Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ROTARY ANGLE SENSOR FOR DETERMINING A ROTARY ANGLE AND/OR A TORQUE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/140006
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a rotary angle sensor (2) for determining a rotary angle and/or a torque, comprising a housing (4) and a rotor (12) which is arranged on the housing (4) so as to be rotatable about a rotational axis (10), wherein the rotor (12) has a rotor assembly (16) with a rotor latching device (18), and wherein the rotor (12) and the housing (4) are connected to one another by means of the rotor latching device (18), and said connection is secured by means of a securing ring (20), wherein, to this end, the securing ring (20) can be transferred in the axial direction along the rotational axis (10) into a securing position, characterized in that the securing ring (20) is an integral constituent part of the rotor assembly (16) and has at least one securing element (22), by way of which the securing ring (20) secures the connection of the rotor (12) and the housing (4), and wherein the securing ring (20) and the rotor latching device (18) have latching elements (24, 26) which correspond in each case to one another, and the rotor assembly (16) has axial position securing elements (28, 30), and wherein the latching elements (24, 26) interact in such a way that the securing ring (20) is fixed in the axial direction along the rotational axis (10) relative to the rotor (12), and wherein the axial position securing elements (28, 30) interact in such a way that the rotor (12) is fixed on the housing (4) substantially without play in the axial direction along the rotational axis (10).

Inventors:
HOPPE STEFFEN (DE)
OBERSTE-FRIELINGHAUS HOLGER (DE)
PANKOKE MARTIN (DE)
WIRRIES ECKART (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/087049
Publication Date:
July 15, 2021
Filing Date:
December 18, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
B62D1/00; G01D5/244; G01D11/24; G01L1/00; G01L5/22
Foreign References:
DE102012105963A12014-05-08
DE102012105966A12014-05-08
DE102012021137A12014-04-30
DE102009045435A12011-04-14
DE102012105963A12014-05-08
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Drehwinkelsensor (2) zur Bestimmung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments, umfassend ein Gehäuse (4), einen an dem Gehäuse (4) um eine Drehachse (10) drehbar angeordneten Rotor (12) und eine Leiterplatte (14) mit mindestens einem zu dem Rotor (12) korrespondierenden Stator, wobei der Rotor (12) eine Rotorbaugruppe (16) mit einer Rotorrastvorrich tung (18) aufweist, und wobei der Rotor (12) und das Gehäuse (4) mittels der Rotorrastvorrichtung (18) in einer Montagelage des Rotors (12) miteinan der verbunden sind und diese Verbindung mittels eines Sicherungsrings (20) gesichert ist, wobei der Sicherungsring (20) dazu in axialer Richtung entlang der Drehachse (10) in eine Sicherungslage überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (20) integraler Bestandteil der Rotorbaugruppe (16) ist und mindestens ein Sicherungselement (22) aufweist, mit dem der Siche rungsring (20) in dessen Sicherungslage die Verbindung von Rotor (12) und Gehäuse (4) sichert, und wobei der Sicherungsring (20) und die Rotorrast vorrichtung (18) jeweils zueinander korrespondierende Rastelemente (24,

26) und die Rotorbaugruppe (16) axiale Lagesicherungselemente (28, 30) aufweisen, und wobei die Rastelemente (24, 26) in der Sicherungslage des Sicherungsrings (20) derart Zusammenwirken, dass der Sicherungsring (20) in axialer Richtung entlang der Drehachse (10) relativ zu dem Rotor (12) festgelegt ist, und wobei die axialen Lagesicherungselemente (28, 30) in der Sicherungslage des Sicherungsrings (20) derart Zusammenwirken, dass der Rotor (12) in axialer Richtung entlang der Drehachse (10) an dem Gehäuse (4) im Wesentlichen spielfrei festgelegt ist.

2. Drehwinkelsensor (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) eine zu der Rotorrastvorrichtung (18) des Rotors (12) korrespondierende Gehäuserastvorrichtung (34) aufweist, wobei der Rotor (12) und das Gehäuse (4) mittels der Rotorrastvorrichtung (18) und der Ge häuserastvorrichtung (34) in der Montagelage des Rotors (12) miteinander verrastet sind und diese Verrastung mittels des Sicherungsrings (20) gesi chert ist, und wobei der Sicherungsring (20) mit dem Sicherungselement (22) in der Sicherungslage die Rotorrastvorrichtung (18) derart hintergreift, dass die Verrastung von Rotor (12) und Gehäuse (4) gesichert ist.

