【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种扭矩传感器设备，用于检测施加到轴的扭矩，特别是用于检测施加到机动车辆的转向轴的扭矩，其中扭矩传感器设备具有磁性布置、定子布置、磁通引导件布置和包括至少一个磁性传感器的磁性传感器布置，其中磁性布置被配置为产生至少一个磁场，其中磁通引导件布置具有至少一个第一磁通引导件和第二磁通引导件，并且第一磁通引导件和第二磁通引导件各自具有至少一个传递表面，其中第一磁通引导件的至少一个传递表面和第二磁通引导件的至少一个传递表面彼此相对，使得它们在它们之间形成轴向间隙，磁性传感器布置的至少一个磁性传感器可以布置在轴向间隙中，其中，由于施加扭矩，磁性布置和定子布置可围绕扭矩传感器设备的中心轴线在周向方向上相对于彼此移动，使得磁性布置和定子布置之间在周向方向上的相对移动使得能够在定子布置中产生磁通量。此外，本专利技术涉及一种用于至少部分地组装这种扭矩传感器设备的方法。
技术介绍
1、通用类型的扭矩传感器设备，特别是用于机动车辆的转向轴的扭矩传感器设备，基本上从现有技术中已知，例如从de 10 201 3 006 379a1或ep 1269 133b1中已知。
2、这种类型的扭矩传感器设备例如用于电动转向系统中，以便基于由驾驶员施加的转向扭矩来启动转向系统的电动驱动电机，例如以便提供相应的转向辅助。
3、通常，为此目的，扭矩传感器设备与轴向分开的轴和具有限定的已知扭转刚度的扭力杆结合使用，其中扭力杆将轴向分开的轴的第一部分连接到轴向分开的轴的第二部分。
4、如果向轴施加扭矩，则这导致轴的两个部分相对于
5、已知用于测量由施加的扭矩引起的扭转角的各种测量原理和传感器设备，其中非常频繁地使用磁性传感器布置或系统，其中具有至少一个磁性元件的磁性布置(通常具有永磁体形式的环绕环形磁体)连接到转向轴的第一部分以与其一起旋转，并且具有一个或多个导磁定子的定子布置连接到轴的第二部分以与其一起旋转。其中定子布置通常在径向方向上围绕磁性布置、特别是磁性元件同心地布置，其间具有小的气隙。借助于磁性布置产生的磁场的磁通量可以经由定子布置传导到具有至少一个磁性传感器(例如霍尔传感器)的磁性传感器布置并进行评估，定子布置通常包括两个单独的定子，在每种情况下具有环形盘形状的区域。
6、如果连接到轴的第一部分以与其一起旋转的磁性布置(特别是所述磁性布置的磁性元件)通过轴相对于连接到轴的第二部分的定子布置的旋转移动而移动，则定子布置中(特别是单独的定子中)的磁通密度改变，这可以通过磁性传感器布置检测。定子布置中的磁通密度的变化在此尤其取决于磁性布置、特别是相应磁性元件相对于定子布置、特别是相对于各个定子的相对移动的大小，也就是说取决于扭转角。因此，可以从检测到的通量密度的变化得出关于扭转角的结论，并且继而从扭转角，利用扭力杆的扭转刚度的知识，可以确定施加到轴的扭矩。
7、由扭矩传感器设备的磁性布置产生的磁场与另一磁场的叠加，对于传感器设备的磁场，另一磁场构成磁干扰场，例如与另一传感器设备的磁场或与存在于扭矩传感器设备的周围环境中的磁场，例如与位于附近的电机的磁场，例如电动机或发电机的磁场，或高电流线的磁场，可能导致传递到磁性传感器设备的通量的不期望的影响，特别是由另一磁场引起的传递通量密度的变化，导致传感器信号是错误的但似乎合理的，因此不会被识别为不正确的，并因此导致错误的扭矩值。
8、从现有技术中已知用于降低上述通用类型的扭矩传感器设备对干扰的灵敏度的各种措施。
9、例如，wo 2020/174170 a1和wo 2020/174171 a1在每种情况下公开了位置传感器，特别是用于检测转向柱的扭转的位置传感器，利用位置传感器，旨在通过磁通引导件的特殊配置来实现磁干扰影响的减少，其中所描述的位置传感器各自包括转子结构、定子布置和收集器结构，其中收集器结构具有限定至少一个气隙的两个磁通引导件，在至少一个气隙中布置有至少一个磁敏元件，磁通引导件和它们之间的气隙限定了磁导率，而不管定子布置相对于收集器结构的相对径向位置和角位置，并且其中磁通引导件各自包括角收集器扇区，并且每个磁通引导件具有至少一个主收集区，主收集区由具有至少一个副收集区的至少一个延伸部延续，副收集区终止于平坦延伸部或形成气隙的两个极的极靴，并且气隙的横向中心平面与至少一个延伸部相交。
10、申请人的ep 20192858.7(在申请时尚未公开)还公开了一种用于检测施加到轴的扭矩的扭矩传感器设备，扭矩传感器设备包括磁性布置、定子布置和磁通引导件布置，其中，磁通引导件布置具有第一磁通引导件和第二磁通引导件，并且第一磁通引导件和第二磁通引导件各自具有第一收集表面并且各自具有至少一个传递表面，其中，第二磁通引导件还具有第二收集表面，第二收集表面导磁地耦合到第二磁通引导件的至少一个传递表面，其中，第一磁通引导件和第二磁通引导件各自相对于彼此配置和布置为使得如果扭矩传感器设备被干扰磁场包围，则产生第一干扰通量分量，以及第二磁通量的第二干扰通量分量，第一干扰通量分量至少部分地集中在第一磁通引导件的第一收集表面中并经由第一磁通引导件的至少一个传递表面传递到磁性传感器，第二干扰通量分量至少部分地集中在第二磁通引导件的第二收集表面中并经由第二磁通引导件的至少一个传递表面传递到磁性传感器，第二干扰通量分量至少部分地彼此抵消。
11、为了获得高的传感器精度，在安装扭矩传感器设备时应当避免对各个部件的损坏，特别是对磁通引导件的损坏，例如弯曲等。此外，为了实现高的传感器精度，如果在安装期间可以可靠地实现各个部件(特别是磁通引导件)相对于彼此或相对于磁性传感器的精确定位和/或对准，则是有利的。这通常使得上述扭矩传感器设备的安装昂贵或笨拙。特别地，安装具有附加收集表面的磁通引导件的扭矩传感器设备(诸如例如从wo 2020/174170a1和wo 2020/174171a1以及ep 20192858.7中已知的那些)通常是一个挑战。
12、为了简单地安装所讨论类型的扭矩传感器设备，de 10 200 5 018 286a1提出，首先将磁通引导件和磁场传感器预组装在公共支架上，然后将预组装组件与其他部件组装，特别是与定子支架、定子元件和多极磁环组装。
