1, DE 10 2015 1 16 545.7, DE 10 2015 122 182.9 and DE 10 2015 122 176.4, which show particularly advantageous embodiments of a magnetic device for a torque sensor device.
Die Statoreinrichtung 33, welche ebenfalls Teil der Drehmomentsensoreinrichtung 30 ist, kann über einen hülsenförmigen Abschnitt 33E eines Statorhalters 33C, an dem die Statorelemente 33A und 33B befestigt sind und mittels Fixierringen 33D in axialer Richtung festgelegt sind, auf dem zweiten Teil der Welle drehfest befestigt werden. The stator device 33, which is also part of the torque sensor device 30, can be non-rotatably mounted on the second part of the shaft via a sleeve-shaped portion 33E of a stator holder 33C to which the stator elements 33A and 33B are fixed and fixed in the axial direction by fixing rings 33D ,
Die beiden Statorelemente 33A und 33B sind dabei aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere aus weichmagnetischem Metall, und dazu ausgebildet, den magnetischen Fluss des vom Ringmagneten 31 A erzeugten Magnetfeldes aufzunehmen, insbesondere zu sammeln und weiterzuleiten. Wird auf die hier nicht dargestellte, mit der Drehmomentsensoreinrichtung 30 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 33A und 33B. Dadurch ändert sich der magnetische Fluss in den Statorelementen 33A und 33B, was mithilfe von Magnetsensoren detektiert werden kann, insbesondere mittels der ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung. The two stator elements 33A and 33B are made of a soft magnetic material, in particular of soft magnetic metal, and adapted to receive the magnetic flux of the magnetic field generated by the ring magnet 31 A, in particular to collect and forward. If a torque is applied to the shaft, not shown here, connected to the torque sensor device 30 and causes a rotation of the first shaft part relative to the second shaft part, this leads to a rotation of the non-rotatably connected to the first shaft part magnetic device 31, in particular of the ring magnet 31 A. the stator device 33 which is non-rotatably connected to the second shaft part, in particular with respect to the two stator elements 33A and 33B. As a result, the magnetic flux in the stator elements 33A and 33B changes, which can be detected by means of magnetic sensors, in particular by means of the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device.
Um den in den Statorelementen 33A und 33B gesammelten magnetischen Fluss an die ersten Magnetsensoren 34A und 34B zu übertragen, weist die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 100 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 100 ein benachbartes Statorelement 33A bzw. 33B zylindermantelförmig umgreifen (vgl. Fig. 1 b). In order to transmit the magnetic flux collected in the stator elements 33A and 33B to the first magnetic sensors 34A and 34B, the sensor device 100 of the present invention comprises the two flux conductors 32A and 32B already mentioned and also made of a soft magnetic metal, each in a functional condition of use the sensor device 100 according to the invention encompass an adjacent stator element 33A or 33B in the manner of a cylinder jacket (cf., FIG. 1 b).
Für nähere Ausführungen bzw. Details zur Ausgestaltung der Statorelemente 33A und 33B wird auf die DE 10 2015 122 171 .3 verwiesen. Die beiden Flussleiter 32A und 32B sind in Fig. 1 b, welche die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung aus Fig. 1 a in Explosionsdarstellung sowie ein zugehöriges Lenkgetriebegehäuse 60 zur Aufnahme des Sensorgehäuses 20 zeigt, gut zu erkennen. Die beiden Flussleiter 32A und 32B weisen dabei jeweils einen ringförmigen Flussleiterkörper 36A auf sowie jeweils zwei Laschen 35A bzw. 35B. Der Flussleiterkörper 36A, dient dabei im Wesentlichen dazu, den vom benachbarten Statorelement 33A bzw. 33B gesammelten magnetischen Fluss aufzunehmen, während die beiden Laschen 35A und 35B insbesondere dazu dienen, den vom Flussleiter 32A bzw. 32B aufgenommenen magnetischen Fluss jeweils an einen zugehörigen, ersten Magnetsensor 34A bzw. 34B der Drehmomentsensoreinrichtung zu übertragen. For further details or details regarding the configuration of the stator elements 33A and 33B, reference is made to DE 10 2015 122 171 .3. The two flux conductors 32A and 32B are clearly visible in FIG. 1 b, which shows the sensor device according to the invention from FIG. 1 a in exploded view and an associated steering gear housing 60 for accommodating the sensor housing 20. The two flux conductors 32A and 32B each have an annular flux guide body 36A and two lugs 35A and 35B, respectively. The flux guide body 36A serves essentially to receive the magnetic flux collected by the adjacent stator element 33A or 33B, while the two tabs 35A and 35B serve in particular to feed the magnetic flux received by the flux conductors 32A and 32B, respectively, to an associated first one Magnetic sensor 34 A and 34 B of the torque sensor device to transmit.
Die beiden Flussleiter 32A und 32B sind dabei derart beabstandet in radialer Richtung zu den Statorelementen 33A bzw. 33B angeordnet, dass kein Gleitlager dazwischen notwendig ist. Dadurch wird zwar in radialer Richtung etwas mehr Bauraum benötigt als bei einer Sensorvorrichtung, bei welcher sich die Flussleiter über ein Gleitlager an den Statorelementen abstützen, jedoch weist eine Sensorvorrichtung ohne gleitgelagerte Flussleiter eine geringere Reibung auf. The two flux conductors 32A and 32B are arranged spaced apart in the radial direction relative to the stator elements 33A and 33B, respectively, in such a way that no slide bearing is necessary therebetween. Although this requires somewhat more installation space in the radial direction than in the case of a sensor device in which the flux conductors are supported on the stator elements via a slide bearing, a sensor device without a slide-mounted flux guide has a lower friction.
Bei dieser erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 sind die Flussleiter 32A und 32B dabei jeweils aus einem Flachband einstückig durch Umformen hergestellt wobei die Laschen 35A und 35B insbesondere durch Abkanten bzw. Falten und teilweises Umschlagen geformt sind. In this sensor device 100 according to the invention, the flux conductors 32A and 32B are each made of a flat strip in one piece by forming, wherein the tabs 35A and 35B are formed in particular by folding or folding and partial folding.
Ferner sind die Flussleiter 32A und 32B geschlossen ausgebildet, wobei in diesem Fall ihre Enden bzw. die Enden des Flachbandes dazu stoßartig aneinander angrenzend angeordnet worden sind und mit einer Stoßnaht miteinander verschweißt worden sind. Für weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Flussleiters, insbesondere für eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, wird in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2016 124 330.2 und die DE 10 2016 124 331 .0 verwiesen, in welchen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen von Flussleitern beschrieben sind, welche sich insbesondere gut zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung eignen. Further, the flux conductors 32A and 32B are formed closed, in which case their ends or the ends of the ribbon have been abutted adjacent to each other and welded together with a butt weld. For further advantageous embodiment possibilities of a flux guide, in particular for a sensor device according to the invention, reference is made in this context to DE 10 2016 124 330.2 and DE 10 2016 124 331 .0, in which particularly advantageous embodiments of flux guides are described, which are particularly well suited for Use in a sensor device according to the invention are suitable.
Die Flussleiter 32A und 32B bzw. insbesondere deren Laschen 35A und 35B sind in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 dabei mit einem definierten Spalt in axialer Richtung R1 gegenüber von den ersten Magnetsensoren 34A und 34B angeordnet. The flux conductors 32A and 32B or in particular their tabs 35A and 35B are in a functional state of use of the sensor device according to the invention 100 thereby arranged with a defined gap in the axial direction R1 opposite to the first magnetic sensors 34A and 34B.
Die ersten Magnetsensoren 34A und 34B dienen dabei jeweils dazu, den mithilfe der zwei Flussleiter 32A und 32B gesammelten magnetischen Fluss zu erfassen und in Abhängigkeit von diesen ein Drehmoment-Sensorsignal zu erzeugen, wobei sich der magnetische Fluss in Abhängigkeit eines auf eine mit der Drehmomentsensoreinrichtung 30 verbundenen Welle aufgebrachten Drehmomentes ändert. The first magnetic sensors 34A and 34B each serve to detect the magnetic flux collected by means of the two flux conductors 32A and 32B and to generate a torque sensor signal in response thereto, the magnetic flux being dependent on a torque applied to the torque sensor device 30 connected shaft torque applied changes.
Der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 sind ein Rotor 41 , sowie eine hier nicht näher bezeichnete Winkelsensoreinrichtung mit einem ersten Getriebeelement 42 und einem zweiten Getriebeelement 43 zugeordnet (siehe Fig. 1 b) sowie ein hier jeweils nicht erkennbar dargestellter, zweiter Magnetsensor 42B und dritter Magnetsensor 43B, wobei das erste Getriebeelement 42 und das zweite Getriebeelement 43 jeweils als Zahnrad ausgebildet sind und mit dem Rotor 41 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Das erste Zahnrad 42 kämmt dabei mit dem Rotor 41 mit einer definierten Übersetzung, während das zweite Zahnrad 43, welches eine vom ersten Zahnrad 42 abweichende Zähnezahl aufweist, mit dem ersten Zahnrad 42 kämmt. The steering angle sensor device 40 of the sensor device 100 according to the invention are associated with a rotor 41 and an unspecified angle sensor device with a first gear element 42 and a second gear element 43 (see FIG. 1 b) and a second magnet sensor 42B, not shown here, and third Magnetic sensor 43B, wherein the first transmission element 42 and the second transmission element 43 are each formed as a gear and are arranged with the rotor 41 in a common plane. The first gear 42 meshes with the rotor 41 with a defined translation, while the second gear 43, which has a different number of teeth from the first gear 42, with the first gear 42 meshes.