3. Drehwinkelsensor (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (20) und die Rotorrastvorrichtung (18) zueinander korrespondierende Drehmomentübertragungsmittel aufweisen, wobei die Drehmomentübertragungsmittel derart ausgebildet sind, dass ein Drehmo ment um die Drehachse (10) mittels der Drehmomentübertragungsmittel übertragbar ist.

4. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und/oder der Sicherungsring (20) mit dem Rotor (12) einstückig ausgebildet sind/ist.

5. Drehwinkelsensor (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und/oder der Sicherungsring (20) als ein Kunststoffteil ausgebildet sind/ist, wobei die Rotorrastvorrichtung (18) oder der Sicherungsring (20) den Rotor (12) derart umschließt, dass in der Monta gelage des Rotors (12) zum einen der Stator vor einem direkten Kontakt mit dem Rotor (12) geschützt ist und zum anderen eine Sichtkontrolle der Lage des Rotors (12) ermöglicht ist.

6. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18), der Sicherungsring (20) und das Ge häuse (4) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass die Verbin dung des Rotors (12) mit dem Gehäuse (4) in der Montagelage des Rotors (12) mittels einer Sichtkontrolle überprüfbar ist.

7. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und/oder der Sicherungsring (20) derart ausgebildet sind/ist, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und/oder der Siche rungsring (20) in einem Spritzgussprozess ohne den Einsatz von Schiebern herstellbar sind/ist.

8. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und der Sicherungsring (20) zueinander korrespondierende Justiermittel (40, 42) zur automatischen Ausrichtung des Sicherungsrings (20) relativ zu der Rotorrastvorrichtung (18) bei dessen Überführung in dessen Sicherungslage aufweisen.

9. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorrastvorrichtung (18) und/oder der Sicherungsring mit einem Schmiermittel gefüllte Schmiermitteldepots (44) aufweisen/aufweist, die der art angeordnet sind, dass eine Bewegung des Rotors (12) relativ zu dem Ge häuse (4) befördert ist.

10. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente (24) des Sicherungsrings (20) als Rasthaken, die Rastelemente (26) der Rotorrastvorrichtung (18) als Rastöffnungen und die axialen Lagesicherungselemente (28, 30) der Rotorbaugruppe (16) als an der Rotorrastvorrichtung (18) und an dem Sicherungsring (20) angeordnete Vorsprünge und/oder Absätze ausgebildet sind.

11. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente (24) des Sicherungsrings (20) als Einpresselemente, die Rastelemente (26) der Rotorrastvorrichtung (18) als Einpressöffnungen und die axialen Lagesicherungselemente (28; 30) der Rotorbaugruppe (16) als an der Rotorrastvorrichtung (18) und an dem Sicherungsring (20) ange ordnete Vorsprünge und/oder Absätze ausgebildet sind.

12. Drehwinkelsensor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (20) als ein Drehwinkelbestimmungselement zur Bestimmung des Drehwinkels, bevorzugt als ein Initialzahnrad, ausgebildet ist.

