DE202022002891U1 - Sensor wheel for an inductive rotation angle sensor, inductive rotation angle sensor with such a sensor wheel and system with an inductive rotation angle sensor - Google Patents
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Abstract
Geberrad (1) für einen induktiven Drehwinkelsensor (2) gekennzeichnet durch
- mehrere Ringsegmentstege (3, 4) elektrisch leitfähigen Materials,
- wobei erste Ringsegmentstege (3) dieser Ringsegmentstege (3, 4) auf einem bezüglich einer Mittenachse (6) konzentrischen, einen Durchmesser (8) aufweisenden ersten Kreis (10) liegend in einer Umfangsrichtung (7) um die Mittenachse (6) mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnet sind,
- wobei zweite Ringsegmentstege (4) dieser Ringsegmentstege (3, 4) auf einem bezüglich der Mittenachse (6) konzentrischen, einen Durchmesser (9) aufweisenden zweiten Kreis (11) liegend in Umfangsrichtung (7) um die Mittenachse (6) mit Abstand aufeinanderfolgend und bezüglich den ersten Ringsegmentstegen (3) in Umfangsrichtung (7) versetzt angeordnet sind,
- mehrere Verbindungsstege (5) elektrisch leitfähigen Materials,
- wobei jeweils zwei solche Verbindungsstege (5) einen ersten Ringsegmentsteg (3) mit in Umfangsrichtung (7) benachbarten zweiten Ringsegmentstegen (4) verbinden,
- eine Anbindungsstruktur (12) zum Befestigen des Geberrads (1) an einer Rotorwelle.
- several ring segment webs (3, 4) made of electrically conductive material,
- the first ring segment webs (3) of these ring segment webs (3, 4) lying on a first circle (10) which is concentric with respect to a central axis (6) and has a diameter (8) in a circumferential direction (7) around the central axis (6) at a distance are arranged sequentially,
- wherein second ring segment webs (4) of these ring segment webs (3, 4) lie on a second circle (11) which is concentric with respect to the central axis (6) and has a diameter (9) and lie one after the other in the circumferential direction (7) around the central axis (6). and are arranged offset in the circumferential direction (7) with respect to the first ring segment webs (3),
- several connecting webs (5) made of electrically conductive material,
- two such connecting webs (5) connecting a first ring segment web (3) with second ring segment webs (4) adjacent in the circumferential direction (7),
- A connection structure (12) for attaching the sensor wheel (1) to a rotor shaft.
Description
Die Erfindung betrifft ein Geberrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere einen induktiven Drehwinkelsensor mit einem solchen Geberrad sowie ein System mit einem induktiven Drehwinkelsensor.The invention relates to a sensor wheel according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind induktive Drehwinkelsensoren bekannt. Sie besitzen eine elektrisch leitfähige Sendespule, die im stromdurchflossenen Zustand ein magnetisches Erregerfeld bereitstellt, sowie ein elektrisch leitfähiges Geberrad, das beispielsweise an eine Rotorwelle angebaut wird. Das magnetische Erregerfeld induziert in dem Geberrad Wirbelströme, die ihrerseits ein magnetisches Geberradfeld erzeugen, das dem magnetischen Erregerfeld entgegenwirkt. Das magnetische Erregerfeld und das magnetische Geberradfeld bilden ein Superpositionsfeld, das im Rahmen einer Messung mittels einer elektrisch leitfähigen Empfangsspule des Drehwinkelsensors erfasst und von einer Platine des Drehwinkelsensors zum Ermitteln von zumindest einer Rotationseigenschaft der Rotorwelle genutzt wird, beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit, eine Winkelposition oder die Änderung einer Winkelposition der Rotorwelle. Typische Geberräder sind aufgrund kundenseitig geforderter, relativ hoher Drehzahlen der Rotorwelle von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute seither relativ robust ausgeführt. Infolgedessen ist ihr Gewicht hoch, ihre Herstellung kostenintensiv sowie ihre elektromagnetischen Eigenschaften, die die in das Geberrad induzierten Wirbelströme sowie das ausgebildete magnetische Geberradfeld maßgeblich bestimmen, nicht optimal.Inductive rotation angle sensors are known from the prior art. They have an electrically conductive transmitter coil, which provides a magnetic excitation field when current flows through it, as well as an electrically conductive sensor wheel, which is attached to a rotor shaft, for example. The magnetic exciter field induces eddy currents in the sensor wheel, which in turn generate a magnetic sensor wheel field that counteracts the magnetic exciter field. The magnetic excitation field and the magnetic sensor wheel field form a superposition field, which is detected as part of a measurement using an electrically conductive receiving coil of the rotation angle sensor and is used by a circuit board of the rotation angle sensor to determine at least one rotation property of the rotor shaft, for example a rotational speed, an angular position or the change an angular position of the rotor shaft. Since then, typical encoder wheels have been designed to be relatively robust due to the relatively high rotor shaft speeds of several thousand revolutions per minute required by customers. As a result, their weight is high, their production is expensive and their electromagnetic properties, which largely determine the eddy currents induced in the sensor wheel and the magnetic sensor wheel field formed, are not optimal.
Ein Geberrad der vorstehenden Art ist beispielsweise aus
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform für ein Geberrad bereitzustellen. Es soll sich insbesondere durch ein geringes Eigengewicht, eine vergleichsweise preiswerte Herstellbarkeit sowie optimale elektromagnetische Eigenschaften auszeichnen, sodass die in das Geberrad induzierten Wirbelströme sowie das ausgebildete magnetische Geberradfeld mit Blick auf die durchzuführenden Messungen im Betrieb optimal sind. Insbesondere soll ein induktiver Drehwinkelsensor mit einem solchen Geberrad und/oder ein System mit einem solchen induktiven Drehwinkelsensor angegeben werden.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least a different embodiment for a sensor wheel. It should be characterized in particular by a low weight, comparatively inexpensive manufacturability and optimal electromagnetic properties, so that the eddy currents induced in the sensor wheel and the magnetic sensor wheel field formed are optimal with a view to the measurements to be carried out during operation. In particular, an inductive rotation angle sensor with such a sensor wheel and/or a system with such an inductive rotation angle sensor should be specified.
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.In the present invention, this object is achieved in particular by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the description.