In Fig. 1 b ist zum besseren Verständnis des Aufbaus der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 aus die Sensorvorrichtung 100 in Explosionsdarstellung gezeigt, anhand derer die einzelnen Komponenten und ihre Anordnung innerhalb der Sensorvorrichtung 100 gut erkennbar sind. Insbesondere sind das erste Getriebeelement 42, welches in funktionsgemäßem Verwendungszustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 mit dem Rotor 41 der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 kämmt und insbesondere mit diesem in einer Ebene liegt, sowie das zweite Getriebeelement 43, welches ebenfalls als Zahnrad ausgebildet ist und mit dem ersten Getriebeelement 42 kämmt, gut zu erkennen. FIG. 1 b shows an exploded view of the sensor device 100 for a better understanding of the construction of the sensor device 100 according to the invention, by means of which the individual components and their arrangement within the sensor device 100 are clearly recognizable. In particular, the first transmission element 42, which meshes with the rotor 41 of the steering angle sensor device 40 in the functional state of use of the sensor device 100 according to the invention, and in particular lies in one plane therewith, and the second transmission element 43, which is likewise designed as a gear, and with the first transmission element 42 combs, to recognize well.
Die beiden Getriebeelemente 42 bzw. 42 bzw. die beiden Zahnräder 42 und 43 der Winkelsensoreinrichtung, welche Teil der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 ist, weisen dabei jeweils einen hier nicht erkennbar dargestellten Permanentmagneten auf, wobei der Permanentmagnet des ersten Zahnrads 42 mit einem definierten Spalt in axialer Richtung R1 gegenüber dem zweiten Magnetsensor 42B angeordnet ist und der Permanentmagnet des zweiten Zahnrads 43 mit einem definierten Spalt in axialer Richtung gegenüber dem dritten Magnetsensor 43B, so dass jeweils in Abhängigkeit vom Drehwinkel des jeweiligen Getriebeelements 42 bzw. 43 ein erstes Rotorwinkel-Sensorsignal sowie ein zweites Rotorwinkel-Sensorsignal erzeugt werden kann, aus denen der absolute Drehwinkel des Rotors 41 und damit der Drehwinkel einer mit dem Rotor 41 drehfest verbundenen Welle bestimmt werden kann. The two gear elements 42 and 42 or the two gears 42 and 43 of the angle sensor device, which is part of the steering angle sensor device 40, each have a permanent magnet not shown here, wherein the permanent magnet of the first gear 42 with a defined gap in the axial direction R1 is arranged opposite to the second magnetic sensor 42B and the permanent magnet of the second gear 43 with a defined gap in the axial direction relative to the third magnetic sensor 43B, so that in each case depending on the rotational angle of the respective Transmission element 42 and 43, a first rotor angle sensor signal and a second rotor angle sensor signal can be generated, from which the absolute rotation angle of the rotor 41 and thus the rotation angle of a rotatably connected to the rotor 41 shaft can be determined.
Die beiden Zahnräder 42 und 43 sind dabei erfindungsgemäß zusammen mit den ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung zu einer Baugruppe in Form eines Sensormoduls 10 vormontiert und von einem gemeinsamen Sensormodulgehäuse 1 1 aufgenommen, insbesondere in diesem gelagert, wobei das Sensormodulgehäuse 1 1 in diesem Fall aus einem ersten Sensormodulgehäuseteil 1 1 A und einem zweiten Sensormodulgehäuseteil 1 1 B zusammengesetzt ist. The two gears 42 and 43 are inventively preassembled together with the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device to form an assembly in the form of a sensor module 10 and received by a common sensor module housing 1 1, in particular stored in this, wherein the sensor module housing 1 1 in this case from a first sensor module housing part 1 1 A and a second sensor module housing part 1 1 B is composed.
Die beiden Getriebeelemente 42 und 43 bzw. insbesondere die Zahnräder 42 und 43 bilden dabei mit ihren Permanentmagneten sowie dem zugehörigen zweiten Magnetsensor 42B und dem zugehörigen dritten Magnetsensor 43B die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40, wobei die beiden Magnetsensoren 42B und 43B der Winkelsensoreinrichtung zusammen mit den zwei ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung 30 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 14 angeordnet, welche ebenfalls vom Sensormodulgehäuse 1 1 aufgenommen ist und Teil der erfindungsgemäß zu einem Sensormodul 10 vormontierten Baugruppe ist. The two gear elements 42 and 43 or in particular the gears 42 and 43 form with their permanent magnets and the associated second magnetic sensor 42B and the associated third magnetic sensor 43B, the angle sensor device of the steering angle sensor device 40, wherein the two magnetic sensors 42B and 43B of the angle sensor device together with the two first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device 30 arranged on a common printed circuit board 14, which is also received by the sensor module housing 1 1 and part of the invention according to the invention to a sensor module 10 pre-assembled assembly.
Zur Weiterleitung der von den ersten Magnetsensoren 34A und 34B erzeugten Drehmoment-Sensorsignale und dem aus dem ersten Rotorwinkel-Sensorsignal und dem zweiten Rotorwinkel-Sensorsignal erzeugten Lenkwinkelsignal, beispielsweise an ein Lenkungssteuergerät eines Kraftfahrzeugs, weist das Sensormodul 10 ferner Steckkontakte 12 sowie einen Anschluss 13 für einen Steckverbinder auf über welche die Leiterplatte 14 mit einem Steuergerät kontaktiert werden kann. For forwarding the torque sensor signals generated by the first magnetic sensors 34A and 34B and the steering angle signal generated from the first rotor angle sensor signal and the second rotor angle sensor signal, for example to a steering control device of a motor vehicle, the sensor module 10 further comprises plug contacts 12 and a connection 13 for a connector over which the circuit board 14 can be contacted with a controller.
Damit das erste Getriebeelement 42 mit dem Rotor 41 in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand in Eingriff gebracht werden kann, weist das Sensormodulgehäuse 1 1 , bezogen auf die Darstellung in den Fig. 1 a und 1 b, an seiner Unterseite eine entsprechende Ausnehmung auf, aus welcher das erste Getriebeelement 42 in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 herausragt (siehe insbesondere Fig. 1 a), so dass eine Eingriffszone zwischen dem Rotor 41 und dem ersten Getriebeelement 42 außerhalb des Sensormodulgehäuses 1 1 liegt. Alternativ kann auch der Rotor 41 in das Sensormodulgehäuse 1 1 hineinragen. Allerdings kann somit in diesem Fall das Sensormodul 10 erst nach dem Rotor 41 in das Sensorgehäuse 20 eingebracht werden, wenn das Sensorgehäuse 20 wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 ausgebildet ist. So that the first gear member 42 can be brought into engagement with the rotor 41 in a functional use state, the sensor module housing 1 1, based on the illustration in FIGS. 1 a and 1 b, on its underside a corresponding recess, from which the first transmission element 42 protrudes in a functional use state of the sensor device 100 according to the invention (see in particular Fig. 1 a), so that an engagement zone between the rotor 41 and the first transmission element 42 is outside the sensor module housing 1 1. Alternatively, the rotor 41 can protrude into the sensor module housing 1 1. However, in this case, the sensor module 10 can thus be introduced into the sensor housing 20 only after the rotor 41, when the sensor housing 20 is designed as in the described embodiment of a sensor device 100 according to the invention.
Bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 kann das Sensormodul 10 in radialer Richtung R2 in eine Einstecköffnung 22 im Sensorgehäuse 20 eingeführt, insbesondere eingesteckt werden, insbesondere derart, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 100 wenigstens ein Flussleiter 32A, 32B der Drehmomentsensoreinrichtung 30 definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor 34A, 34B positioniert ist und/oder der Rotor 41 der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist. In this exemplary embodiment of a sensor device 100 according to the invention, the sensor module 10 can be inserted into an insertion opening 22 in the sensor housing 20 in the radial direction R2, in particular such that in a functional state of use of the sensor device 100 at least one flux guide 32A, 32B of the torque sensor device 30 defines the first magnetic sensor 34A, 34B is positioned and / or the rotor 41 of the steering angle sensor device 40 is positioned relative to the angle sensor device.