Description:
Drehwinkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drehwinkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Derartige Drehwinkelsensoren sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausfüh rungsvarianten bereits bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2012 105 963 A1 einen Drehwinkelsensor zur Bestimmung einer relativen Winkelstellung bezüglich ei ner Referenzposition, umfassend ein Gehäuse, mindestens einen Rotor, der drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und eine Leiterplatte mit elektrischen und/oder elektroni schen Bauteilen sowie einem oder mehreren Statoren, entsprechend der Anzahl der Rotoren. Der bekannte Drehwinkelsensor soll unter anderem eine präzise Ausrichtung eines ersten der Rotoren zu dem Stator gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, das ein erster der Rotoren ohne Spiel mit dem Gehäuse verrastet wird, wobei ein Fe derring mit Vorspannung auf Rastarmen angeordnet ist.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehwinkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehwinkelsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sicherungsring integraler Bestand teil der Rotorbaugruppe ist und mindestens ein Sicherungselement aufweist, mit dem der Sicherungsring in dessen Sicherungslage die Verbindung von Rotor und Gehäuse sichert, und wobei der Sicherungsring und die Rotorrastvorrichtung jeweils zueinander korrespondierende Rastelemente und die Rotorbaugruppe axiale Lagesicherungsele- mente aufweisen, und wobei die Rastelemente in der Sicherungslage des Sicherungs rings derart Zusammenwirken, dass der Sicherungsring in axialer Richtung entlang der Drehachse relativ zu dem Rotor festgelegt ist, und wobei die axialen Lagesicherungs elemente in der Sicherungslage des Sicherungsrings derart Zusammenwirken, dass der Rotor in axialer Richtung entlang der Drehachse an dem Gehäuse im Wesentli chen spielfrei festgelegt ist. Der Begriff „Rastelemente“ ist hier weit auszulegen und umfasst auch Einpresselemente. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors liegt insbeson dere darin, dass der Drehwinkelsensor verbessert ist. Beispielsweise ist der erfin dungsgemäße Drehwinkelsensor auf einfachere und kostengünstigere Weise herstell bar, da ein Fügen eines als separater Federring ausgebildeten Sicherungsrings wie auch ein Verschweißen eines als Haltering ausgebildeten Sicherungsrings entfällt. Ferner gewährleistet das mindestens eine Sicherungselement des Sicherungsrings in Kombination mit den axialen Lagesicherungselementen der Rotorbaugruppe zum ei nen eine sichere Verbindung des Rotors mit dem Gehäuse und zum anderen eine im Wesentlichen spielfreie axiale Festlegung des Rotors an dem Gehäuse.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass das Gehäuse eine zu der Rotorrastvorrichtung des Rotors korrespondierende Gehäuserastvorrichtung aufweist, wobei der Rotor und das Gehäuse mittels der Ro torrastvorrichtung und der Gehäuserastvorrichtung in der Montagelage des Rotors miteinander verrastet sind und diese Verrastung mittels des Sicherungsrings gesichert ist, und wobei der Sicherungsring mit dem Sicherungselement in der Sicherungslage die Rotorrastvorrichtung derart hintergreift, dass die Verrastung von Rotor und Ge häuse gesichert ist. Hierdurch ist die Verbindung zwischen dem Rotor auf der einen Seite und dem Gehäuse auf der anderen Seite auf konstruktiv einfache und robuste Weise realisiert. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwin kelsensors sieht vor, dass der Sicherungsring und die Rotorrastvorrichtung zueinan der korrespondierende Drehmomentübertragungsmittel aufweisen, wobei die Drehmo mentübertragungsmittel derart ausgebildet sind, dass ein Drehmoment um die Dreh achse mittels der Drehmomentübertragungsmittel übertragbar ist. Auf dies Weise ist die Drehmomentübertragung zwischen der Rotorrastvorrichtung und dem Sicherungs ring, also innerhalb der Rotorbaugruppe des Rotors, sicher gewährleistet. Darüber hinaus sind dadurch die Rastelemente zur Verbindung der Rotorrastvorrichtung und dem Sicherungsring hinsichtlich deren mechanischer Beanspruchung wirksam entlas tet.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Sicherungs ring als ein separates Bauteil ausgebildet sind/ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Sicherungsring mit dem Rotor einstückig ausgebildet sind/ist. Hierdurch ist die Anzahl der Bauteile verringert und damit die Lagerhaltung und Logistik verein facht. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Si cherungsring aus Kunststoff und ein Rotor aus Metall in einem Kunststoffspritzguss prozess miteinander zu einem Stück verbunden werden. Der Rotor selbst kann dabei einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Si cherungsring als ein Kunststoffteil ausgebildet sind/ist, wobei die Rotorrastvorrichtung oder der Sicherungsring den Rotor derart umschließt, dass in der Montagelage des Rotors zum einen der Stator vor einem direkten Kontakt mit dem Rotor geschützt ist und zum anderen eine Sichtkontrolle der Lage des Rotors ermöglicht ist. Auf diese Weise ist ein wirksamer Schutz insbesondere des Stators vor einer ungewünschten Beschädigung durch den Rotor gewährleistet und gleichzeitig ist es möglich, die Lage des Rotors auf einfache Art, beispielsweise mittels einer Kamera, zu kontrollieren.