Die Erfindung realisiert das durch eine geschickte konstruktive Anpassung eines Geberrads für einen induktiven Drehwinkelsensor.The invention achieves this through a clever structural adaptation of a sensor wheel for an inductive rotation angle sensor.
Hierzu wird erfindungsgemäß ein Geberrad für einen induktiven Drehwinkelsensor vorgeschlagen, das mit mehreren Ringsegmentstegen elektrisch leitfähigen Materials ausgerüstet ist, wobei erste Ringsegmentstege dieser Ringsegmentstege auf einem bezüglich einer Mittenachse konzentrischen, einen Durchmesser aufweisenden ersten Kreis liegend in einer Umfangsrichtung um die Mittenachse mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnet sind und wobei zweite Ringsegmentstege dieser Ringsegmentstege auf einem bezüglich der Mittenachse konzentrischen, einen Durchmesser aufweisenden zweiten Kreis liegend in Umfangsrichtung um die Mittenachse mit Abstand aufeinanderfolgend und bezüglich den ersten Ringsegmentstegen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Außerdem besitzt das Geberrad Verbindungsstege elektrisch leitfähigen Materials, die optional bezüglich der Mittenachse radiär oder im Wesentlichen radiär verlaufen. Jeweils zwei solche Verbindungsstege verbinden einen ersten Ringsegmentsteg mit in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Ringsegmentstegen, wodurch insbesondere jeweils ein skelettartiger Flügel des Geberrads definiert ist. Das Geberrad weist weiterhin eine sogenannte Anbindungsstruktur auf oder bildet diese, die zum Befestigen des Geberrads an einer Rotorwelle eingerichtet ist. Dadurch ist insgesamt ein innovatives, feingliedriges Geberrad bereitgestellt, das relativ leichtgewichtig und besonders kostengünstig herstellbar ist, da die streifenförmigen Ringsegment- und Verbindungsstege des Geberrads eine materialsparende Herstellung zulassen, sowie gleichzeitig optimale elektromagnetische Eigenschaften besitzt, da in das Geberrad induzierte Wirbelströme relativ homogen auf den streifenförmigen Ringsegment- und Verbindungsstegen des Geberrads verteilt sind. Weiterhin lässt sich das erfindungsgemäße Geberrad relativ einfach an einer Rotorwelle eines den induktiven Drehwinkelsensor aufweisenden Systems montieren. Das vorgeschlagene Geberrad ist dadurch für die Verwendung in einem induktiven Drehwinkelsensor oder einem eine Rotorwelle und einen solchen induktiven Drehwinkelsensor aufweisenden System zur Erfassung von Rotationseigenschaften einer Rotorwelle bestens geeignet. Als elektrisch leitfähiges Material kommt zweckmäßigerweise metallisches Material mit einer geringen magnetischen Permeabilität zum Einsatz. Solches metallisches Material kann beispielsweise Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe sein.For this purpose, according to the invention, a sensor wheel for an inductive rotation angle sensor is proposed, which is equipped with a plurality of ring segment webs made of electrically conductive material, with first ring segment webs of these ring segment webs lying on a first circle which is concentric with respect to a central axis and has a diameter and is arranged one after the other in a circumferential direction around the central axis at a distance and wherein second ring segment webs of these ring segment webs are arranged on a second circle which is concentric with respect to the central axis and has a diameter, lying one after the other in the circumferential direction around the central axis and offset in the circumferential direction with respect to the first ring segment webs. In addition, the sensor wheel has connecting webs made of electrically conductive material, which optionally run radially or essentially radially with respect to the center axis. Two such connecting webs each connect a first ring segment web with second ring segment webs adjacent in the circumferential direction, which in particular defines a skeletal wing of the sensor wheel. The sensor wheel also has or forms a so-called connection structure, which is set up to attach the sensor wheel to a rotor shaft. As a result, an innovative, delicate sensor wheel is provided overall, which is relatively lightweight and particularly cost-effective to produce, since the strip-shaped ring segments and connecting webs of the sensor wheel allow material-saving production, and at the same time has optimal electromagnetic properties, since eddy currents induced in the sensor wheel are relatively homogeneous on the sensor wheel strip-shaped ring segments and connecting webs of the sensor wheel are distributed. Furthermore, the sensor wheel according to the invention can be mounted relatively easily on a rotor shaft of a system having the inductive rotation angle sensor. The proposed sensor wheel is therefore ideally suited for use in an inductive rotation angle sensor or a system having a rotor shaft and such an inductive rotation angle sensor for detecting rotational properties of a rotor shaft. Metallic material with low magnetic permeability is expediently used as the electrically conductive material. Such metallic material can be, for example, stainless steel, aluminum, copper, steel and alloys of the aforementioned materials.
Zweckmäßigerweise bildet der besagte erste Kreis einen Außenkreis und der besagte zweite Kreis einen Innenkreis. Dies ist dadurch erreicht, dass der Durchmesser des ersten Kreises größer als der Durchmesser des zweiten Kreises gewählt ist. Infolgedessen liegen die ersten Ringsegmentstege bezüglich der zweiten Ringsegmentstege radial außen, wodurch sie sozusagen einen segmentierten Außenring bilden, und die zweiten Ringsegmentstege bezüglich der ersten Ringsegmentstege radial innen, wodurch sie sozusagen einen segmentierten Innenring definieren. Der Durchmesser des ersten Kreises und der Durchmesser des zweiten Kreises können in Abhängigkeit eines Durchmessers einer Sendespule und/oder in Abhängigkeit eines Durchmessers zumindest einer Empfangsspule eines mit dem Geberrad ausgerüsteten induktiven Drehwinkelsensors vorgegeben sein.Expediently, said first circle forms an outer circle and said second circle forms an inner circle. This is achieved by choosing the diameter of the first circle to be larger than the diameter of the second circle. As a result, the first ring segment webs lie radially on the outside with respect to the second ring segment webs, whereby they form, so to speak, a segmented outer ring, and the second ring segment webs lie radially on the inside with respect to the first ring segment webs, whereby they, so to speak, define a segmented inner ring. The diameter of the first circle and the diameter of the second circle can be predetermined depending on a diameter of a transmitting coil and/or depending on a diameter of at least one receiving coil of an inductive rotation angle sensor equipped with the transmitter wheel.