Des Weiteren sind nicht nur die ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung 30 und die Winkelsensoreinrichtung mit den beiden Zahnrädern 42 und 43, dem zugehörigen Permanentmagneten sowie den zugehörigen zweiten Magnetsensor 42B und dem dritten Magnetsensor 43B jeweils zu einer Baugruppe vormontiert, sondern auch die Statoreinrichtung 33 mit dem Rotor 41 , wobei der Rotor 41 in diesem Fall integral mit einem der Fixierringe 33D der Statoreinrichtung 33 ausgebildet ist und zusammen mit der montierten Statoreinrichtung 33 eine vormontierte Baugruppe 50 in Form eines Statormoduls 50 bildet. Furthermore, not only the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device 30 and the angle sensor device with the two gears 42 and 43, the associated permanent magnet, and the associated second magnetic sensor 42B and the third magnetic sensor 43B are each pre-assembled into one assembly but also the stator device 33 with the rotor 41, wherein the rotor 41 in this case is integrally formed with one of the fixing rings 33D of the stator 33 and forms together with the mounted stator 33 a preassembled module 50 in the form of a stator module 50.
Das Sensorgehäuse 20 weist ferner, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 100, eine sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung 21 für die Welle auf, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 100 die Magneteinrichtung 31 und/oder das Statormodul 50 drehbar in der Durchgangsöffnung 21 des Sensorgehäuses 20 gelagert und in axialer Richtung festgelegt werden können, wobei die Magneteinrichtung 31 und/oder das Statormodul dazu zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt werden kann, vorzugsweise nachdem die Magneteinrichtung 31 das Statormodul 50 drehfest mit der Welle verbunden worden sind. Dabei können die Magneteinrichtung und/oder das Statormodul 50 insbesondere derart zumindest teilweise in axialer Richtung in das Sensorgehäuse eingeführt werden, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung 100 wenigstens ein Flussleiter 32A, 32B der Drehmomentsensoreinrichtung 30 definiert gegenüber einem ersten Magnetsensor 34A, 34B positioniert ist und/oder der Rotor 41 definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist. The sensor housing 20 further has, based on a functional use state of the sensor device 100, an axially extending through hole 21 for the shaft, wherein in a functional use state of the sensor device 100, the magnetic device 31 and / or the stator module 50 rotatably in the through hole 21st the sensor housing 20 can be mounted and fixed in the axial direction, wherein the magnetic device 31 and / or the stator module can be at least partially inserted in the axial direction in the sensor housing, preferably after the magnetic device 31, the stator module 50 have been rotatably connected to the shaft. In this case, the magnet device and / or the stator module 50 can in particular be introduced at least partially in the axial direction into the sensor housing such that in one in accordance with the functional state of use of the sensor device 100, at least one flux guide 32A, 32B of the torque sensor device 30 is positioned relative to a first magnetic sensor 34A, 34B and / or the rotor 41 is positioned relative to the angle sensor device.
Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 erfolgt erfindungsgemäß, indem die einzelnen Komponenten des Sensormoduls 10, wenigstens die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung 40 und die ersten Magnetsensoren 34A und 34B, sowie in diesem Fall außerdem noch die gemeinsame Leiterplatte 14 und die Steckkontakte 12, zu einer Baugruppe, insbesondere zum Sensormodul 10, vormontiert werden, wobei die Komponenten des Sensormoduls in diesem Fall dabei von einem gemeinsamen Sensormodulgehäuse 1 1 aufgenommen werden. The assembly of the sensor device 100 according to the invention is carried out according to the invention by the individual components of the sensor module 10, at least the angle sensor device of the steering angle sensor device 40 and the first magnetic sensors 34A and 34B, and in this case also still the common circuit board 14 and the plug contacts 12, to an assembly, in particular to the sensor module 10, are preassembled, wherein the components of the sensor module are received in this case by a common sensor module housing 1 1.
Ferner werden der Rotor 41 und die Statoreinrichtung 33 zu einem Statormodul 50 vormontiert. Alternativ können der Rotor und die Statoreinrichtung auch gleich als Statormodul integral hergestellt werden, insbesondere indem der Rotor an den Statorhalter aus Kunststoff hergestellt wird oder Kunststoff enthält und an den Statorhalter angespritzt wird oder mit diesem in einem Arbeitsgang hergestellt wird. Furthermore, the rotor 41 and the stator 33 are pre-assembled to a stator module 50. Alternatively, the rotor and the stator device can also be produced integrally as a stator module, in particular by the rotor being made of plastic on the stator holder or containing plastic and molded onto the stator holder or produced therewith in one operation.
Vorzugsweise werden ferner die beiden Flussleiter 32A und 32B in radialer Richtung in das Sensorgehäuse 20 insbesondere in die Durchgangsöffnung 21 eingeführt und im Sensorgehäuse 20 festgelegt und auf diese Weise mit dem Sensorgehäuse 20 zu einer weiteren Baugruppe in Form eines Sensorgehäusemoduls vormontiert. Preferably, furthermore, the two flux conductors 32A and 32B are inserted in the radial direction into the sensor housing 20, in particular into the through-opening 21 and fixed in the sensor housing 20 and in this way preassembled with the sensor housing 20 to form a further module in the form of a sensor housing module.
Ist das Sensorgehäuse 20 wie in diesem Fall, dazu ausgebildet in einem weiteren Gehäuse 60, in diesem Fall einem Lenkgetriebegehäuse 60, wie in Fig. 1 b dargestellt, angeordnet zu werden, insbesondere in radialer Richtung R2, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand mit einer montierten Welle, eingeschoben zu werden bzw. eingesteckt zu werden, wird vorzugsweise zunächst das Sensorgehäuse 20 mit den darin festgelegten Flussleitern 32A und 32B zu einem Sensorgehäusemodul vormontiert und anschließend in radialer Richtung in das weitere Gehäuse 60 eingeschoben bzw. eingesteckt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das weitere Gehäuse 60 ein Lenkgetriebegehäuse ist. Sinnvollerweise weist das weitere Gehäuse 60 bzw. das Lenkgetriebegehäuse 60 ebenfalls eine entsprechend ausgebildete Durchgangsöffnung 61 für die Welle auf. Is the sensor housing 20 as in this case, designed to be arranged in a further housing 60, in this case a steering gear housing 60, as shown in Fig. 1 b, to be arranged, in particular in the radial direction R2, based on a functional use state with a mounted Shaft to be inserted or to be inserted, the sensor housing 20 is preferably first pre-assembled with the flux conductors 32A and 32B defined therein to a sensor housing module and then inserted or inserted in the radial direction in the further housing 60. It is particularly advantageous if the further housing 60 is a steering gear housing. It makes sense that the further housing 60 or the steering gear housing 60 also has a correspondingly formed passage opening 61 for the shaft.
Ist das Sensorgehäuse 20 mit den beiden Flussleiters 32A und 32B in das Lenkgetriebegehäuse 60 eingesteckt werden, werden vorzugsweise anschließend das Statormodul 50 und die Magneteinrichtung 31 in axialer Richtung R1 in die Durchgangsöffnung 21 des Sensorgehäuses 20 zumindest teilweise eingeführt und insbesondere derart, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand das Statormodul 50 drehbar im Sensorgehäuse 20 gelagert ist, die Magneteinrichtung ebenso. If the sensor housing 20 is plugged into the steering gear housing 60 with the two flux conductors 32A and 32B, the stator module 50 and the magnet device 31 are preferably at least partially inserted into the through-opening 21 of the sensor housing 20 in the axial direction R1 and, in particular, in a functional manner Use state, the stator module 50 is rotatably mounted in the sensor housing 20, the magnetic device as well.
Bevorzugt werden die Magneteinrichtung 31 und das Statormodul 50 mit der Welle, deren Größen mittels der Sensorvorrichtung 100 erfasst werden sollen, drehfest verbunden und gemeinsam mit der Welle in axialer Richtung in das Sensorgehäuse 20 eingeführt. Preferably, the magnetic device 31 and the stator module 50 with the shaft, the sizes of which are to be detected by the sensor device 100, rotatably connected and introduced together with the shaft in the axial direction in the sensor housing 20.
Anschließend kann das vormontierte Sensormodul 10 in radialer Richtung R2 in das Sensorgehäuse 20, insbesondere in die Einstecköffnung 22 eingeführt, insbesondere eingesteckt werden. Dabei wird das vormontierte Sensormodul 10 vorzugsweise derart in das Sensorgehäuse 20 in radialer Richtung R2 eingeführt und positioniert, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand das erste Getriebeelement 42 mit dem Rotor 41 im Eingriff ist, insbesondere mit diesem kämmt und die ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung jeweils gegenüber den Laschen 35A und 35B der beiden Flussleiter 32A und 32B mit einem definierten Spalt in axialer Richtung positioniert sind. Subsequently, the preassembled sensor module 10 can be inserted into the sensor housing 20, in particular into the insertion opening 22, in particular in the radial direction R2. In this case, the preassembled sensor module 10 is preferably inserted and positioned in the sensor housing 20 in the radial direction R2, that in a functional use state, the first transmission element 42 with the rotor 41 is engaged, in particular with the latter and the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device are respectively positioned opposite the tabs 35A and 35B of the two flux conductors 32A and 32B with a defined gap in the axial direction.