Dies ist wichtig, da beispielsweise bei induktiven Messverfahren die Ausrichtung des Rotors relativ zu dem Stator für eine qualitativ hochwertige Messung mittels des Dreh winkelsensors eine entscheidende Rolle spielt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung, der Sicherungsring und das Gehäuse derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass die Verbindung des Rotors mit dem Gehäuse in der Montagelage des Rotors mittels einer Sichtkontrolle überprüfbar ist. Für die Funktion des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors auch unter widrigen Um gebungsbedingungen, beispielsweise Vibrationen, Temperaturwechseln oder derglei chen, ist eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse erforderlich. Mittels des Drehwinkelsensors gemäß dieser Weiterbildung kann das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Verbindung zwischen dem Rotor und dem Ge häuse auf einfache Weise, beispielsweise mittels einer Kamera, kontrolliert werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwin kelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Sicherungsring derart ausgebildet sind/ist, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Sicherungsring in ei nem Spritzgussprozess ohne den Einsatz von Schiebern herstellbar sind/ist. Hier durch ist der erfindungsgemäße Drehwinkelsensor auf besonders einfache Weise und kostengünstig realisierbar.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung und der Sicherungsring zueinander korres pondierende Justiermittel zur automatischen Ausrichtung des Sicherungsrings relativ zu der Rotorrastvorrichtung bei dessen Überführung in dessen Sicherungslage auf weisen. Auf diese Weise ist die Ausrichtung des Sicherungsrings relativ zu der Rotor rastvorrichtung vereinfacht und damit eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen dem Sicherungsring auf der einen Seite und der Rotorrastvorrichtung auf der anderen Seite bei der Überführung des Sicherungsrings in dessen Sicherungslage gewährleis tet. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass die Rotorrastvorrichtung und/oder der Sicherungsring mit einem Schmiermittel gefüllte Schmiermitteldepots aufweisen/aufweist, die derart angeordnet sind, dass eine Bewegung des Rotors relativ zu dem Gehäuse befördert ist. Hierdurch ist eine verschleißarme und damit auch geräuscharme Drehung des Rotors um die Drehachse ermöglicht.

Ferner sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwin kelsensors vor, dass die Rastelemente des Sicherungsrings als Rasthaken, die Ras telemente der Rotorrastvorrichtung als Rastöffnungen und die axialen Lagesiche rungselemente der Rotorbaugruppe als an der Rotorrastvorrichtung und an dem Si cherungsring angeordnete Vorsprünge und/oder Absätze ausgebildet sind. Auf diese Weise ist zum einen eine robuste und konstruktiv einfache Verbindung des Siche rungsrings mit der Rotorrastvorrichtung und gleichzeitig eine sehr kompakte Anord nung der axialen Lagesicherungselemente realisierbar.

Eine dazu alternative vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwin kelsensors sieht vor, dass die Rastelemente des Sicherungsrings als Einpressele mente, die Rastelemente der Rotorrastvorrichtung als Einpressöffnungen und die axi alen Lagesicherungselemente der Rotorbaugruppe als an der Rotorrastvorrichtung und an dem Sicherungsring angeordnete Vorsprünge und/oder Absätze ausgebildet sind. Hierdurch ist eine sehr platzsparende Ausführungsform der Rotorbaugruppe und damit des Drehwinkelsensors ermöglicht.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors sieht vor, dass der Sicherungsring als ein Drehwinkelbestimmungselement zur Be stimmung des Drehwinkels, bevorzugt als ein Initialzahnrad, ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Funktionalität des Sicherungsrings weiter erhöht. Ferner ist dadurch die Anzahl der Bauteile und der erforderliche Platzbedarf weiter reduziert.

Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfol gend näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors in einer Explosionsdarstellung,

Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel in einer teilweisen perspektivischen Darstel lung mit Blick auf die Rotorrastvorrichtung,

Fig. 3 das erste Ausführungsbeispiel in einer teilweisen perspektivischen Darstel lung mit Blick auf den Sicherungsring und die Rotorrastvorrichtung, in einer Nichtsicherungslage des Sicherungsrings,

Fig. 4 das erste Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht, in der Montagelage des Rotors,

Fig. 5 den Schnitt B-B in der Fig. 4,

Fig. 6 das Detail C in der Fig. 5,

Fig. 7 den Schnitt A-A in der Fig. 4,

Fig. 8 das Detail D in der Fig. 7,

Fig. 9 das erste Ausführungsbeispiel in einer Unteransicht, in der Montagelage des Rotors,

Fig. 10 das Detail I in der Fig. 9,

Fig. 11 das erste Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen perspektivi schen Ansicht, in der Montagelage des Rotors,

Fig. 12 das Detail Fl in der Fig. 11 ,

Fig. 13 das erste Ausführungsbeispiel in einer Unteransicht, in der Montagelage des Rotors und ohne das Gehäuse,

Fig. 14 das erste Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht, in der Montagelage des Rotors und ohne das Gehäuse,

Fig. 15 das erste Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht, in der Montagelage des Rotors und ohne das Gehäuse,