Das die Ringsegmentstege auf dem ersten Kreis oder dem zweiten Kreis liegen bedeutet im Sinne der Erfindung insbesondere, dass die Ringsegmentstege bezüglich ihrer zirkulären Haupterstreckung deckungsgleich auf den besagten Kreisen liegen. Dadurch sind jeweils Kurzseiten der Ringsegmentstege in Umfangsrichtung zueinander benachbart, während gebogenen Langseiten der Ringsegmentstege radial orientiert sind. Die Verbindungsstege sind zweckmäßigerweise so angeordnet, dass Langseiten von in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsstegen in Umfangsrichtung sich gegenüberliegen, während Kurzseiten der Verbindungsstege radial orientiert sind.In the context of the invention, the fact that the ring segment webs lie on the first circle or the second circle means in particular that the ring segment webs lie congruently on the said circles with respect to their main circular extent. As a result, short sides of the ring segment webs are adjacent to one another in the circumferential direction, while curved long sides of the ring segment webs are oriented radially. The connecting webs are expediently arranged in such a way that long sides of connecting webs adjacent in the circumferential direction lie opposite one another in the circumferential direction, while short sides of the connecting webs are oriented radially.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Geberrad bezüglich der Mittenachse rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wodurch es auch bei mit relativ hohen Drehzahlen rotierenden Rotorwellen problemlos (frei von Unwucht) eingesetzt werden kann.Furthermore, it can be provided that the sensor wheel is designed to be rotationally symmetrical with respect to the central axis, whereby it can be used without any problems (free from unbalance) even with rotor shafts rotating at relatively high speeds.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Geberrad einstückig realisiert ist. Dies lässt sich insbesondere erreichen, indem das Geberrad als Stanz-Bauteil oder als Stanz-Tiefzieh-Bauteil realisiert ist. Hierzu kann ein ebener Rohling metallischen Materials, beispielsweise Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe, hergenommen und bei einem einstufigen Herstellverfahren in einem Stanzschritt die ersten und zweiten Ringsegmentstege, die Verbindungstege und optional die Anbindungsstruktur ausgestanzt werden. Alternativ können in einem zweistufigen Herstellverfahren zunächst in einem Tiefziehschritt nachfolgend beschriebene Montagestege der Anbindungsstruktur und/oder eine ebenfalls nachfolgend beschriebene Montageanordnung mit Zentralkörper der Anbindungsstruktur ausgeformt werden und anschließend in einem Stanzschritt die ersten und zweiten Ringsegmentstege, die Verbindungstege und/oder die Anbindungsstruktur ausgestanzt werden. Der Tiefziehschritt und der Stanzschritt können in der angegebenen Reihenfolge oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Eine dementsprechende Gestaltung begünstig ein geringes Gewicht des Geberrads einerseits sowie eine kostengünstige Herstellung desselben in großen Stückzahlen andererseits.It is expediently provided that the sensor wheel is made in one piece. This can be achieved in particular by implementing the sensor wheel as a stamped component or as a stamped-deep-drawn component. For this purpose, a flat blank made of metallic material, for example stainless steel, aluminum, copper, steel and alloys of the aforementioned materials, can be taken and, in a single-stage manufacturing process, the first and second ring segment webs, the connecting webs and optionally the connecting structure can be punched out in one punching step. Alternatively, in a two-stage manufacturing process, mounting webs of the connection structure described below and/or a mounting arrangement with a central body of the connection structure, also described below, can first be formed in a deep-drawing step and then the first and second ring segment webs, the connection webs and/or the connection structure can be punched out in a punching step. The deep-drawing step and the punching step can be carried out in the specified order or in the reverse order. A corresponding design promotes a low weight of the encoder wheel on the one hand and a cost-effective production of the same in large quantities on the other.
Um das Geberrad relativ leichtgewichtig realisieren zu können, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege durch Flachkörper realisiert sind. Flachkörper im Sinne der Erfindung sind Körper, deren Stegdicke gegenüber ihrer Stegbreite klein ist. Dies kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege aus einer metallischen Platte oder einer Metallfolie realisiert sind. Es wäre zumindest denkbar, dass sie alternativ durch eine bspw. auf einem nicht metallischen Trägersubstrat, wie bspw. eine Leiterplatte, aufgebrachte metallische Beschichtung realisiert sind. Weiterhin ist denkbar, dass das Geberrad bzw. die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege in Form eines MID-Bauteils (engl. für Molded Interconnect Devices) realisiert sind.In order to be able to make the sensor wheel relatively lightweight, it can be provided in particular that the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs are realized by flat bodies. Flat bodies in the sense of the invention are bodies whose web thickness is small compared to their web width. This can be realized in particular in that the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs are made from a metallic plate or a metal foil. It would at least be conceivable that they are alternatively realized by a metallic coating applied, for example, to a non-metallic carrier substrate, such as a circuit board. Furthermore, it is conceivable that the sensor wheel or the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs are implemented in the form of an MID component (Molded Interconnect Devices).