13、de 10 201 6 124 370a1还公开了一种用于可旋转轴的传感器设备，特别是用于机动车辆的转向轴的传感器设备，以及用于组装这种传感器设备的相应方法，其中传感器设备具有用于检测施加到轴的扭矩的扭矩传感器设备和用于检测轴的旋转角的转向角传感器设备。其中扭矩传感器设备具有用于产生磁场的至少一个磁性设备和用于取决于施加到轴的扭矩产生传感器信号的至少一个第一磁性传感器，其中转向角传感器设备具有至少一个转子和角度传感器设备，至少一个转子可连接到轴以与其一起旋转，角度传感器设备用于取决于转子的旋转角产生至少一个传感器信号，并且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，用于检测施加到轴的扭矩，特别是用于检测施加到机动车辆的转向轴的扭矩，
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第二预组装组件(11、11’)能够在垂直于所述扭矩传感器设备(10、10’)的中心轴线(Z)延伸的平面中沿切向方向或在垂直于所述扭矩传感器设备(10”、10”’)的中心轴线(Z)延伸的平面中沿切向方向推动或插入到所述第一壳体部件(13)上，或者能够至少部分地与所述第一壳体部件(13)一起推动或插入。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第二壳体部件(13)至少在底侧上或在底侧和一侧上至少部分地敞开。
4.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第一壳体部件(13)和/或所述第二壳体部件(18、18’)具有器件(28)，所述器件(28)用于使所述两个壳体部件(13；18、18’)相对于彼此对准和/或用于在所述两个壳体部件
5.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述磁性传感器布置还包括印刷电路板(15、15’)，
6.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器设备(10’、10”’)，其特征在于，能够取决于施加到所述扭矩传感器设备(10’、10”’)的扭矩在所述定子布置(21、22、23、31、32)中产生工作磁通，并且此外，能够取决于所述扭矩传感器设备(10’、10”’)周围的干扰磁场产生第一磁干扰通量，
7.一种用于至少部分地组装扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)的方法，所述扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)用于检测围绕轴的旋转轴线施加到所述轴的扭矩，优选地用于至少部分地组装用于检测施加到机动车辆的转向轴的扭矩的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)的方法，特别是用于至少部分地组装根据权利要求1至6中任一项所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)的方法，
8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤b)中的所述第二组件(11、11’、11”、11”’)的预组装通过以下方式进行：
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中步骤c)中的组装通过以下方式进行：
10.根据权利要求9所述的方法，
11.根据权利要求10所述的方法，其中
12.根据权利要求7或8所述的方法，其中步骤c)中的组装通过以下方式进行：
13.根据权利要求12所述的方法，
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中
15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，用于检测施加到轴的扭矩，特别是用于检测施加到机动车辆的转向轴的扭矩，
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第二预组装组件(11、11’)能够在垂直于所述扭矩传感器设备(10、10’)的中心轴线(z)延伸的平面中沿切向方向或在垂直于所述扭矩传感器设备(10”、10”’)的中心轴线(z)延伸的平面中沿切向方向推动或插入到所述第一壳体部件(13)上，或者能够至少部分地与所述第一壳体部件(13)一起推动或插入。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第二壳体部件(13)至少在底侧上或在底侧和一侧上至少部分地敞开。
4.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述第一壳体部件(13)和/或所述第二壳体部件(18、18’)具有器件(28)，所述器件(28)用于使所述两个壳体部件(13；18、18’)相对于彼此对准和/或用于在所述两个壳体部件被推动、插入时或在所述两个壳体部件至少部分地被推动或插入在一起时引导所述两个壳体部件和/或用于使所述两个壳体部件对准。
5.根据前述权利要求中任一项所述的扭矩传感器设备(10、10’、10”、10”’)，其特征在于，所述磁性传感器布置还包括印刷电路板(15、15’)，
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【专利技术属性】
技术研发人员：E·弗勒利希，R·舍侯佩，D·尼登，D·拉丘，E·巴拉兹，M·霍瓦特，
申请(专利权)人：法雷奥开关和传感器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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