Fig. 16 den Schnitt F-F in der Fig. 15,

Fig. 17 den Schnitt G-G in der Fig. 15,

Fig. 18 den Schnitt E-E in der Fig. 15,

Fig. 19 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwin- a bis c kelsensors in grob vereinfachten und teilweisen Darstellungen, Fig. 20 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors a bis c in grob vereinfachten und teilweisen Darstellungen und Fig. 21 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwin- a bis c kelsensors in grob vereinfachten und teilweisen Darstellungen.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors ist in den Fig. 1 bis 18 dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Der Drehwinkelsensor 2 ist hier ein induktiver Lenkwinkelsensor und zur Bestimmung eines Drehwinkels und eines Drehmoments ausgebildet und in der Fig. 1 in einer Ex plosionsdarstellung dargestellt. Der Drehwinkelsensor 2 umfasst ein Gehäuse 4 mit einem Gehäuseunterteil 6 und einem Gehäuseoberteil 8, einen an dem Gehäuse 4 um eine Drehachse 10 drehbar angeordneten Rotor 12 und eine Leiterplatte 14 mit mindestens einem zu dem Rotor 12 korrespondierenden, nicht dargestellten Stator, wobei der Rotor 12 eine Rotorbaugruppe 16 mit einer Rotorrastvorrichtung 18 auf weist, und wobei der Rotor 12 und das Gehäuse 4 mittels der Rotorrastvorrichtung 18 in einer in den Fig. 4 bis 12 dargestellten Montagelage des Rotors 12 miteinander ver bunden sind und diese Verbindung mittels eines Sicherungsrings 20 gesichert ist, wo bei der Sicherungsring 20 dazu in axialer Richtung entlang der Drehachse 10 in eine in den Fig. 4 bis 18 dargestellten Sicherungslage überführbar ist.

Der Sicherungsring 20 ist ein integraler Bestandteil der Rotorbaugruppe 16 und weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt vier Sicherungselemente 22 auf, mit denen der Sicherungsring 20 in dessen Sicherungslage die Verbindung von Rotor 12 und Gehäuse 4 sichert, wobei der Sicherungsring 20 und die Rotorrastvor richtung 18 jeweils zueinander korrespondierende Rastelemente 24, 26 und die Rotor baugruppe 16 axiale Lagesicherungselemente 28, 30 aufweisen, und wobei die Ras telemente 24, 26 in der Sicherungslage des Sicherungsrings 20 derart Zusammenwir ken, dass der Sicherungsring 20 in axialer Richtung entlang der Drehachse 10 relativ zu dem Rotor 12 festgelegt ist, und wobei die axialen Lagesicherungselemente 28, 30 in der Sicherungslage des Sicherungsrings 20 derart Zusammenwirken, dass der Ro- tor 12 in axialer Richtung entlang der Drehachse 10 an dem Gehäuse 4 im Wesentli chen spielfrei festgelegt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Ro torrastvorrichtung 18 und der Sicherungsring 20 jeweils insgesamt vier Rastelemente 24, 26 und jeweils insgesamt vier axiale Lagesicherungselemente 28, 30 auf. Die Ras telemente 24 des Sicherungsrings 20 sind als Rasthaken, die Rastelemente 26 der Rotorrastvorrichtung 18 sind als Rastöffnungen und die axialen Lagesicherungsele mente 28, 30 der Rotorbaugruppe 16 sind als an der Rotorrastvorrichtung 18 ausge bildete Absätze 30 und als an dem Sicherungsring 20 angeordnete Vorsprünge 28 ausgebildet.

Ferner weist der Drehwinkelsensor 2 einen zusätzlichen Rotor 32 auf, der auf dem Fachmann bekannte Weise ausgebildet und an dem Rest des Drehwinkelsensors 2 angeordnet ist. Die beiden Rotoren 12, 32 sind erforderlich, um neben dem Drehwin kel auch das Drehmoment einer nicht dargestellten Lenkwelle eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeugs zu bestimmen, an der der Drehwinkelsensor 2 angeord net ist. Darüber hinaus ist der Sicherungsring 20 gleichzeitig als ein Drehwinkelbe stimmungselement zur Bestimmung des Drehwinkels, nämlich als ein Initialzahnrad, ausgebildet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Zählfunktion zu realisieren, mittels der beispielsweise auch Mehrfachumdrehungen der Lenkwelle bestimmbar sind.