Zur Gewichtsoptimierung des Geberrads kann außerdem vorgesehen sein, dass die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege sowie optional die Anbindungsstruktur in einer gemeinsamen Ebene liegen und jeweils eine senkrecht auf derselben stehende Stegdicke im Bereich von 0,5mm bis 1,5mm und bevorzugt von 0,5mm bis 1,0mm aufweisen. Falls das Geberrad bzw. die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege durch eine Beschichtung realisiert sind kann vorgesehen sein, dass eine Schichtdicke der Beschichtung 0,035mm bis 0,3mm beträgt. Weiterhin können die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege und optional die Anbindungsstruktur jeweils eine senkrecht auf ihrer Stegdicke stehende Stegbreite besitzen. Die Stegbreiten sind bevorzugt konstant (außer in den Ecken) und/oder liegen im Bereich von 1,0mm bis 3,0mm, bevorzugt 1,0mm bis 2,0mm und weiter bevorzugt 1,0mm bis 1,5mm. Insbesondere sind die Verbindungstege 2,0mm breit. Dadurch das die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege sowie optional die Anbindungsstruktur in einer gemeinsamen Ebene liegen, besitzt das Geberrad insgesamt eine Flachgestalt. Die besagten Stegdicken sind zweckmäßigerweise kleiner als die besagte, senkrecht auf der jeweiligen Stegdicke stehenden Stegbreiten der ersten Ringsegmentstege, der zweiten Ringsegmentstege und der Verbindungstege sowie optional der Anbindungsstruktur. Beispielsweise kann ein für die ersten Ringsegmentstege und/oder die zweiten Ringsegmentstege und/oder die Verbindungstege und/oder die Anbindungsstruktur ein Dicken-Breiten-Verhältnis aus Stegdicke zu Stegbreite im Bereich von 0,05 bis 0,8 und für den Fall einer Beschichtung im Bereich von 0,01 bis 0,8 eingestellt sein. Durch diese Gestaltungsdetails können sich für das Geberrad bevorzugte elektromagnetische Eigenschaften einerseits und ein relativ geringes Bauteilgewicht andererseits ergeben. Dies begründet sich darin, das zur Herstellung entsprechend filigraner Geberräder relativ wenig Material notwendig ist. Weiterhin werden, was die Anmelderin im Rahmen von Versuchen ermittelt hat, Wirbelströme am entsprechenden Geberrad, die durch ein von einer Sendespule des induktiven Drehwinkelsensors bereitgestelltes Erregerfeld in das Geberrad induziert werden, optimal durch das Geberrad geführt, d.h. insbesondere frei von Sprüngen sowie Phasenwechseln.To optimize the weight of the encoder wheel, it can also be provided that the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs as well as optionally the connection structure lie in a common plane and each have a web thickness perpendicular thereto in the range from 0.5 mm to 1.5 mm and preferably from 0.5mm to 1.0mm. If the sensor wheel or the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs are realized by a coating, it can be provided that a layer thickness of the coating is 0.035mm to 0.3mm. Furthermore, the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs and optionally the connection structure can each have a web width that is perpendicular to their web thickness. The web widths are preferably constant (except in the corners) and/or are in the range from 1.0mm to 3.0mm, preferably 1.0mm to 2.0mm and more preferably 1.0mm to 1.5mm. In particular, the connecting webs are 2.0mm wide. Because the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs as well as optionally the connection structure lie in a common plane, the sensor wheel has a flat shape overall. The said web thicknesses are expediently smaller than the said web widths of the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs and optionally the web widths, which are perpendicular to the respective web thickness Connection structure. For example, for the first ring segment webs and/or the second ring segment webs and/or the connecting webs and/or the connection structure, a thickness-width ratio of web thickness to web width in the range of 0.05 to 0.8 and in the case of a coating in The range can be set from 0.01 to 0.8. These design details can result in preferred electromagnetic properties for the sensor wheel on the one hand and a relatively low component weight on the other. The reason for this is that relatively little material is required to produce correspondingly delicate encoder wheels. Furthermore, as the applicant has determined in the course of experiments, eddy currents on the corresponding sensor wheel, which are induced into the sensor wheel by an excitation field provided by a transmitter coil of the inductive rotation angle sensor, are optimally guided through the sensor wheel, that is, in particular, free of jumps and phase changes.
Insbesondere wird bevorzugt, wenn die Stegdicken der ersten Ringsegmentstege, der zweiten Ringsegmentstege und der Verbindungstege sowie optional der Anbindungsstruktur identisch sind. Auch die Stegbreiten der ersten Ringsegmentstege, der zweiten Ringsegmentstege und der Verbindungstege sowie optional der Anbindungsstruktur können zueinander identisch sein. Bevorzugt kann die Stegbreite der ersten Ringsegmentstege und/oder der zweiten Ringsegmentstege und/oder der Verbindungstege und/oder der Anbindungsstruktur einer Breite einer Sendespule und/oder einer Breite zumindest einer Empfängerspule des induktiven Drehwinkelsensors entsprechen.In particular, it is preferred if the web thicknesses of the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs and optionally the connection structure are identical. The web widths of the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs and optionally the connection structure can also be identical to one another. Preferably, the web width of the first ring segment webs and/or the second ring segment webs and/or the connecting webs and/or the connection structure can correspond to a width of a transmitter coil and/or a width of at least one receiver coil of the inductive rotation angle sensor.
Weiter zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Anbindungsstruktur durch ein an die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und/oder die Verbindungstege angespritztes Umspritzungselement realisiert ist oder dasselbe aufweist, insbesondere ein aus Kunststoff realisiertes Umspritzungselement. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Anbindungsstruktur durch ein separates Tragelement realisiert ist, das insbesondere durch Heißverstemmen oder Clipsen oder Umspritzen mit den ersten Ringsegmentstegen, den zweiten Ringsegmentstegen und/oder den Verbindungstegen verbunden ist. Anhand dem Umspritzungselement oder dem Tragelement kann das Geberrad an die Rotorwelle fixiert sein. Das Umspritzungselement oder das Tragelement bewirkt eine mechanische Versteifung des Geberrads, sodass es auch relativ hohe Drehzahlen der Rotorwelle problemlos standhalten kann. Weiterhin realisiert es eine einfache und kostengünstige Option zur Anbindung/Fixierung des Geberrands an die Rotorwelle.It is further expediently provided that the connection structure is realized by or has an overmolding element molded onto the first ring segment webs, the second ring segment webs and/or the connecting webs, in particular an overmolding element made of plastic. Furthermore, it can be provided that the connection structure is realized by a separate support element, which is connected to the first ring segment webs, the second ring segment webs and/or the connecting webs, in particular by hot caulking or clipping or injection molding. The sensor wheel can be fixed to the rotor shaft using the overmolding element or the support element. The encapsulation element or the support element causes a mechanical stiffening of the encoder wheel, so that it can easily withstand relatively high speeds of the rotor shaft. Furthermore, it provides a simple and cost-effective option for connecting/fixing the encoder edge to the rotor shaft.