Statt zur Anordnung in einem weiteren Gehäuse 60, insbesondere einem Lenkgetriebegehäuse 60 ausgebildet zu sein, kann das Sensorgehäuse einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung selbstverständlich auch dazu ausgebildet sein, selbst am Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs befestigt zu werden. Alternativ kann das Sensorgehäuse auch bereits Teil eines weiteren Gehäuses, insbesondere eines Lenkgetriebegehäuses sein. In diesem Fall können die Komponenten einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung nach dem gleichen Prinzip im weiteren Gehäuse bzw. dem Lenkgetriebegehäuse angeordnet werden, die Anordnung erfolgt dabei jedoch direkt im weiteren Gehäuse bzw. im Lenkgetriebegehäuse. Ragt das erste Getriebeelement 42 bzw. falls auch das zweite Getriebeelement 43 mit dem Rotor 41 kämmen soll, auch das zweite Getriebeelement 43 nach unten aus dem Sensormodulgehäuse 1 1 hinaus, ist es auch möglich, zuerst das Sensormodulgehäuse 10 in radialer Richtung R2 in das Sensorgehäuse 20 einzuführen und anschließend die Statoreinrichtung 33, den Rotor 41 und die Magneteinrichtung 31 in axialer Richtung R1 einzuführen. Allerdings muss hierbei sichergestellt werden, dass der Zahnkranz des Rotors 41 mit dem Zahnrad 42 bzw. ggf. auch noch mit dem Zahnrad 43 in Eingriff gebracht werden kann. Of course, instead of being arranged in a further housing 60, in particular a steering gear housing 60, the sensor housing of a sensor device according to the invention can also be designed to be attached to the vehicle body of a motor vehicle. Alternatively, the sensor housing may already be part of another housing, in particular a steering gear housing. In this case, the components of a sensor device according to the invention according to the invention in the other housing or the steering gear housing can be arranged according to the same principle, but the arrangement is carried out directly in the other housing or in the steering gear housing. If the second gear element 43 projects downwards out of the sensor module housing 11, the first gear element 42 or, if the second gear element 43 is to mesh with the rotor 41, it is also possible first to mount the sensor module housing 10 in the radial direction R2 into the sensor housing 20 introduce and then introduce the stator 33, the rotor 41 and the magnetic device 31 in the axial direction R1. However, in this case it must be ensured that the ring gear of the rotor 41 can be brought into engagement with the toothed wheel 42 or possibly also with the toothed wheel 43.
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann der Rotor 41 auch statt drehfest mit der Statoreinrichtung 33 verbunden zu werden, insbesondere statt integral mit einem der Fixierringe 33D der Statoreinrichtung 33 ausgebildet zu sein, drehfest mit dem Statorhalter 33C oder aber auch drehfest mit der Magneteinrichtung 31 verbunden werden, wobei der Rotor 41 im letzteren Fall dann mit der Magneteinrichtung 31 ein Magnetmodul bildet. In an alternative embodiment of a sensor device according to the invention, the rotor 41 instead of being rotatably connected to the stator 33, in particular instead of integrally formed with one of the fixing rings 33D of the stator 33, rotatably with the stator holder 33C or rotatably with the magnetic device 31th be connected, wherein the rotor 41 then forms a magnetic module with the magnetic device 31 in the latter case.
Ist der Rotor 41 dabei nicht in axialer Richtung mittig zwischen den beiden Statorelementen 33A und 33B angeordnet, sondern seitlich von diesen, wie bei der in den Fig. 1 a und 1 b dargestellten, erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100, in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand bzw. Zusammenbauzustand der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 insbesondere die gemeinsame Leiterplatte 14 jedoch zwischen den beiden Statorelementen 33A und 33B, so dass der zweite Magnetsensor 42B und der dritte Magnetsensor 43B zwischen den Statorelementen 33A und 33B liegen, weisen die beiden Getriebeelemente 42 und 43 wie in diesem Fall vorzugsweise jeweils einen zur Überbrückung des axialen Abstandes vorgesehenen Schaft 42A bzw. 43A auf. If the rotor 41 is not arranged centrally in the axial direction between the two stator elements 33A and 33B, but laterally therefrom, as in the inventive sensor device 100 shown in FIGS. 1a and 1b, in a functional state of use or assembly state of the invention The sensor device 100 according to the invention, in particular the common printed circuit board 14, however, between the two stator elements 33A and 33B, so that the second magnetic sensor 42B and the third magnetic sensor 43B lie between the stator elements 33A and 33B, the two gear elements 42 and 43 preferably have one each, as in this case Shaft 42A and 43A provided for bridging the axial distance.
Sind die Flussleiter 32A und 32B, wie bei der in den Fig. 1 a und 1 b dargestellten erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist es vorteilhaft, wenn das Sensorgehäuse 20 oder, falls die Komponenten der Sensorvorrichtung 100 jeweils direkt in einem weiteren Gehäuse angeordnet werden, das weitere Gehäuse jeweils eine, wie das Sensorgehäuse aus den Fig. 1 a und 1 b in Umfangsrichtung offene Durchgangsöffnung aufweist, insbesondere eine im Bereich der Laschen 35A bzw. 35B geöffnete Durchgangsöffnung, so dass die Flussleiter 32A und 32B in axialer Richtung R1 in das Sensorgehäuse 20 eingebracht werden können. Ferner ist es, vorzugsweise wenn die Flussleiter 32A und 32B in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet sind, vorteilhaft, die Flussleiter 32A und 32B jeweils mit dem Sensorgehäuse 20 zu einer Baugruppe, insbesondere einem Sensorgehäusemodul vorzumontieren, bevor die das Statormodul 50 sowie die Magneteinrichtung 31 und/oder das Sensormodul 10 in das Sensorgehäuse eingeführt werden. If the flux conductors 32A and 32B, as in the case of the sensor device 100 according to the invention shown in FIGS. 1 a and 1 b, are designed to be closed in the circumferential direction, it is advantageous if the sensor housing 20 or, if the components of the sensor device 100 are each arranged directly in a further housing The further housings each have one, as the sensor housing of FIGS. 1 a and 1 b in the circumferential direction open through opening, in particular a in the region of the tabs 35 A and 35 B opened through opening, so that the flux conductors 32 A and 32 B in the axial direction R 1 can be introduced into the sensor housing 20. Furthermore, if the flux conductors 32A and 32B are designed to be closed in the circumferential direction, it is advantageous to pre-assemble the flux conductors 32A and 32B respectively with the sensor housing 20 to form an assembly, in particular a sensor housing module, before the stator module 50 and the magnet device 31 and / or the sensor module 10 are inserted into the sensor housing.
Die Fig. 1 c zeigt eine weitere Ausführungsform zweier in Umfangsrichtung geschlossener Flussleiter 232A und 232B. Diese Flussleiter sind als Stanzbiegeteile ausgeführt und können entsprechend der Flussleiter aus Fig. 1 b in dem Sensorgehäuse 20 vormontiert werden. Die Laschen 235A und 235B der Flussleiter 232A und 232B werden nach dem Stanzvorgang durch ein Abkanten gebildet. Die im Wesentlichen ringförmige Form der Flussleiter 232A und 232B wird ebenfalls durch einen Biegevorgang hergestellt, wobei die jeweiligen Enden der im Wesentlichen ringförmigen Flussleiter 232A und 232B an den Verbindungsabschnitten 237A und 237B miteinander verbunden werden. FIG. 1 c shows another embodiment of two circumferentially closed flux guides 232A and 232B. These flux conductors are designed as stamped bent parts and can be preassembled in the sensor housing 20 in accordance with the flux conductors from FIG. The tabs 235A and 235B of the flux guides 232A and 232B are formed after the punching operation by bending. The substantially annular shape of the flux guides 232A and 232B is also made by a bending process wherein the respective ends of the substantially annular flux conductors 232A and 232B are connected to each other at the connection portions 237A and 237B.
Sind die Flussleiter hingegen in Umfangsrichtung offen ausgebildet, beispielsweise wie die in Fig. 2a dargestellten Flussleiter 132A und 132B, ist die Montagereihenfolge hinsichtlich der Flussleiter nahezu beliebig. Ferner ist es in diesem Fall sinnvoll, das Sensorgehäuse wie das Sensorgehäuse 220 aus Fig. 2b auszubilden mit einer in Umfangsrichtung geschlossenen Durchgangsöffnung 221 . On the other hand, if the flux conductors are designed to be open in the circumferential direction, for example, like the flux conductors 132A and 132B shown in FIG. 2a, the order of installation is almost arbitrary with regard to the flux conductors. Furthermore, in this case, it makes sense to form the sensor housing, like the sensor housing 220 from FIG. 2b, with a passage opening 221 closed in the circumferential direction.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, die offen ausgebildete Flussleiter 132A und 132B mit dem Sensorgehäuse 220 zu einer Baugruppe vorzumontieren, insbesondere zu einem Sensorgehäusemodul wie in Fig. 2b gezeigt. However, it may also be advantageous to pre-assemble the open flux conductors 132A and 132B with the sensor housing 220 to form an assembly, in particular to a sensor housing module as shown in FIG. 2b.