Zur Verbindung des Rotors 12 mit dem Gehäuse 4 weist das Gehäuse 4 eine zu der Rotorrastvorrichtung 18 des Rotors 12 korrespondierende Gehäuserastvorrichtung 34 auf, wobei der Rotor 12 und das Gehäuse 4 mittels der Rotorrastvorrichtung 18 und der Gehäuserastvorrichtung 34 in der Montagelage des Rotors 12 miteinander verras- tet sind. Die Rotorrastvorrichtung 18 weist hierfür insgesamt vier Rasthaken 36 auf, die mit einem Rastabsatz 38 der Gehäuserastvorrichtung 34 in der Montagelage des Rotors 12 in Eingriff sind. Diese Verrastung ist mittels des Sicherungsrings 20 gesi chert, wobei der Sicherungsring 20 mit den Sicherungselementen 22 in der Siche rungslage die Rotorrastvorrichtung 18 derart hintergreift, dass die Verrastung von Ro tor 12 und Gehäuse 4 gesichert ist. Ferner sind die Sicherungsmittel 22 des Sicherungsrings 20 und nicht näher darge stellte Konturen der Rotorrastvorrichtung 18 als zueinander korrespondierende Dreh momentübertragungsmittel ausgebildet, wobei die Drehmomentübertragungsmittel derart ausgebildet sind, dass ein Drehmoment um die Drehachse 10 mittels der Dreh momentübertragungsmittel übertragbar ist. Die Rotorrastvorrichtung 18 ist mit dem Rotor 12 einstückig ausgebildet, wobei die Rotorrastvorrichtung 18 als ein Kunststoff teil ausgebildet ist und den Rotor 12 derart umschließt, dass in der Montagelage des Rotors 12 zum einen der Stator vor einem direkten Kontakt mit dem Rotor 12 ge schützt ist und zum anderen eine Sichtkontrolle der Lage des Rotors 12 ermöglicht ist. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 9 und 13 aus denen der mit der Rotorrastvorrich tung 18 umspritzte Rotor 12 aus Metall ersichtlich ist. Der Rotor 12 weist Rotorflügel

13 auf und ist auf dessen dem Stator auf der Leiterplatte 14 zugewandten Seite nicht vollständig von der Rotorrastvorrichtung 18 aus Kunststoff umgeben. Allerdings springt die Rotorrastvorrichtung 18 aus Kunststoff an den Seiten des Rotors 12, näm lich an den Seiten jeder der Rotorflügel 13 des Rotors 12, in Richtung der Leiterplatte

14 über den Rotor 12, nämlich dessen Rotorflügel 13, hervor, so dass ein direkter Kontakt des Rotors 12 mit dem Stator wirksam verhindert ist. Gleichzeitig ist eine ord nungsgemäße Lage des Rotors 12 mittels einer Kamera oder dergleichen auf einfa che Weise überprüfbar, was bei einem vollständigen Umschließen des Rotors 12, ins besondere von dessen Rotorflügeln 13, mit der Rotorrastvorrichtung 18 aus Kunststoff nicht möglich wäre. Die Rotorflügel 13 des Rotors 12 sind an einem rohrartigen Teil 17 des Rotors 12 angeordnet und beispielsweise als ein Biege-Stanz-Teil aus einem Blech ausgebildet.

Die Rotorrastvorrichtung 18 aus Kunststoff ist beispielsweise als ein Kunststoffspritz gussteil ausgebildet sein, dass an den Rotor 12 angespritzt ist. Dabei ist die Rotorrast vorrichtung 18 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass die Rotorrastvorrichtung 18 in einem Spritzgussprozess ohne den Einsatz von Schiebern herstellbar ist. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 2 aus der hervorgeht, dass die vor genannte Fertigung der Rotorrastvorrichtung 18 möglich ist. Beispielsweise kann hier für ein dreiteiliges Spritzgusswerkzeug verwendet werden, bei dem ein Teil die aus der Fig. 2 ersichtlichen Rastöffnungen 26 und hinter den Rasthaken 36 angeordneten Öffnungen in der Rotorrastvorrichtung 18 während des Spritzgussprozesses ausbildet. Dieser Teil kann dann als erstes ausgefahren werden, so dass die Rasthaken 36 in den dadurch gebildeten Freiraum bei der Entnahme des Rotors 12 mit der daran an gespritzten Rotorrastvorrichtung 18 ausfedern können.

In analoger Weise ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch möglich, die Verbindung des Rotors 12 mit dem Gehäuse 4 in der Montagelage des Rotors 12 mit tels einer Sichtkontrolle, beispielsweise mittels einer Kamera oder dergleichen, zu überprüfen. Hierfür sind die Rotorrastvorrichtung 18, der Sicherungsring 10 und das Gehäuse 4 aufeinander abgestimmt ausgebildet. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 9 und 10, aus denen hervorgeht, dass die oben genannte Sichtkontrolle der ordnungs gemäßen Verbindung des Rotors 12 mit dem Gehäuse 4, nämlich der ordnungsgemä ßen Verrastung der Rasthaken 36 der Rotorrastvorrichtung 18 mit dem Rastabsatz 38 der Gehäuserastvorrichtung 34, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglicht ist.