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Anbindungsstruktur durch Montagestege elektrisch leitfähigen Materials realisiert ist, die jeweils an den zweiten Ringsegmentstegen integral angeordnet sind und von denselben bezüglich der Mittenachse nach innen radiär vorspringen. Die Montagestege sind insbesondere aus metallischem Material mit einer geringen magnetischen Permeabilität wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe gefertigt, was eine einstückige und damit günstige Herstellung des Geberrads begünstigt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die besagten Montagestege freistehende, zur Mittenachse weisende Nasen oder Vorsprünge aufweisen oder bilden, die dazu eingerichtet sind, in an der Rotorwelle eingebrachte Aufnahmenuten einzugreifen. Dadurch lässt sich das Geberrad bezüglich der Rotorwelle relativ einfach und mit einer gewissen mechanischen Steifigkeit zumindest drehfest fixieren. Eine axiale Fixierung kann ggf. durch eine Verklebung oder Verschraubung des Geberrads mit der Rotorwelle realisiert sein. Die hier vorgeschlagene Anbindungsstruktur mit Nasen oder Vorsprüngen ist relativ einfach und in großen Stückzahlen Herstellbar, beispielsweise in einem Stanzschritt, sodass das gegenständliche Geberrad kostengünstig realisierbar ist.Alternatively, it can be provided that the connection structure is realized by mounting webs made of electrically conductive material, which are each arranged integrally on the second ring segment webs and project radially inwards from them with respect to the central axis. The mounting bars are made in particular of metallic material with a low magnetic permeability such as stainless steel, aluminum, copper, steel and alloys of the aforementioned materials, which promotes a one-piece and therefore inexpensive production of the encoder wheel. Furthermore, it can be provided that the said mounting webs have or form free-standing lugs or projections pointing towards the central axis, which are designed to engage in receiving grooves made on the rotor shaft. As a result, the sensor wheel can be fixed relative to the rotor shaft relatively easily and with a certain mechanical rigidity, at least in a rotationally fixed manner. Axial fixation can, if necessary, be achieved by gluing or screwing the encoder wheel to the rotor shaft. The connection structure proposed here with lugs or projections is relatively simple and can be produced in large quantities, for example in a punching step, so that the sensor wheel in question can be implemented cost-effectively.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Anbindungsstruktur durch eine Montageanordnung elektrisch leitfähigen Materials, insbesondere metallisches Material mit einer geringen magnetischen Permeabilität wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe, ausgerüstet ist, realisiert ist oder dieselbe aufweist, die einen bezüglich der Mittenachse konzentrischen Zentralkörper mit Durchgangsloch und bezüglich der Mittenachse radiär verlaufende Montagestege aufweist, die mit Abstand zueinander in Umfangsrichtung um die Mittelachse aufeinanderfolgend, integral am Zentralkörper sowie integral an den zweiten Ringsegmentstegen angeordnet sind. Der Zentralkörper und die Montagestege sind zweckmäßigerweise aus elektrisch leitfähigem Material realisiert, insbesondere aus metallischem Material wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Geberrad anhand dem Zentralkörper durch Kraft- und/oder Formschluss an der Rotorwelle dreh- und zugfest fixiert ist. Eine entsprechende Fixierung anhand dem Zentralkörper kann anhand einer Befestigungsschraube realisiert und ggf. zusätzlich durch eine Verklebung oder Umspritzung zumindest unterstützt sein. Die hier vorgeschlagene Anbindungsstruktur ist ebenfalls relativ einfach Herstellbar, beispielsweise im Rahmen des vorstehend erläuterten ein- oder zweistufigen Herstellverfahrens, sodass das gegenständliche Geberrad kostengünstig und in großen Stückzahlen realisierbar ist.It is expediently provided that the connection structure is equipped, is realized or has the same as a mounting arrangement made of electrically conductive material, in particular metallic material with a low magnetic permeability such as stainless steel, aluminum, copper, steel and alloys of the aforementioned materials, which has a relative to the central axis concentric central body with a through hole and mounting webs extending radially with respect to the central axis, which are arranged one after the other at a distance from one another in the circumferential direction around the central axis, integrally on the central body and integrally on the second ring segment webs. The central body and the mounting webs are expediently made from electrically conductive material, in particular from metallic material such as stainless steel, aluminum, copper, steel and alloys of the aforementioned materials. Furthermore, it can be provided that the sensor wheel is fixed to the rotor shaft in a rotationally and tensile manner using the central body by force and/or positive locking. A corresponding fixation using the central body can be achieved using a fastening screw and, if necessary, at least supported by gluing or overmolding. The connection structure proposed here is also relatively easy to manufacture, for example within the framework of the one- or two-stage manufacturing process explained above, so that the sensor wheel in question can be produced inexpensively and in large quantities.
Weiter zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Zentralkörper zumindest eines der nachfolgenden Merkmale aufweist:
- - er ist von einem Flachring mit Durchgangsloch gebildet, wobei die Montagestege an einem bezüglich der Mittenachse nach radial außen orientierten Außenrand des Flachrings integral angeordnet sind,
- - er ist alternativ von topfförmiger Gestalt und weist einen kreisförmigen Topfboden mit einem zentrischen Durchgangsloch, in das eine Befestigungsschraube zum Befestigen des Geberrads an der Rotorwelle einsetzbar ist, und einen vom Topfboden wegragenden, den Topfboden einfassenden Topfmantel auf, wobei die Montagestege an einem bezüglich dem Topfboden abgewandten Rand des Topfmantels integral angeordnet sind,
- - er ist als Tiefzieh-Bauteil realisiert.
- - It is formed by a flat ring with a through hole, the mounting webs being integrally arranged on an outer edge of the flat ring which is oriented radially outwards with respect to the central axis,
- - Alternatively, it is cup-shaped and has a circular pot base with a central through hole into which a fastening screw for fastening the encoder wheel to the rotor shaft can be inserted, and a pot jacket that projects away from the pot base and encloses the pot base, with the mounting webs on a relative to the The edge of the pot jacket facing away from the bottom of the pot is arranged integrally,
- - It is realized as a deep-drawn component.