Das in Fig. 2b gezeigte, zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 200 unterscheidet sich nicht nur in dem anders ausgebildeten Sensorgehäuse 220 und den anders ausgebildeten Flussleitern 132A und 132B von dem anhand der Fig. 1 a und 1 b beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100, sondern außerdem darin, dass der Rotor 141 in diesem Fall integral mit dem Statorhalter 133C der Statoreinrichtung 133 ausgebildet ist, wobei der Statorhalter 133C, der Hülsenabschnitt 33E sowie der Rotor 141 dabei als einstückiges Kunststoffspritzteil hergestellt sind. Die Statorelemente 33A und 33B sind jeweils in axialer Richtung R1 auf den Statorhalter aufgeschoben worden und ebenfalls mittels Fixierringen 133D am Statorhalter 133C in axialer Richtung festgelegt. The second exemplary embodiment of a sensor device 200 according to the invention shown in FIG. 2b differs from the first exemplary embodiment of a sensor device 100 according to the invention described with reference to FIGS. 1a and 1b not only in the differently configured sensor housing 220 and the differently configured flux conductors 132A and 132B. but also in that the rotor 141 in this case is integrally formed with the stator holder 133C of the stator device 133, the stator holder 133C, the sleeve portion 33E and the rotor 141 being made as a one-piece plastic injection molded part. The stator elements 33A and 33B have each been pushed onto the stator holder in the axial direction R1 and likewise fixed in the axial direction by means of fixing rings 133D on the stator holder 133C.
Ferner ist der Rotor 1414 in diesem Fall mittig zwischen den Statorelementen 33A und 33B angeordnet und nicht seitlich von diesen. Further, in this case, the rotor 1414 is located centrally between the stator elements 33A and 33B and not laterally therefrom.
Aufgrund der axialen Anordnung des Rotors 141 zwischen den beiden Statorelementen 33A und 33B ist es nicht mehr nötig einen axialen Abstand zur Leiterplatte 14 zu überbrücken, so dass jeweils der Schaft 42A bzw. 43A (siehe Fig. 1 b) bei den Zahnrädern 42 und 43 entfallen kann und die Zahnräder 242 und 243 mit ihren Permanentmagneten entsprechend näher zur Leiterplatte 14 und den zugehörigen Magnetsensoren 42A und 42B angeordnet sein können. Due to the axial arrangement of the rotor 141 between the two stator elements 33A and 33B, it is no longer necessary to bridge an axial distance to the printed circuit board 14, so that in each case the shaft 42A or 43A (see FIG. 1 b) in the gear wheels 42 and 43 may be omitted and the gears 242 and 243 may be arranged with their permanent magnet corresponding closer to the circuit board 14 and the associated magnetic sensors 42A and 42B.
Ist der Rotor 41 bzw. 141 wie bei den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 und 200 dabei jeweils integral mit wenigstens einer Komponente der Statoreinrichtung 33 bzw. 131 ausgebildet, insbesondere als gemeinsames Kunststoffspritzgussteil, kann auf besonders einfache Art und Weise eine genaue Positionierung des Rotors im Sensorgehäuse 20 bzw. 220 erreicht werden und damit insbesondere eine genaue Positionierung des Rotors 41 bzw. 141 gegenüber dem ersten Getriebeelement 42 bzw. 242, welches in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 100 bzw. 200 mit dem Rotor 41 bzw. 141 kämmt. Über die gemeinsame Leiterplatte 14 sowie das Sensormodulgehäuse 1 1 , welches in radialer Richtung R2 in das Sensorgehäuse 220 einsteckbar ist und welches zur Aufnahme der Flussleiter 32A und 32B bzw. 132A und 132B dient, kann ferner eine genaue Positionierung der Flussleiter gegenüber den ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung erreicht werden, insbesondere ein definierter Spalt zwischen den Laschen 35A und 35B bzw. 135A und 135B sowie den ersten Magnetsensoren 34A und 34B der Drehmomentsensoreinrichtung sichergestellt werden. Is the rotor 41 and 141 as in the above-described inventive sensor device 100 and 200 in each case integrally formed with at least one component of the stator 33 and 131, in particular as a common plastic injection molded part, can in a particularly simple manner an accurate positioning of the rotor in Sensor housing 20 and 220 are achieved and thus in particular a precise positioning of the rotor 41 and 141 relative to the first transmission element 42 and 242, which meshes in a functional use state of a sensor device 100 and 200 according to the invention with the rotor 41 and 141, respectively. Via the common printed circuit board 14 and the sensor module housing 1 1, which in the radial direction R2 in the sensor housing 220 can be inserted and which serves to receive the flux conductors 32A and 32B and 132A and 132B, further, an accurate positioning of the flux conductors relative to the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device, in particular a defined gap between the tabs 35A and 35B or 135A and 135B and the first magnetic sensors 34A and 34B of the torque sensor device can be ensured.
Somit führt die erfindungsgemäße Vormontage einzelner Komponenten, insbesondere von Komponenten der Drehmomentsensoreinrichtung mit Komponenten der Lenkwinkel- sensoreinrichtung zu einem gemeinsamen Sensormodul zu einer besonders einfachen Montage. Ferner hat die Anordnung der Magnetsensoren der Drehmomentsensoreinrichtung, d.h. der ersten Magnetsensoren 34A und 34B, gemeinsam mit den Magnetsensoren der Winkelsensoreinrichtung, nämlich dem zweiten Magnetsensor 42B und dem dritten Magnetsensor 43B auf einer gemeinsamen Leiterplatte den Vorteil, dass die Leiterplatte über eine gemeinsame Steckverbindung kontaktiert werden kann, d.h. es sind nicht zwei Anschlüsse 13 für Steckverbinder und entsprechende Steckkontakte erforderlich, sondern nur einer, wodurch ein nicht unerheblicher Bauraumgewinn erzielt werden kann. Thus, the pre-assembly according to the invention of individual components, in particular of components of the torque sensor device with components of the steering angle sensor device, leads to a common sensor module for a particularly simple assembly. Further, the arrangement of the magnetic sensors of the torque sensor device, ie the first magnetic sensors 34A and 34B, together with the magnetic sensors of the angle sensor device, namely the second magnetic sensor 42B and the third magnetic sensor 43B on a common printed circuit board, has the advantage of contacting the printed circuit board via a common plug connection can, that is, it is not two connections 13 for connectors and corresponding plug contacts required, but only one, whereby a considerable space gain can be achieved.
Dabei ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere an konstruktiven Abwandlungen, gegenüber den erläuterten Ausführungsbeispielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. In this case, a variety of modifications, in particular to structural modifications, compared to the illustrated embodiments possible without departing from the content of the claims.
Bezuqszeichenliste: 0, 200 erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, 210 Sensormodul Reference symbol list: 0, 200 sensor device according to the invention, 210 sensor module
Sensormodulgehäuse  Sensor module housing
A erster Sensormodulgehäuseteil A first sensor module housing part
B zweiter Sensormodulgehäuseteil B second sensor module housing part
Steckkontakte  plug contacts
Anschluss für einen Steckverbinder  Connector for a connector
Leiterplatte circuit board
. 220 Sensorgehäuse, 220 sensor housing
. 221 Durchgangsöffnung für Welle im Sensorgehäuse in axialer Richtung , 221 Passage opening for shaft in sensor housing in axial direction
Einstecköffnung im Sensorgehäuse für Sensormodul in radialer Richtung  Insertion opening in sensor housing for sensor module in radial direction
Drehmomentsensoreinrichtung  Torque sensor device
Magneteinrichtung  magnetic device
A Ringmagnet A ring magnet
B Hülse zur Befestigung der Magneteinrichtung auf der WelleB sleeve for fixing the magnetic device on the shaft
A, 32B, 132A, 132B, 232A, 232B FlussleiterA, 32B, 132A, 132B, 232A, 232B flux guides
, 133 Statoreinrichtung, 133 stator device
A, 33B StatorelementA, 33B stator element
C, 133C StatorhalterC, 133C stator holder
D, 133D FixierringD, 133D fixing ring
E Hülsenabschnitt des Statorhalters zur Befestigung der Statoreinrichtung auf der WelleA, 34B erster Magnetsensor der DrehmomentsensoreinrichtungE sleeve portion of the stator holder for fixing the stator means on the shaft A, 34B first magnetic sensor of the torque sensor means
A, 35B, 135A, 135B, 235A, 235B Laschen des FlussleitersA, 35B, 135A, 135B, 235A, 235B straps of the flux guide
A, 36B, 136A, 136B FlussleiterkörperA, 36B, 136A, 136B flux guide body
7A, 237B Verbindungsabschnitte der Flussleiter 7A, 237B connecting sections of the flux guides
Lenkwinkelsensoreinrichtung Steering angle sensor device
, 141 Rotor 42, 242 erstes Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung mit Permanentmagnet , 141 rotor 42, 242 first gear element of the angle sensor device with permanent magnet
42A, 43A Schaft 42A, 43A shank
42B zweiter, dem ersten Getriebeelement zugeordneter Magnetsensor der Winkelsensoreinrichtung  42B second, the first gear member associated magnetic sensor of the angle sensor device
43, 243 zweites Getriebeelement der Winkelsensoreinrichtung mit Permanentmagnet  43, 243 second transmission element of the angle sensor device with permanent magnet
43B zweiter, dem zweiten Getriebeelement der 43B second, the second transmission element of
Winkelsensoreinrichtung zugeordneter Magnetsensor  Angle sensor device associated magnetic sensor
50, 150 Statormodul  50, 150 stator module
60 Lenkgetriebegehäuse  60 steering gear housing
61 Durchgangsöffnung des Lenkgetriebegehäuses für die Welle  61 Through opening of the steering gear housing for the shaft
62 Einstecköffnung des Lenkgetriebegehäuses für das Sensorgehäuse  62 Insertion opening of the steering gear housing for the sensor housing
A Drehachse der Welle A rotation axis of the shaft
R1 axiale Richtung  R1 axial direction
R2 radiale Richtung  R2 radial direction

Claims

SDE2222 2018/108470 PCT/EP2017/080046 35 Patentansprüche SDE2222 2018/108470 PCT / EP2017 / 080046 35 Claims
1 . Sensorvorrichtung (100, 200) für eine um eine Drehachse drehbare Welle, 1 . Sensor device (100, 200) for a shaft rotatable about a rotation axis,
insbesondere für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs, wobei die  in particular for a steering shaft of a motor vehicle, wherein the
Sensorvorrichtung (100, 200) eine Drehmomentsensoreinrichtung (30) zum Erfassen eines auf die Welle aufgebrachten Drehmoments und eine  Sensor device (100, 200) a torque sensor device (30) for detecting a torque applied to the shaft and a
Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle aufweist, wobei die Drehmomentsensoreinrichtung (30) wenigstens eine  A steering angle sensor means (40) for detecting a rotational angle of the shaft, wherein the torque sensor means (30) at least one
Magneteinrichtung (31 ) zum Erzeugen eines Magnetfeldes sowie wenigstens einen ersten Magnetsensor (34A, 34B) (34A, 34B) zum Erzeugen eines  Magnetic means (31) for generating a magnetic field and at least one first magnetic sensor (34A, 34B) (34A, 34B) for generating a
Sensorsignals in Abhängigkeit von einem auf die Welle aufgebrachten  Sensor signal as a function of one applied to the shaft
Drehmoments aufweist, und wobei die Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) wenigstens einen, mit der Welle drehfest verbindbaren Rotor (41 , 141 ) sowie eine Winkelsensoreinrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Rotors aufweist, und wobei die  Torque having, and wherein the steering angle sensor means (40) at least one rotatably connected to the shaft rotatably connectable rotor (41, 141) and an angle sensor means for generating at least one sensor signal in response to a rotation angle of the rotor, and wherein the
Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens eine, zu einem Sensormodul (10, 210) vormontierte Baugruppe aufweist,  Sensor device (100, 200) has at least one, to a sensor module (10, 210) pre-assembled assembly,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Magnetsensor (34A, 34B) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) und die Winkelsensoreinrichtung der  characterized in that at least the first magnetic sensor (34A, 34B) of the torque sensor device (30) and the angular sensor device of the
Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) Teil der zum Sensormodul (10, 210)  Steering angle sensor device (40) Part of the sensor module (10, 210)
vormontierten Baugruppe sind.  are preassembled module.
2. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetsensor (34A, 34B) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) und die Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) von einem gemeinsamen Sensormodulgehäuse (1 1 ) aufgenommen sind. 2. Sensor device (100, 200) according to claim 1, characterized in that the first magnetic sensor (34A, 34B) of the torque sensor device (30) and the angle sensor device of the steering angle sensor device (40) by a common sensor module housing (1 1) are added.
3. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Winkelsensoreinrichtung wenigstens ein erstes Getriebeelement (42, 242) aufweist, welches mit dem Rotor (41 , 141 ) ein Getriebe bildet und in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) mit dem Rotor (41 , 141 ) im Eingriff ist, wobei die Winkelsensoreinrichtung 3. Sensor device (100, 200) according to claim 1 or 2, characterized in that the angle sensor device has at least one first transmission element (42, 242) which forms a transmission with the rotor (41, 141) and in a functional use state of the sensor device ( 100, 200) is engaged with the rotor (41, 141), the angle sensor means
vorzugsweise dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des ersten Getriebeelementes (42, 242) ein erstes Rotorwinkel-Sensorsignal zu erzeugen. SDE2222 is preferably designed to generate a first rotor angle sensor signal in dependence on the angle of rotation of the first gear element (42, 242). SDE2222
2018/108470 PCT/EP2017/080046  2018/108470 PCT / EP2017 / 080046
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4. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeelement (42, 242) der Winkelsensoreinrichtung einen 4. Sensor device (100, 200) according to claim 3, characterized in that the first transmission element (42, 242) of the angle sensor device a
Permanentmagneten aufweist und die Sensorvorrichtung (100, 200), insbesondere die Winkelsensoreinrichtung, wenigstens einen zweiten Magnetsensor (42B) zur Erzeugung des ersten Rotorwinkel-Sensorsignals in Abhängigkeit vom Drehwinkel des ersten Getriebeelementes (42, 242).  Having permanent magnet and the sensor device (100, 200), in particular the angle sensor device, at least one second magnetic sensor (42B) for generating the first rotor angle sensor signal in dependence on the rotation angle of the first transmission element (42, 242).
5. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelsensoreinrichtung wenigstens ein zweites Getriebeelement (43, 243) aufweist, welches mit dem Rotor (41 , 141 ) und dem ersten Getriebeelement (42, 242) ein Getriebe bildet, wobei das zweite Getriebeelement (43, 243) in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) vorzugsweise mit dem Rotor (41 , 141 ) und/oder dem ersten Getriebeelement (42, 242) im Eingriff ist, und wobei die Winkelsensoreinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des zweiten Getriebeelementes (43, 243) ein zweites Rotorwinkel-Sensorsignal zu erzeugen. 5. Sensor device (100, 200) according to claim 3 or 4, characterized in that the angle sensor device has at least one second transmission element (43, 243), which with the rotor (41, 141) and the first transmission element (42, 242) a In a functional use condition of the sensor device (100, 200), the second transmission element (43, 243) is preferably in engagement with the rotor (41, 141) and / or the first transmission element (42, 242), and wherein the Angle sensor device is designed in particular to generate a second rotor angle sensor signal in dependence on the rotation angle of the second transmission element (43, 243).
6. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebeelement (43, 243) der Winkelsensoreinrichtung einen 6. Sensor device (100, 200) according to claim 5, characterized in that the second transmission element (43, 243) of the angle sensor device a
Permanentmagneten aufweist und die Sensorvorrichtung (100, 200), insbesondere die Winkelsensoreinrichtung, wenigstens einen dritten Magnetsensor (43B) zur Erzeugung des zweiten Rotorwinkel-Sensorsignals in Abhängigkeit vom  Having permanent magnet and the sensor device (100, 200), in particular the angle sensor device, at least one third magnetic sensor (43 B) for generating the second rotor angle sensor signal in response to
Drehwinkel des zweiten Getriebeelementes. (43, 243).  Angle of rotation of the second gear element. (43, 243).
7. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentsensoreinrichtung (30) eine Statoreinrichtung (33, 133) zum Sammeln des magnetischen Flusses des mittels der Magneteinrichtung (31 ) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) erzeugten Magnetfeldes aufweist, wobei der Rotor (41 , 141 ) der Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) vorzugsweise drehfest mit der Statoreinrichtung (33, 133) oder drehfest mit der Magneteinrichtung (31 ) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) verbunden ist. 7. Sensor device (100, 200) according to claim 1 or 2, characterized in that the torque sensor device (30) has a stator device (33, 133) for collecting the magnetic flux of the magnetic means (31) of the torque sensor device (30) generated magnetic field wherein the rotor (41, 141) of the steering angle sensor means (40) is preferably non-rotatably connected to the stator means (33, 133) or non-rotatably connected to the magnet means (31) of the torque sensor means (30).
8. Sensorvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41 , 141 ) mit der Statoreinrichtung (33, 133) ein Statormodul (50, 150) bildet, SDE2222 8. Sensor device (100, 200) according to claim 3, characterized in that the rotor (41, 141) with the stator device (33, 133) forms a stator module (50, 150), SDE2222
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37 wobei der Rotor (41 , 141 ) vorzugsweise Kunststoff enthält und an der 37 wherein the rotor (41, 141) preferably contains plastic and on the
Statoreinrichtung (33, 133) befestigt ist.  Stator device (33, 133) is attached.
9. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (41 , 141 ) mit der Magneteinrichtung (31 ) ein Magnetmodul bildet, wobei der Rotor (41 , 141 ) vorzugsweise Kunststoff enthält und insbesondere an der Magneteinrichtung (31 ) befestigt ist. 9. sensor device (100, 200) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor (41, 141) with the magnetic device (31) forms a magnetic module, wherein the rotor (41, 141) preferably contains plastic and in particular attached to the magnetic device (31).
10. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der vorhergehenden 10. Sensor device (100, 200) according to at least one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (100, 200), insbesondere die Drehmomentsensoreinrichtung (30), wenigstens einen  Claims, characterized in that the sensor device (100, 200), in particular the torque sensor device (30), at least one
Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) zum Weiterleiten des magnetischen Flusses an den ersten Magnetsensor (34A, 34B) (34A, 34B) aufweist, wobei der wenigstens eine Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) vorzugsweise durch Umformen aus einen Flachband oder einem Draht hergestellt ist, insbesondere einstückig.  Flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) for propagating the magnetic flux to the first magnetic sensor (34A, 34B) (34A, 34B), wherein the at least one flux guide (32A, 32B; 132A, 32B) is preferably formed by forming from a Ribbon or a wire is made, in particular in one piece.
1 1 . Sensorvorrichtung (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleiter (132A, 32B) in Umfangsrichtung offen ist. 1 1. Sensor device (200) according to claim 6, characterized in that the flux guide (132A, 32B) is open in the circumferential direction.
12. Sensorvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleiter (32A, 32B) in Umfangsrichtung geschlossen ist. 12. Sensor device (100) according to claim 6, characterized in that the flux guide (32A, 32B) is closed in the circumferential direction.
13. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der vorhergehenden 13. Sensor device (100, 200) according to at least one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (100, 200) ein Sensorgehäuse (20, 220) aufweist.  Claims, characterized in that the sensor device (100, 200) has a sensor housing (20, 220).
14. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) im Sensorgehäuse (20, 220) gelagert ist, vorzugsweise im Sensorgehäuse (20, 220) festgelegt ist. 14. Sensor device (100, 200) according to at least one of claims 6 to 8 in conjunction with claim 9, characterized in that at least one flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) is mounted in the sensor housing (20, 220), preferably in Sensor housing (20, 220) is fixed.
15. Sensorvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei 15. Sensor device according to at least one of claims 6 to 8, wherein
wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung konzentrisch zur Statoreinrichtung (33, 133) angeordnet ist und diese vorzugsweise zumindest teilweise von außen SDE2222 at least one flux guide (32A, 32B; 132A, 32B) is arranged concentrically with the stator device (33, 133) in a functional use state of the sensor device, and preferably at least partially from the outside SDE2222
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38 umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) auf der Statoreinrichtung (33, 133) in radialer Richtung über ein Gleitlager abgestützt ist, wobei der Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) insbesondere mit der 38, characterized in that the flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) is supported on the stator means (33, 133) in a radial direction via a sliding bearing, the flux guide (32A, 32B; 132A, 32B) being in particular connected to the
Statoreinrichtung (33, 133) zu einer Baugruppe vormontiert ist.  Stator device (33, 133) is pre-assembled into an assembly.
16. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220), bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200), eine sich in radialer Richtung (R2) erstreckende Einstecköffnung (22) für das 16 sensor device (100, 200) according to at least one of claims 9 to 1 1, characterized in that the sensor housing (20, 220), based on a functional use state of the sensor device (100, 200), in the radial direction (R2 ) extending insertion opening (22) for the
Sensormodul (10, 210) aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen  Sensor module (10, 210), wherein in a functional
Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) das Sensormodul (10, 210) in radialer Richtung (R2) in die Einstecköffnung (22) eingeführt ist, vorzugsweise eingesteckt ist, insbesondere derart, dass in einem  Use state of the sensor device (100, 200), the sensor module (10, 210) in the radial direction (R2) is inserted into the insertion opening (22), preferably inserted, in particular such that in one
funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) der  Functional state of use of the sensor device (100, 200) at least one flux conductor (32A, 32B, 132A, 32B) of
Drehmomentsensoreinrichtung (30) definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor (34A, 34B) positioniert ist und/oder der Rotor (41 , 141 ) der  Torque sensor means (30) defined against the first magnetic sensor (34A, 34B) is positioned and / or the rotor (41, 141) of the
Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist.  Steering angle sensor device (40) defined against the angle sensor device is positioned.
17. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220), bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200), eine sich in axialer Richtung (R1 ) erstreckende Durchgangsöffnung (21 , 221 ) für die Welle aufweist, wobei in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die 17. Sensor device (100, 200) according to at least one of claims 9 to 12, characterized in that the sensor housing (20, 220), based on a functional use state of the sensor device (100, 200), in the axial direction (R1) extending through hole (21, 221) for the shaft, wherein in a functional use state of the sensor device (100, 200), the magnetic device (31) and / or the
Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) drehbar in der  Stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141) rotatable in the
Durchgangsöffnung des Sensorgehäuses gelagert und vorzugsweise in axialer Richtung (R1 ) festgelegt ist, wobei die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) dazu zumindest teilweise in axialer Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt worden sind, vorzugsweise nachdem die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) drehfest mit der Welle verbunden worden sind, wobei die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) insbesondere derart zumindest teilweise in axialer SDE2222 Bearing opening of the sensor housing mounted and preferably in the axial direction (R1) is fixed, wherein the magnetic device (31) and / or the stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141) thereto at least partially in the axial direction (R1) in the sensor housing (20, 220) have been introduced, preferably after the magnetic means (31) and / or the stator means (33, 133) and / or the rotor (41, 141) are rotatably connected to the shaft, wherein the magnetic means (31) and / or the stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141) in particular in such a way at least partially in axial SDE2222
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Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt worden sind, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) der Direction (R1) have been introduced into the sensor housing (20, 220) that in a functional use condition of the sensor device (100, 200) at least one flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) of
Drehmomentsensoreinrichtung (30) definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor (34A, 34B) positioniert ist und/oder der Rotor (41 , 141 ) definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist.  Torque sensor means (30) defined against the first magnetic sensor (34A, 34B) is positioned and / or the rotor (41, 141) defined against the angle sensor device is positioned.
18. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220) und wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) Teil einer, zu einem Sensorgehäusemodul vormontierten, weiteren Baugruppe sind, wobei insbesondere, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200), das Sensormodul (10, 210) und/oder die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die 18. Sensor device (100, 200) according to at least one of claims 10, 12 or 13, characterized in that the sensor housing (20, 220) and at least one flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) form part of a pre-assembled to a sensor housing module , further assembly, wherein in particular, based on a functional use state of the sensor device (100, 200), the sensor module (10, 210) and / or the magnetic device (31) and / or the
Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) erst in axialer Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt worden sind, nachdem das Sensorgehäuse (20, 220) mit wenigstens einem Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) zu einem Sensorgehäusemodul vormontiert worden ist.  Statoreinrichtung (33, 133) and / or the rotor (41, 141) in the axial direction (R1) in the sensor housing (20, 220) have been introduced after the sensor housing (20, 220) with at least one flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) has been preassembled into a sensor housing module.
19. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der vorhergehenden 19. Sensor device (100, 200) according to at least one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220) Teil eines weiteren Gehäuses ist, vorzugsweise Teil eines mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuses, insbesondere Teil eines  Claims, characterized in that the sensor housing (20, 220) is part of a further housing, preferably part of a connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular part of a
Lenkgetriebegehäuses, oder selbst ein mit dem Fahrzeugaufbau eines  Steering gear housing, or even one with the vehicle body of a
Kraftfahrzeugs verbindbares Gehäuse bildet.  Motor vehicle forms connectable housing.
20. Sensorvorrichtung (100, 200) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220) zur Anordnung in einem weiteren Gehäuse ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einem mit einem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuse, insbesondere zur Anordnung in einem Lenkgetriebegehäuse (60), wobei das Sensorgehäuse (20, 220), bezogen auf einen funktionsgemäßen 20. Sensor device (100, 200) according to at least one of claims 9 to 14, characterized in that the sensor housing (20, 220) is designed for arrangement in a further housing, in particular for arrangement in a housing connectable to a vehicle body of a motor vehicle housing, in particular for arrangement in a steering gear housing (60), wherein the sensor housing (20, 220), based on a functional
Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200), vorzugsweise in radialer Richtung (R2) in das weitere Gehäuse einführbar ist, insbesondere einsteckbar ist. SDE2222 Use state of the sensor device (100, 200), preferably in the radial direction (R2) in the further housing is inserted, in particular can be inserted. SDE2222
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21 . Verfahren zum Zusammenbau einer Sensorvorrichtung (100, 200) für eine um eine Drehachse drehbare Welle, insbesondere zum Zusammenbau einer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildeten Sensorvorrichtung (100, 200), wobei die Sensorvorrichtung (100, 200) eine Drehmomentsensoreinrichtung (30) zum Erfassen eines auf die Welle aufgebrachten Drehmoments und eine Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) zum Erfassen eines Drehwinkels der Welle aufweist, wobei die Drehmomentsensoreinrichtung (30) wenigstens eine 21. Method for assembling a sensor device (100, 200) for a shaft rotatable about a rotation axis, in particular for assembling a sensor device (100, 200) formed according to at least one of claims 1 to 16, wherein the sensor device (100, 200) comprises a torque sensor device (30 ) for detecting a torque applied to the shaft and a steering angle sensor means (40) for detecting a rotational angle of the shaft, wherein the torque sensor means (30) at least one
Magneteinrichtung (31 ) zum Erzeugen eines Magnetfeldes sowie wenigstens einen ersten Magnetsensor (34A, 34B) zum Erzeugen eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem auf die Welle aufgebrachten Drehmoments aufweist, und wobei die Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) wenigstens einen mit der Welle drehfest verbindbaren Rotor (41 , 141 ) sowie eine Winkelsensoreinrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Rotors aufweist,  Magnetic device (31) for generating a magnetic field and at least one first magnetic sensor (34A, 34B) for generating a sensor signal in response to a torque applied to the shaft, and wherein the steering angle sensor means (40) at least one rotatably connected to the shaft rotor (41 , 141) as well as an angle sensor device for generating at least one sensor signal as a function of a rotational angle of the rotor,
gekennzeichnet durch die Schritte:  characterized by the steps:
Bereitstellen der Komponenten der Sensorvorrichtung,  Providing the components of the sensor device,
Vormontieren wenigstens des ersten Magnetsensors (34A, 34B) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) und der Winkelsensoreinrichtung der Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) zu einer ein Sensormodul (10, 210) bildenden Baugruppe, und  Pre-assembling at least the first magnetic sensor (34A, 34B) of the torque sensor device (30) and the angle sensor device of the steering angle sensor device (40) to an assembly forming a sensor module (10, 210), and
Zusammenbauen der restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung (100, 200) mit dem Sensormodul (10, 210) zur Sensorvorrichtung.  Assembling the remaining components of the sensor device (100, 200) with the sensor module (10, 210) to the sensor device.
22. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Sensorvorrichtung (100, 200) eine 22. The method of claim 17, wherein the sensor device (100, 200) a
Statoreinrichtung (33, 133) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt die Statoreinrichtung (33, 133) der  Stator device (33, 133), characterized in that in a further method step, the stator device (33, 133) of the
Drehmomentsensoreinrichtung (30) mit dem Rotor (41 , 141 ) der  Torque sensor device (30) with the rotor (41, 141) of the
Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) zu einem Statormodul (50, 150) vormontiert wird, wobei anschließend das Statormodul (50, 150) mit dem Sensormodul (10, 210) und den restlichen Komponenten der Sensorvorrichtung (100, 200) zur Sensorvorrichtung (100, 200) zusammengebaut wird.  Steering angle sensor device (40) is preassembled to a stator module (50, 150), wherein subsequently the stator module (50, 150) with the sensor module (10, 210) and the remaining components of the sensor device (100, 200) to the sensor device (100, 200) is assembled.
23. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Sensorvorrichtung (100, 200) ein Sensorgehäuse (20, 220) aufweist, welches zur Anordnung in einem weiteren Gehäuse ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einem mit einem SDE2222 23. The method according to claim 17 or 18, wherein the sensor device (100, 200) has a sensor housing (20, 220), which is designed for arrangement in a further housing, in particular for arrangement in one with a SDE2222
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Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs verbindbaren Gehäuse, insbesondere zur Anordnung in einem Lenkgetriebegehäuse (60), dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (20, 220) in einem weiteren Verfahrensschritt in dem weiteren Gehäuse (60) angeordnet wird, wobei das Sensorgehäuse (20, 220) dazu, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Vehicle body of a motor vehicle connectable housing, in particular for arrangement in a steering gear housing (60), characterized in that the sensor housing (20, 220) in a further process step in the further housing (60) is arranged, wherein the sensor housing (20, 220) to , related to a functional use state of the
Sensorvorrichtung (100, 200), vorzugsweise in radialer Richtung (R2) in das weitere Gehäuse eingeführt wird, insbesondere eingesteckt wird.  Sensor device (100, 200), preferably in the radial direction (R2) is inserted into the further housing, in particular is plugged.
24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die 24. The method according to at least one of claims 17 to 19, wherein the
Sensorvorrichtung (100, 200) ein Sensorgehäuse (20, 220) aufweist, welches, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der  Sensor device (100, 200) has a sensor housing (20, 220), which, based on a functional use state of the
Sensorvorrichtung (100, 200), eine sich in axialer Richtung (R1 ) erstreckende Durchgangsöffnung (21 , 221 ) für eine Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) drehbar in der  Sensor device (100, 200), in the axial direction (R1) extending through opening (21, 221) for a shaft, characterized in that in a further method step, the magnetic device (31) and / or the stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141) rotatable in the
Durchgangsöffnung (21 , 221 ) des Sensorgehäuses gelagert und vorzugsweise in axialer Richtung (R1 ) festgelegt werden, wobei die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) dazu zumindest teilweise in axialer Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt wird, vorzugsweise nachdem die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) drehfest mit der Welle verbunden worden sind und/oder nachdem das Sensorgehäuse (20, 220) in dem weiteren Gehäuse angeordnet worden ist, wobei die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 )  Through the opening (21, 221) of the sensor housing stored and preferably in the axial direction (R1) are fixed, wherein the magnetic means (31) and / or the stator (33, 133) and / or the rotor (41, 141) thereto at least partially in axial direction (R1) in the sensor housing (20, 220) is inserted, preferably after the magnetic means (31) and / or the stator means (33, 133) and / or the rotor (41, 141) have been rotatably connected to the shaft and / or after the sensor housing (20, 220) has been arranged in the further housing, wherein the magnet device (31) and / or the stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141)
insbesondere derart zumindest teilweise in axialer Richtung (R1 ) in das  in particular at least partially in the axial direction (R1) in the
Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt werden, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) der Drehmomentsensoreinrichtung (30) definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor (34A, 34B) positioniert ist und/oder der Rotor (41 , 141 ) definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist.  Sensor housing (20, 220) are introduced, that in a functional use state of the sensor device (100, 200) at least one flux guide (32A, 32B; 132A, 32B) of the torque sensor device (30) defined against the first magnetic sensor (34A, 34B) is positioned and / or the rotor (41, 141) is positioned in a defined manner relative to the angle sensor device.
25. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die 25. The method according to at least one of claims 17 to 20, wherein the
Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens einen Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) im Sensorgehäuse (20, 220) SDE2222 Sensor device (100, 200) has at least one flux guide (32A, 32B; 132A, 32B), characterized in that in a further method step at least one flux guide (32A, 32B; 132A, 32B) in the sensor housing (20, 220) SDE2222
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42 gelagert wird, vorzugsweise im Sensorgehäuse (20, 220) festgelegt wird, insbesondere im Inneren des Sensorgehäuses im Bereich der Durchgangsöffnung, wobei der Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) vorzugsweise in das Sensorgehäuse (20, 220) eingebracht wird, bevor die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die 42, preferably in the sensor housing (20, 220) is fixed, in particular in the interior of the sensor housing in the region of the through hole, wherein the flux conductor (32A, 32B, 132A, 32B) is preferably introduced into the sensor housing (20, 220) before the magnetic device (31) and / or the
Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) zumindest teilweise in axialer Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt werden.  Statoreinrichtung (33, 133) and / or the rotor (41, 141) at least partially in the axial direction (R1) in the sensor housing (20, 220) are introduced.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21 , wobei das Method according to at least one of claims 17 to 21, wherein said
Sensorgehäuse (20, 220), bezogen auf einen funktionsgemäßen  Sensor housing (20, 220), based on a functional
Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200), eine sich in radialer Richtung (R2) erstreckende Einstecköffnung (22) für das Sensormodul (10, 210) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt das Sensormodul (10, 210) in radialer Richtung (R2) in die Einstecköffnung (22) eingeführt wird, vorzugsweise eingesteckt wird, insbesondere derart, dass in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand der Sensorvorrichtung (100, 200) wenigstens ein Flussleiter (32A, 32B; 132A, 32B) der  Use state of the sensor device (100, 200), an in the radial direction (R2) extending insertion opening (22) for the sensor module (10, 210), characterized in that in a further method step, the sensor module (10, 210) in the radial direction (R2) in the insertion opening (22) is inserted, preferably inserted, in particular such that in a functional use state of the sensor device (100, 200) at least one flux guide (32A, 32B, 132A, 32B) of
Drehmomentsensoreinrichtung (30) definiert gegenüber dem ersten Magnetsensor (34A, 34B) positioniert ist und/oder der Rotor (41 , 141 ) der  Torque sensor means (30) defined against the first magnetic sensor (34A, 34B) is positioned and / or the rotor (41, 141) of the
Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) definiert gegenüber der Winkelsensoreinrichtung positioniert ist, wobei das Sensormodul (10, 210) vorzugsweise in das  Lenkwinkelsensoreinrichtung (40) is positioned opposite to the angle sensor device, wherein the sensor module (10, 210) preferably in the
Sensorgehäuse (20, 220) eingesteckt wird, nachdem die Magneteinrichtung (31 ) und/oder die Statoreinrichtung (33, 133) und/oder der Rotor (41 , 141 ) dazu zumindest teilweise in axialer Richtung (R1 ) in das Sensorgehäuse (20, 220) eingeführt worden ist.  Sensor housing (20, 220) is inserted after the magnetic device (31) and / or the stator device (33, 133) and / or the rotor (41, 141) thereto at least partially in the axial direction (R1) into the sensor housing (20, 220) has been introduced.
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