Um eine ordnungsgemäße Ausrichtung des Sicherungsrings 20 relativ zu der Rotor rastvorrichtung 18 und damit zu dem Rotor 12 bei der Überführung des Sicherungs rings 20 in dessen Sicherungslage zu gewährleisten, weisen die Rotorrastvorrichtung 18 und der Sicherungsring 20 zueinander korrespondierende Justiermittel 40, 42 zur automatischen Ausrichtung des Sicherungsrings 20 relativ zu der Rotorrastvorrichtung 18 bei dessen Überführung in dessen Sicherungslage auf. Hierfür weist der Siche rungsring 20 insgesamt vier gabelförmige Justiermittel 40 und die Rotorrastvorrichtung insgesamt vier stegförmige Justiermittel 42 auf. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 3 und 16.

Im Nachfolgenden wird der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Drehwin kelsensors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und anhand der Fig. 1 bis 18 näher erläutert. Zunächst liegt der Drehwinkelsensor 2 in einer Nichtmontagelage des Rotors 12 vor, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die einzelnen Teile des Drehwinkelsensors 2 wer den dann in der Reihenfolge wie in der Fig. 1 dargestellt miteinander verbunden. Da bei wird der Rotor 2 mit der daran angespritzten Rotorrastvorrichtung 18 mit dem Ge häuse 4 verbunden. Hierfür werden die Rasthaken 36 der Rotorrastvorrichtung 18 mit dem Rastabsatz 38 der Gehäuserastvorrichtung 34 des Gehäuses 4 in Eingriff ge bracht, nämlich miteinander verrastet. Danach wird der Sicherungsring 20 mit der Ro torrastvorrichtung 18 verbunden. Dabei wird der Sicherungsring 20 in dessen Siche rungslage überführt, wobei die Rasthaken 24 des Sicherungsrings 20 mit den Rastöff nungen 26 der Rotorrastvorrichtung 18 in Eingriff gelangen und mit der Rotorrastvor richtung 18 verrasten. In der Sicherungslage des Sicherungsrings 20 hintergreifen die Sicherungselemente 22 des Sicherungsrings 20 die Rasthaken 36 der Rotorrastvor richtung 18, so dass die Rasthaken 36 in deren Lage gesichert sind und damit auch die oben genannte Verrastung des Rotors 12 mit dem Gehäuse 4 gesichert ist. Gleichzeitig gewährleisten die axialen Lagesicherungselemente 28, 30 des Siche rungsrings 20 und der Rotorrastvorrichtung 18, dass der Rotor 12 in axialer Richtung entlang der Drehachse 10 an dem Gehäuse 4 im Wesentlichen spielfrei festgelegt ist.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors gemäß dem vor liegenden Ausführungsbeispiel liegt insbesondere darin, dass der Drehwinkelsensor 2 auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist, da ein Fügen eines als separa ter Federring ausgebildeten Sicherungsrings wie auch ein Verschweißen eines als Haltering ausgebildeten Sicherungsrings entfällt. Ferner gewährleistet das mindestens eine Sicherungselement 22 des Sicherungsrings 20 in Kombination mit den axialen Lagesicherungselementen 28, 30 der Rotorbaugruppe 16 zum einen eine sichere Ver bindung des Rotors 12 mit dem Gehäuse 4 und zum anderen eine im Wesentlichen spielfreie axiale Festlegung des Rotors 12 an dem Gehäuse 4.

In den Fig. 19a-c, 20a-c und 21a-c ist jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Drehwinkelsensors dargestellt. Diese weiteren Ausführungsbei spiele werden im Nachfolgenden lediglich in dem Umfang erläutert, in dem diese von den jeweils vorgenannten Ausführungsbeispielen abweichen. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen. Gleiche o- der gleichwirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 19a bis 19c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors. In der Fig. 19a ist eine perspektivische Ansicht, in der Fig. 19b ist ein Seitenschnitt entlang der Schnittlinie A-A in der Fig. 19c und in der Fig. 19c ist eine Draufsicht dargestellt. Der Drehwinkelsensor 2 gemäß diesem Ausführungsbei spiel unterscheidet sich von dem Drehwinkelsensor 2 gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel dadurch, dass die Rotorflügel des Rotors 12 nicht von der Rotorrastvor richtung 18, sondern von dem Sicherungsring 20 der Rotorbaugruppe 16, beispiels weise auf die oben erläuterte Weise, teilweise umschlossen ist. Die Rotorrastvorrich tung 18 ist darüber hinaus fest mit dem rohrartigen Teil 17 des Rotors 12 verbunden. Beispielsweise ist die Rotorrastvorrichtung 18 aus Kunststoff analog zu oben an das rohrartige Teil 17 des Rotors 12 angespritzt. Die Rasthaken 24 des Sicherungsrings 20 weisen in Richtung der Drehachse 10, was die Fierstellung des Sicherungsrings 20, beispielsweise als ein Kunststoffspritzgussteil, vereinfacht. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Rasthaken 36 der Rotorrastvorrichtung 18, an stelle der axialen Lagesicherungselemente 30 gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel, gleichzeitig als axiale Lagesicherungselemente der Rotorrastvorrichtung 18 aus gebildet. Diese axialen Lagesicherungselemente 36 wirken auf die oben bereits erläu terte Weise zusammen mit den dazu korrespondierenden axialen Lagesicherungsele menten 30 der Rotorrastvorrichtung 18. Anders als bei dem ersten Ausführungsbei spiel sind hier also beide axialen Lagesicherungselemente 36, 30 an der Rotorrastvor richtung 18 angeordnet.

In den Fig. 20a bis 20c ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors dargestellt. In der Fig. 20a ist eine perspektivische Ansicht, in der Fig. 20b ist ein Seitenschnitt entlang der Schnittlinie B-B in der Fig. 20c und in der Fig. 20c ist eine Draufsicht dargestellt. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im We sentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel, so dass weitgehend auf die obigen Aus führungen zu dem zweiten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann. Im Unter- schied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel weisen die Rasthaken 24 des Siche rungsrings 20 des Drehwinkelsensors 2 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel von der Drehachse 10 weg.

Die Fig. 21a bis 21c zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehwinkelsensors. In der Fig. 21a ist eine perspektivische Ansicht, in der Fig. 21b ist ein Seitenschnitt entlang der Schnittlinie C-C in der Fig. 21c und in der Fig. 21c ist eine Draufsicht dargestellt. Der Drehwinkelsensor 2 gemäß dem vierten Ausführungs beispiel unterscheidet sich von den vorgenannten Ausführungsbeispielen insbeson dere darin, dass die Rastelemente 24 des Sicherungsrings 20 als Einpresselemente und die Rastelemente 26 der Rotorrastvorrichtung 18 als Einpressöffnungen ausgebil det sind. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist eine in den Fig. 21a und 21c sichtbare Fläche des Sicherungsrings 20, anstelle der axialen Lagesicherungselemente 28 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, gleichzeitig als axiales Lagesicherungselement 28 ausgebildet. Dieses axiale Lagesicherungselement 28 wirkt auf die oben bereits erläuterte Weise zusammen mit den dazu korrespondie renden axialen Lagesicherungselementen 30 der Rotorrastvorrichtung 18. Ferner weist die Rotorrastvorrichtung 18 mit einem nicht dargestellten Schmiermittel gefüllte Schmiermitteldepots 44 auf, die derart angeordnet sind, dass eine Bewegung des Ro tors 12 relativ zu dem Gehäuse 4 befördert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispiels weise ist es denkbar, dass die erläuterten Ausführungsbeispiele in Teilen miteinander kombiniert werden. Ferner ist der erfindungsgemäße Drehwinkelsensor für eine Viel zahl von voneinander verschiedenen Anwendungsfällen vorteilhaft einsetzbar. Dar über hinaus ist es vorstellbar, dass der Sicherungsring und die Rotorrastvorrichtung zueinander korrespondierende Drehmomentübertragungsmittel aufweisen, die separat von anderen Elementen des Sicherungsrings oder der Rotorrastvorrichtung, beispiels weise separat von Rastelementen, wie Rasthaken oder dergleichen, ausgebildet sind. Bezugszeichenliste

2 Drehwinkelsensor

4 Gehäuse

6 Gehäuseunterteil

8 Gehäuseoberteil

10 Drehachse

12 Rotor

13 Rotorflügel des Rotors 12

14 Leiterplatte

16 Rotorbaugruppe

17 Rohrartiges Teil des Rotors 12

18 Rotorrastvorrichtung

20 Sicherungsring

22 Sicherungselemente

24 Rastelemente des Sicherungsrings 20

26 Rastelemente der Rotorrastvorrichtung 18

28 Axiale Lagesicherungselemente des Sicherungsrings 20

30 Axiale Lagesicherungselemente der Rotorrastvorrichtung 18

32 Zusätzlicher Rotor

34 Gehäuserastvorrichtung

36 Rasthaken der Rotorrastvorrichtung 18

38 Rastabsatz der Gehäuserastvorrichtung 34

40 Gabelförmige Justiermittel des Sicherungsrings 20

42 Stegförmige Justiermittel der Rotorrastvorrichtung 18

44 Schmiermitteldepots der Rotorrastvorrichtung 18