Als Befestigungsschraube kommt insbesondere eine Befestigungsschraube mit metrischem ISO-Gewinde in Betracht, die einen Nenndurchmesser von kleiner gleich M6 besitzt. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Befestigung des Geberrads an der Rotorwelle erfolgen.A fastening screw with a metric ISO thread that has a nominal diameter of less than or equal to M6 is particularly suitable as a fastening screw. This allows the sensor wheel to be attached to the rotor shaft in a simple and cost-effective manner.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Montagestege jeweils zumindest eine Einschnürung aufweisen. Diese Einschnürungen können durch Einbuchtungen, d.h. Ausnehmungen, an den Montagestegen realisiert sein. Im Bereich der Einschnürung ist insbesondere eine Stegdicke und/oder eine senkrecht auf der Stegdicke stehende Stegbreite eines jeweiligen Montagestegs gegenüber einer ansonsten vorhandenen Stegbreite und/oder Stegdicke eines jeweiligen Montagestegs reduziert. Es ist vorstellbar, dass die Einschnürungen sich parallel zur Mittenachse oder in Umfangsrichtung entlang der jeweiligen Montagesteg erstrecken. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Einschnürungen im Rahmen der Herstellung des Geberrads beim oben diskutierten Stanzschritt erzeugt werden, wodurch sich die Einschnürungen günstig erzeugen lassen. Alternativ können die Einschnürungen durch einen zusätzlichen Stanzschritt oder im Rahmen einer mechanischen Nachbearbeitung des Geberrads erzeugt werden. Weiterhin ist zumindest denkbar, dass das Geberrad zumindest im Bereich der Einschnürungen eine Versteifungsstruktur aufweist, die durch zumindest abschnittsweises Umspritzen der Einschnürungen realisiert ist. Durch entsprechende Einschnürungen wird an den Montagestegen eine lokale Erhöhung des elektrischen Widerstands erreicht. Das hat insbesondere den Vorteil, dass lediglich kleine oder bevorzugt keine Ströme, insbesondere Wirbelströme, zur Rotorwelle abfließen und dadurch insbesondere Wirbelstromverluste deutlich reduziert werden können. Dadurch sind die elektromagnetischen Eigenschaften des Geberrads verbessert. Es ist auch möglich, um die elektromagnetischen Eigenschaften des Geberrads noch weiter zu verbessern, dass die ersten Ringsegmentstege und/oder die zweiten Ringsegmentstege und/oder die Verbindungstege und/oder die Anbindungsstruktur des Geberrads mit solchen Einschnürungen ausgerüstet sind.It is expediently provided that the mounting bars each have at least one constriction. These constrictions can be realized by indentations, i.e. recesses, on the mounting bars. In the area of the constriction, in particular a web thickness and/or a web width of a respective mounting web that is perpendicular to the web thickness is reduced compared to an otherwise existing web width and/or web thickness of a respective mounting web. It is conceivable that the constrictions extend parallel to the center axis or in the circumferential direction along the respective mounting web. It is also conceivable that the constrictions are produced as part of the production of the encoder wheel in the punching step discussed above, whereby the constrictions can be produced cheaply. Alternatively, the constrictions can be created by an additional punching step or as part of mechanical post-processing of the encoder wheel. Furthermore, it is at least conceivable that the sensor wheel has a stiffening structure, at least in the area of the constrictions, which is realized by at least partially overmolding the constrictions. A local increase in the electrical resistance is achieved on the mounting bars through appropriate constrictions. This has the particular advantage that only small or preferably no currents, in particular eddy currents, flow to the rotor shaft and thereby, in particular, eddy current losses can be significantly reduced. This improves the electromagnetic properties of the sensor wheel. In order to further improve the electromagnetic properties of the sensor wheel, it is also possible for the first ring segment webs and/or the second ring segment webs and/or the connecting webs and/or the connection structure of the sensor wheel to be equipped with such constrictions.
Die Einschnürungen, insbesondere die der Montagestege, sind exemplarisch jeweils durch eine Einbuchtung oder durch zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Einbuchtungen, d.h. Ausnehmungen, realisiert. Diese Einbuchtungen können, wenn man parallel zur Mittenachse auf das Geberrad blickt, jeweils insbesondere eine kreis- oder ovalförmige oder eckige Kontur besitzen. Die Einschnürungen können eine Breite aufweisen, sodass die Restbreite des betreffenden Steges beispielsweise 20% bis 80% und bevorzugt 30% bis 70% der Stegbreite beträgt.The constrictions, in particular those of the mounting webs, are each realized, for example, by an indentation or by two indentations, i.e. recesses, opposite one another in the circumferential direction. If you look at the sensor wheel parallel to the center axis, these indentations can each have a circular or oval or angular contour. The constrictions can have a width so that the remaining width of the relevant web is, for example, 20% to 80% and preferably 30% to 70% of the web width.
Weiterhin können die Montagestege zumindest eines der nachfolgenden Merkmale aufweisen:
- - sie liegen zusammen mit den ersten Ringsegmentstegen, den zweiten Ringsegmentstegen und den Verbindungstegen in einer gemeinsamen Ebene,
- - sie sind durch Stanzen realisiert,
- - sie weisen dieselbe Stegbreite und Stegdicke wie die ersten Ringsegmentstege, die zweiten Ringsegmentstege und die Verbindungstege auf,
- - sie weisen eine senkrecht auf der gemeinsamen Ebene stehende Stegdicke im Bereich von 0,
5mm bis 1,5mm, bevorzugt 0,5mm bis 1,0mm und weiter bevorzugt 0,5mm bis 0,8mm auf, - - sie weisen eine senkrecht auf der Stegdicke stehende Stegbreite
im Bereich von 1,0mm bis 3,0mm,bevorzugt 1,0mm bis 2,0mm und weiter bevorzugt 1,0mm bis 1,5mm auf.
- - They lie together with the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs in a common plane,
- - they are realized by punching,
- - they have the same web width and web thickness as the first ring segment webs, the second ring segment webs and the connecting webs,
- - They have a web thickness perpendicular to the common plane in the range of 0.5mm to 1.5mm, preferably 0.5mm to 1.0mm and more preferably 0.5mm to 0.8mm,
- - They have a web width perpendicular to the web thickness in the range from 1.0mm to 3.0mm, preferably 1.0mm to 2.0mm and more preferably 1.0mm to 1.5mm.
Dadurch sind bevorzugte Merkmale für die Montagestege angegeben, durch die eine optimale Anbindungsstruktur des Geberrads an die Rotorwelle unterstützen.This provides preferred features for the mounting webs, which support an optimal connection structure of the sensor wheel to the rotor shaft.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Geberrad eine Versteifungsstruktur aufweist, die durch zumindest abschnittsweises Umspritzen der ersten Ringsegmentstege und/oder der zweiten Ringsegmentstege und/oder der Verbindungstege realisiert ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass zusätzlich auch die vorstehend beschriebenen Montagestege und/oder das Zentralkörper mit einer solchen Versteifungsstruktur ausgerüstet sind, die durch zumindest abschnittsweises Umspritzen der Montagestege und/oder des Zentralkörpers erzeugt ist. Die Versteifungsstruktur kann zweckmäßigerweise lediglich an einem bezüglich der Mittenachse nach radial außen orientierten Außenrand der ersten Ringsegmentstege durch zumindest abschnittsweises Umspritzen derselben realisiert sein. Es kann sich insbesondere um eine Umspritzung aus Kunststoff handeln. Es kann weiterhin auch vorgesehen sein, dass die Versteifungsstruktur dadurch realisiert ist, dass die ersten Ringsegmentstege und/oder der zweiten Ringsegmentstege und/oder der Verbindungstege und/oder der Montagestege beidseitig umspritzt sind.It is expediently provided that the sensor wheel has a stiffening structure which is realized by at least partially encapsulating the first ring segment webs and/or the second ring segment webs and/or the connecting webs. In particular, it can be provided that the above-described mounting webs and/or the central body are additionally equipped with such a stiffening structure, which is achieved by at least sectional encapsulation the mounting webs and/or the central body is generated. The stiffening structure can expediently only be implemented on an outer edge of the first ring segment webs that is oriented radially outwards with respect to the central axis by at least partially encapsulating the same. In particular, it can be an overmolding made of plastic. It can also be provided that the stiffening structure is realized in that the first ring segment webs and/or the second ring segment webs and/or the connecting webs and/or the mounting webs are encapsulated on both sides.
Weiter zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass jeder erste Ringsegmentsteg und die beiden mit ihm verbundenen Verbindungsstege einen Flügel bilden oder beschreiben, wobei das Geberrad zwei, drei, vier oder mehr solcher Flügel aufweist. Die Anzahl der Flügel kann in Abhängigkeit einer Anzahl von Polen eines die besagte Rotorwelle antreibenden Elektromotors bestimmt sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Flügeln jeweils Lücken gebildet sind. Diese Lücken können jeweils zwischen den die jeweilige Lücke umfangsseitig begrenzenden Verbindungsstegen Kreisausschnittflächen beschreiben, die eine Bogenlänge aufweisen, die größer, bevorzugt kleiner oder gleich groß, ist, wie eine Bogenlänge eines ersten Ringsegmentsteges.It is further expediently provided that each first ring segment web and the two connecting webs connected to it form or describe a wing, the sensor wheel having two, three, four or more such wings. The number of blades can be determined depending on a number of poles of an electric motor driving said rotor shaft. Furthermore, it can be provided that gaps are formed between two wings adjacent in the circumferential direction. These gaps can each describe circular cut-out surfaces between the connecting webs delimiting the respective gap on the circumference, which have an arc length that is larger, preferably smaller or the same size, as an arc length of a first ring segment web.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein induktiver Drehwinkelsensor vorgesehen, der sich durch die nachfolgenden Komponenten auszeichnet: ein Geberrad nach der vorhergehenden Beschreibung, das auf einer Rotorwelle montiert oder montierbar ist, eine Platine mit einer Recheneinrichtung, eine Sendespule zum Bereitstellen eines elektromagnetischen Erregerfeldes und zumindest eine Empfängerspule zum Empfangen eines elektromagnetischen Superpositionsfeldes, das durch Superposition des bereitgestellten Erregerfeldes mit einem Geberradfeld, welches durch einen durch das bereitgestellte Erregerfeld in dem Geberrad induzierten Wirbelstrom am Geberrad erzeugt ist, bereitgestellt ist, wobei anhand der Recheneinrichtung, dem bereitgestellten Erregerfeld und dem empfangenen Superpositionsfeld eine Rotationseigenschaft der Rotorwelle ermittelbar ist. Bei der Platine kann es sich insbesondere um eine gedruckte Platine handeln, die im englischen als „Printed Circuit Board“ oder PCB-Platine bekannt ist. Weiterhin kann die Sendespule durch eine sinusförmige Sendespule und/oder die zumindest eine Empfängerspule durch eine sinusförmige Empfängerspule realisiert sein. Dadurch ist insgesamt ein vorteilhafter induktiver Drehwinkelsensor angegeben, anhand dem Rotationseigenschaft einer Rotorwelle, beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit, eine Winkelposition oder eine Änderung der Winkelposition, erfasst werden können.According to a further idea of the invention, an inductive rotation angle sensor is provided, which is characterized by the following components: a sensor wheel according to the previous description, which is mounted or can be mounted on a rotor shaft, a circuit board with a computing device, a transmitter coil for providing an electromagnetic excitation field and at least one receiver coil for receiving an electromagnetic superposition field, which is provided by superposition of the provided excitation field with a sensor wheel field which is generated on the sensor wheel by an eddy current induced by the provided excitation field in the sensor wheel, based on the computing device, the provided excitation field and the received Superposition field a rotation property of the rotor shaft can be determined. The circuit board can in particular be a printed circuit board, which is known in English as a “printed circuit board” or PCB board. Furthermore, the transmitter coil can be implemented by a sinusoidal transmitter coil and/or the at least one receiver coil can be implemented by a sinusoidal receiver coil. This overall provides an advantageous inductive rotation angle sensor, which can be used to detect the rotation properties of a rotor shaft, for example a rotational speed, an angular position or a change in the angular position.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist außerdem ein System vorgesehen, das zumindest einen induktiven Drehwinkelsensor gemäß der vorstehend beschriebenen Art und eine Rotorwelle besitzt, die mit dem Geberrad des zumindest einen induktiven Drehwinkelsensor ausgerüstet ist.According to a further idea of the invention, a system is also provided which has at least one inductive rotation angle sensor according to the type described above and a rotor shaft which is equipped with the sensor wheel of the at least one inductive rotation angle sensor.
Weiterhin kann bei dem vorstehend beschriebenen induktiven Drehwinkelsensor vorgesehen sein, dass die Sendespule den ersten Ringsegmentstegen (Außenring) des Geberrads und die zumindest eine Empfangsspule den zweiten Ringsegmentstegen (Innenring) des Geberrads gegenüberliegt. Dadurch wird im Betrieb des induktiven Drehwinkelsensors an den ersten Ringsegmentstegen (Außenring) des Geberrads ein Wirbelstrom induziert, der aufgrund der Gestaltung des Geberrads von den ersten Ringsegmentstegen (Außenring) des Geberrads über die Verbindungsstege zu den zweiten Ringsegmentstegen (Innenring) des Geberrads geführt wird, d.h. der Wirbelstrom wird von radial außen nach radial innen geführt. Das hat den vorteilhaften Effekt, dass die zumindest eine Empfängerspule ein an den zweiten Ringsegmentstegen (Innenring) des Geberrads durch den Wirbelstrom ausgebildetes magnetisches Feld besonders gut empfangen kann, sodass insgesamt gute Übertragungseigenschaften realisiert sind.Furthermore, in the inductive rotation angle sensor described above, it can be provided that the transmitting coil is opposite the first ring segment webs (outer ring) of the transmitter wheel and the at least one receiving coil is opposite the second ring segment webs (inner ring) of the transmitter wheel. As a result, during operation of the inductive rotation angle sensor, an eddy current is induced on the first ring segment webs (outer ring) of the sensor wheel, which, due to the design of the sensor wheel, is guided from the first ring segment webs (outer ring) of the sensor wheel via the connecting webs to the second ring segment webs (inner ring) of the sensor wheel, i.e. the eddy current is guided from radially outside to radially inside. This has the advantageous effect that the at least one receiver coil can particularly well receive a magnetic field formed on the second ring segment webs (inner ring) of the sensor wheel by the eddy current, so that overall good transmission properties are achieved.
Weiterhin kann man sich vorstellen, dass das Geberrad bzw. die Rotorwelle mit relativ hoher Drehzahl dreht, insbesondere mit einer maximalen Drehzahl von bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt bis zu 25.000 Umdrehungen pro Minute und weiter bevorzugt 20.000 Umdrehungen pro Minute. Furthermore, one can imagine that the sensor wheel or the rotor shaft rotates at a relatively high speed, in particular with a maximum speed of up to 30,000 revolutions per minute, preferably up to 25,000 revolutions per minute and more preferably 20,000 revolutions per minute.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise ein Geberrad für einen induktiven Drehwinkelsensor aufweisend Ringsegmentstege, Verbindungsstege und eine Anbindungsstruktur zum Befestigen des Geberrads an einer Rotorwelle, wobei erste Ringsegmentstege dieser Ringsegmentstege auf einem bezüglich einer Mittenachse konzentrischen Außenkreis liegend in einer Umfangsrichtung um die Mittenachse aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei zweite Ringsegmentstege dieser Ringsegmentstege auf einem bezüglich der Mittenachse konzentrischen Innenkreis liegend in Umfangsrichtung um die Mittenachse aufeinanderfolgend und bezüglich den ersten Ringsegmentstegen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind und wobei jeweils zwei solche Verbindungsstege einen ersten Ringsegmentsteg mit in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Ringsegmentstegen verbinden. Die Erfindung betrifft insbesondere einen induktiven Drehwinkelsensor mit einem solchen Geberrad sowie ein System mit einem induktiven Drehwinkelsensor.In summary, the present invention preferably relates to a sensor wheel for an inductive rotation angle sensor having ring segment webs, connecting webs and a connection structure for fastening the sensor wheel to a rotor shaft, with first ring segment webs of these ring segment webs lying on an outer circle concentric with respect to a central axis in succession in a circumferential direction around the central axis are arranged, wherein second ring segment webs of these ring segment webs are arranged on an inner circle concentric with respect to the central axis, lying one after the other in the circumferential direction around the central axis and offset in the circumferential direction with respect to the first ring segment webs, and in each case two such connecting webs connect a first ring segment web with second ring segment webs adjacent in the circumferential direction. The invention relates in particular to: special an inductive rotation angle sensor with such a sensor wheel and a system with an inductive rotation angle sensor.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.
Es zeigen, jeweils schematisch
-
1 ein erfindungsgemäßes Geberrad gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Draufsicht, -
2 ein Geberrad gemäß einer weiteren Ausführungsform, ebenfalls in einer Draufsicht, -
3 ein Geberrad gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht, -
4 das Geberrad aus 3 in einer Draufsicht gemäß einem in3 eingetragenen Pfeil IV, -
5 ein Geberrad gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht und zuletzt -
6 ein Geberrad gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht.
-
1 a sensor wheel according to the invention according to a first embodiment in a top view, -
2 a sensor wheel according to a further embodiment, also in a top view, -
3 a sensor wheel according to a further embodiment in a perspective view, -
4 the sensor wheel off3 in a top view according to an in3 registered arrow IV, -
5 a sensor wheel according to a further embodiment in a perspective view and last -
6 a sensor wheel according to a further embodiment in a perspective view.
Die
Zur Überwindung dieser Nachteile weist das erfindungsgemäße, feingliedrig und leichtgewichtig gestaltete Geberrad 1 für einen induktiven Drehwinkelsensor 2 mehrere kreisförmig gebogene Ringsegmentstege 3, 4 und gerade Verbindungsstege 5 auf. Die Ringsegmentstege 3, 4 und die Verbindungsstege 5 sind integral und aus elektrisch leitfähigen Material, insbesondere metallischem Material Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Stahl sowie Legierungen der vorgenannten Werkstoffe, bereitgestellt. Erste Ringsegmentstege 3 dieser Ringsegmentstege 3, 4 sind auf einem bezüglich einer Mittenachse 6 des Geberrads 1 konzentrischen, einen Durchmesser 8 aufweisenden ersten, lediglich in
Um das Geberrad 1 relativ leichtgewichtig und gleichzeitig mit optimalen elektromagnetischen Eigenschaften bereitstellen zu können, besitzt das Geberrad 1 eine Flachgestalt, wobei die ersten Ringsegmentstege 3, die zweiten Ringsegmentstege 4 und die Verbindungstege 5 durch Flachkörper realisiert sind. Es handelt sich zweckmäßigerweise um eine metallische Platte oder eine Metallfolie. Jedenfalls liegen die ersten Ringsegmentstege 3, die zweiten Ringsegmentstege 4 und die Verbindungstege 5 in einer gemeinsamen, in
Gemäß der in
Gemäß der in
Die in
Die in den
Die vorliegend in den
Die in
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 103684134 A [0003]CN 103684134 A [0003]
Claims (15)
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |