DE102016218017B3

DE102016218017B3 - Torque measuring system

Info

Publication number: DE102016218017B3
Application number: DE102016218017.7A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kraus; Klaus-Peter Köneke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-09-21
Also published as: WO2018054421A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentenmessanordnung (01), die ein antreibendes und ein angetriebenes Maschinenelement (02, 03) umfasst. Beide Maschinenelemente (02, 03) sind um eine gemeinsame Rotationsachse (04) rotierbar. Weiterhin umfasst die Drehmomentenmessanordnung (01) eine Torsionsscheibe (05) aus einem Material mit invers-magnetostriktiven Eigenschaften. Die Torsionsscheibe (05) ist um die Rotationsachse rotierbar, axial zwischen den beiden Maschinenelementen (02, 03) angeordnet und mit diesen kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Dadurch wird ein Drehmoment zwischen diesen beiden Maschinenelementen (02, 03) über die Torsionsscheibe (05) übertragen. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Drehmomentenmessanordnung (01) einen Magnetfeldsensor (11), welcher innerhalb eines von der Torsionsscheibe (05) beeinflussbaren Magnetfeldes positioniert ist, um die Magnetfeldänderung zu erfassen, die durch deren Torsion hervorgerufen wird, wenn das Drehmoment auf die Torsionsscheibe (05) einwirkt.The present invention relates to a torque measuring arrangement (01) comprising a driving and a driven machine element (02, 03). Both machine elements (02, 03) are rotatable about a common axis of rotation (04). Furthermore, the torque measuring arrangement (01) comprises a torsion disc (05) made of a material with inverse magnetostrictive properties. The torsion plate (05) is rotatable about the axis of rotation, axially between the two machine elements (02, 03) and connected to these non-positively and / or positively. As a result, a torque is transmitted between these two machine elements (02, 03) via the torsion plate (05). Furthermore, the torque measuring arrangement (01) according to the invention comprises a magnetic field sensor (11) which is positioned within a magnetic field which can be influenced by the torsion disc (05) in order to detect the magnetic field change caused by its torsion when the torque is applied to the torsion disc (05). acts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentenmessanordnung, die ein antreibendes und ein angetriebenes Maschinenelement sowie eine zwischen diesen positionierte Torsionsscheibe und einen Magnetfeldsensor umfasst.The invention relates to a torque measuring arrangement comprising a driving and a driven machine element and a torsion disc positioned between them and a magnetic field sensor.

Die DE 10 2013 225 937 A1 beschreibt einen Sensor zum Erfassen eines auf ein Messobjekt aufgebrachten Drehmoments um eine Drehachse. Mit dem Messobjekt ist ein Rotationskörper drehbar. Konzentrisch zum Rotationskörper sind ein erstes und ein zweites Encoderrad angeordnet, die axial über ein elastisch verdrehbares Element miteinander verbunden sind. Eine Auswerteschaltung dient der Ausgabe eines von einer relativen Winkellage beider Encoderräder zueinander abhängigen Ausgangssignals. Das elastisch verdrehbare Element besitzt eine strukturierte Oberfläche. Das zur Anwendung kommende Messprinzip ist die Lagemessung.The DE 10 2013 225 937 A1 describes a sensor for detecting a torque applied to a measurement object about an axis of rotation. With the measurement object, a rotation body is rotatable. Concentric with the rotary body, a first and a second encoder wheel are arranged, which are connected to each other axially via an elastically rotatable element. An evaluation circuit is used to output a mutually dependent on a relative angular position of the two encoder wheels output signal. The elastically rotatable element has a structured surface. The measuring principle used is the position measurement.

In der DE 10 2013 219 079 A1 wird ein Bauteil eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung einer Materialspannung mittels Magnetostriktion beschrieben. Bei dem Bauteil handelt es sich um eine Welle, auf der der Messbereich als ein Abschnitt der Welle ausgebildet ist, und sich über den gesamten Umfang oder über Umfangsabschnitte der Welle erstreckt. Nachteilig ist, dass der Messbereich als Oberflächenbeschichtung aufgebracht ist, was über die Lebensdauer zu veränderlichen Messcharakteristiken führen kann.In the DE 10 2013 219 079 A1 a component is described an apparatus and a method for measuring a material stress by means of magnetostriction. The component is a shaft on which the measuring area is formed as a portion of the shaft and extends over the entire circumference or over peripheral portions of the shaft. The disadvantage is that the measuring range is applied as a surface coating, which over the lifetime can lead to variable measurement characteristics.

Die EP 0 609 463 A1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen einer magnetostriktiven Drehmomentsensorwelle. Bei dem Verfahren wird ein Wellengrundkörper in einem bestimmten Abschnitt umlaufend mit einer magnetostriktiven Legierung überzogen. Nachteilig ist der hohe Herstellungsaufwand für derart hergestellte Drehmesssensoren.The EP 0 609 463 A1 shows a method of manufacturing a magnetostrictive torque sensor shaft. In the method, a corrugated base body in a certain section is circumferentially coated with a magnetostrictive alloy. A disadvantage is the high production cost for Drehmessensensoren produced in this way.

Die EP 2 216 702 A1 beschreibt einen Magnetfeldvektorsensor zur Messung eines Drehmomentes. Der Sensor ist über mindestens einem umlaufenden magnetostriktiven Abschnitt einer Welle beabstandet angebracht. Dabei ist der magnetostriktive Abschnitt der Welle als Ring auf der Trägerwelle angebracht. Nachteilig ist der Schlupf zwischen Trägerwelle und Ring, durch den ein maximal aufbringbares Moment vorgegeben wird.The EP 2 216 702 A1 describes a magnetic field vector sensor for measuring a torque. The sensor is mounted at a distance from at least one circumferential magnetostrictive section of a shaft. In this case, the magnetostrictive section of the shaft is mounted as a ring on the carrier shaft. A disadvantage is the slip between the carrier shaft and ring, through which a maximum aufbringbares moment is specified.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die bekannten Systeme zur Messung eines Drehmomentes nur aufwendig herzustellen sind, sofern eine hohe Empfindlichkeit angestrebt wird, oder dass sie schlechte Messeigenschaften und ggf. über die Lebensdauer veränderliche Charakteristiken aufweisen, wenn sie einfacher herzustellen sind.A disadvantage of the prior art is that the known systems for measuring a torque are expensive to produce, if a high sensitivity is sought, or that they have poor measurement properties and possibly over the life variable characteristics, if they are easier to manufacture.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drehmomentenmessanordnung bereit zu stellen, welche sich für die Messung von Drehmomenten an rotierbaren Elementen eignet, über die Lebensdauer robust ist und einfach herzustellen.The object of the present invention is to provide a torque measuring arrangement which is suitable for the measurement of torques on rotatable elements, is robust over the service life and easy to manufacture.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Drehmomentenmessanordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1.Said object is achieved by a torque measuring arrangement according to the appended claim 1.

Die erfindungsgemäße Drehmomentenmessanordnung dient primär zur Messung eines Drehmomentes zwischen zwei rotierenden Maschinenelementen. Hierfür umfasst die Drehmomentenmessanordnung ein antreibendes Maschinenelement und ein angetriebenes Maschinenelement, eine Torsionsscheibe sowie einen Magnetfeldsensor. Das antreibende und angetriebene Maschinenelement rotieren um eine gemeinsame Rotationsachse. Die Torsionsscheibe rotiert ebenfalls um die Rotationsachse und ist axial zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Maschinenelement angeordnet. Um ein Drehmoment zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Maschinenelement zu übertragen, ist die Torsionsscheibe kraft-, stoff- und/oder formschlüssig mit den beiden Maschinenelementen verbunden. Die beiden Maschinenelemente können darüber hinaus über weitere Verbindungsmittel verbunden sein, jedoch derart, dass die vom antreibenden Maschinenelement an das angetriebene Maschinenelement übertragenen Drehmomente vorzugsweise ausschließlich über die Torsionsscheibe vermittelt werden. Auf weitere Drehmoment übertragende Verbindungsmittel wird somit vorzugsweise gänzlich verzichtet. Die Torsionsscheibe ist aus einem Material mit invers-magnetostriktiven Eigenschaften gebildet. Der Magnetfeldsensor dient zum Messen einer Magnetfeldänderung. Die Magnetfeldänderung wird durch Torsion der Torsionsscheibe hervorgerufen, sobald ein Drehmoment auf die Torsionsscheibe einwirkt. Das Magnetfeld wird bevorzugt von der Torsionsscheibe selbst bereitgestellt, wenn diese permanentmagnetische Eigenschaften hat, oder von einem externen Magneten, in dessen Magnetfeld die Torsionsscheibe rotiert.The torque measuring arrangement according to the invention is primarily used for measuring a torque between two rotating machine elements. For this purpose, the torque measuring arrangement comprises a driving machine element and a driven machine element, a torsion plate and a magnetic field sensor. The driving and driven machine element rotate about a common axis of rotation. The torsion disc also rotates about the axis of rotation and is disposed axially between the driving and driven machine elements. In order to transmit a torque between the driving and the driven machine element, the torsion is non-positively, material and / or positively connected to the two machine elements. The two machine elements can also be connected via further connecting means, however, such that the transmitted from the driving machine element to the driven machine element torques are preferably mediated exclusively on the torsion. On further torque transmitting connecting means is thus preferably completely omitted. The torsion disc is formed of a material having inverse magnetostrictive properties. The magnetic field sensor is used to measure a magnetic field change. The magnetic field change is caused by torsion of the torsion disc as soon as a torque acts on the torsion disc. The magnetic field is preferably provided by the torsion disc itself, if it has permanent magnetic properties, or by an external magnet in whose magnetic field the torsion disc rotates.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das antreibende Maschinenelement als eine Antriebswelle bzw. eine Achse, besonders bevorzugt als eine Fahrzeugachse, ausgebildet. Das angetriebene Maschinenelement ist bevorzugt als ein rotierendes Teil eines Lagers, vorzugsweise als ein rotierendes Teil eines Radlagers, insbesondere als Innenring eines Radlagers, ausgebildet. In abgewandelten Ausführungen sind die beiden Maschinenelemente als Rotationslageranordnung ausgebildet. Generell lassen sich durch die erfindungsgemäße Drehmomentenmessanordnung die zwischen unterschiedlichsten rotierenden Maschinenelementen auftretenden Drehmomente erfassen.In a preferred embodiment, the driving machine element is designed as a drive shaft or an axle, particularly preferably as a vehicle axle. The driven machine element is preferably designed as a rotating part of a bearing, preferably as a rotating part of a wheel bearing, in particular as an inner ring of a wheel bearing. In modified embodiments, the two machine elements are designed as a rotary bearing arrangement. In general, the torques which occur between very different rotating machine elements can be detected by the torque measuring arrangement according to the invention.

An einem oder beiden Maschinenelementen, beispielsweis also an der Antriebswelle ist bevorzugt mindestens eine koaxiale zylindrische Führungsfläche ausgeformt. Die Führungsfläche dient zur Lagerung und Führung der Torsionsscheibe, sodass diese koaxial ausgerichtet ist. At least one coaxial cylindrical guide surface is preferably formed on one or both machine elements, for example on the drive shaft. The guide surface is used to support and guide the torsion, so that it is aligned coaxially.

Bevorzugt ist die Torsionsscheibe aus ferro- und/oder ferrimagnetischen Stoffen, besonders bevorzugt aus dem Material 35NiCrMo16, gebildet. Bevorzugt besteht die Torsionsscheibe aus einem Material mit deutlich invers-magnetostriktiven Eigenschaften. Beim Einwirken einer mechanischen Spannung, also wie im vorliegenden Anwendungsfall von Torsionskräften, auf ein Bauteil mit den genannten Materialeigenschaften kann aus der resultierenden Magnetfeldänderung auf die Größe der einwirkenden mechanischen Spannung gefolgert werden. Das beschriebene Materialverhalten ist dem Fachmann als inverse Magnetostriktion bekannt und muss daher hier nicht näher beschrieben werden. Die auftretende Magnetfeldänderung ist mit heute verfügbaren Sensoren messbar.The torsion plate is preferably formed from ferromagnetic and / or ferrimagnetic substances, particularly preferably from the material 35NiCrMo16. The torsion disk preferably consists of a material with clearly inverse-magnetostrictive properties. Upon the action of a mechanical stress, ie, as in the present application of torsional forces, on a component with the material properties mentioned, the magnitude of the applied mechanical stress can be inferred from the resulting magnetic field change. The described material behavior is known to those skilled in the art as inverse magnetostriction and therefore need not be described in detail here. The occurring magnetic field change can be measured with currently available sensors.

Die Torsionsscheibe ist bevorzugt ringförmig ausgebildet, sodass sie eine innere und einer äußere Umfangsfläche aufweist. Weiterhin weist die Torsionsscheibe eine axiale Torsionsscheibendurchgangsöffnung auf. Die Torsionsscheibe ist bevorzugt durch Kopplungsmittel mit dem antreibenden und dem angetriebenen Maschinenelement verbunden. Die Kopplungsmittel können auf jede bekannte Art ausgeführt sein. Kopplungsmittel können beispielsweise gebildet sein durch Nieten, Bolzen oder Stifte. Ebenso können Flächen mit einer Passfeder-Nut-Verbindung als Kopplungsmittel wirken. Bevorzugt sind die Kopplungsmittel an den sich gegenüberliegenden Flächen der Torsionsscheibe und der beiden Maschinenelemente komplementär ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Kopplungsmittel als Flächen mit Stirnradverzahnung ausgebildet. Um eine zuverlässige Verbindung zu gewährleisten, erstreckt sich die Stirnradverzahnung in radialer Richtung umlaufend über die Flächen der Maschinenelemente und dazu komplementär über die Seitenflächen der Torsionsscheibe. Das derart ausgebildete Kopplungsmittel ist aufwandsarm zu fertigen, bedarf keines zusätzlichen Montageschrittes und führt zu einer zuverlässigen Verbindung zwischen der Torsionsscheibe und den angrenzenden Maschinenelementen, wobei auch hohe Drehmomente übertragen werden können.The torsion plate is preferably annular, so that it has an inner and an outer peripheral surface. Furthermore, the torsion disc has an axial torsion disk passage opening. The torsion disc is preferably connected by coupling means to the driving and the driven machine element. The coupling means may be implemented in any known manner. Coupling means may for example be formed by rivets, bolts or pins. Similarly, surfaces with a keyway-groove connection act as coupling means. Preferably, the coupling means are formed on the opposite surfaces of the torsion and the two machine elements complementary. Particularly preferably, the coupling means are designed as surfaces with spur gear teeth. In order to ensure a reliable connection, the spur gear teeth extending in the radial direction circumferentially over the surfaces of the machine elements and complementary to the side surfaces of the torsion. The coupling means formed in this way requires little effort, requires no additional assembly step and leads to a reliable connection between the torsion plate and the adjacent machine elements, whereby high torques can be transmitted.

Bevorzugt dient ein Verbindungselement, das beispielsweise als eine Schraube ausgebildet ist, zum axialen Verspannen der Torsionsscheibe zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Maschinenelement, also beispielsweise zwischen dem rotierenden Teil des Lagers und der Antriebswelle. Dabei ist das Verbindungselement koaxial zur Rotationsachse durch eine Durchgangsöffnung im rotierenden Teil des Lagers und durch eine Torsionsscheibendurchgangsöffnung geführt. Beispielsweise im Bereich der Führungsfläche der Achse kann ein koaxial angeordnetes Innengewinde vorgesehen sein, in das die Schraube teilweise eingeschraubt ist.Preferably, a connecting element, which is formed for example as a screw, for axial clamping of the torsion disc between the driving and the driven machine element, so for example between the rotating part of the bearing and the drive shaft. In this case, the connecting element is guided coaxially to the axis of rotation through a passage opening in the rotating part of the bearing and through a Torsionsscheibendurchgangsöffnung. For example, in the region of the guide surface of the axis, a coaxially arranged internal thread may be provided into which the screw is partially screwed.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor berührungslos und vorzugsweise gegenüberliegend zur äußeren Umfangsfläche der Torsionsscheibe platziert. Der Magnetfeldsensor kann in abgewandelten Ausführungen aber auch rotierbar ausgebildet und an anderer Stelle in die Messanordnung integriert sein, beispielsweise in einer zentralen Bohrung in einem der beiden Maschinenelemente. Weiterhin ist es möglich dass der Magnetfeldsensor am angetriebenen Maschinenelement befestigt angeordnet ist.In a preferred embodiment, the magnetic field sensor is placed without contact and preferably opposite the outer peripheral surface of the torsion disc. The magnetic field sensor can also be designed to be rotatable in alternative embodiments and integrated elsewhere in the measuring arrangement, for example in a central bore in one of the two machine elements. Furthermore, it is possible that the magnetic field sensor is arranged fixed to the driven machine element.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmomentenmessanordnung besteht darin, dass die Torsionsscheibe bei geeigneter Materialauswahl über eine lange Lebensdauer konstante invers-magnetostriktive Eigenschaften aufweist, die kontinuierliche und langzeitstabile Messergebnisse erlauben.A significant advantage of the torque measuring arrangement according to the invention is that the torsion disc with a suitable choice of material over a long life has constant inverse magnetostrictive properties that allow continuous and long-term stable measurement results.

Die Torsionsscheibe ist bevorzugt einzeln zwischen den beiden Maschinenelementen montiert, so dass im Bedarfsfall die einzelnen Komponenten ersetzbar sind. Die erfindungsgemäße Drehmomentenmessanordnung ist somit über einen langen Zeitraum robust im Einsatz, einfach zu montieren und zu demontieren und häufig preiswerter herzustellen als bisher bekannte Systeme zur Drehmomentenmessung an rotierenden Maschinenelementen.The torsion plate is preferably mounted individually between the two machine elements, so that if necessary, the individual components are replaceable. The torque measuring arrangement according to the invention is thus robust over a long period of use, easy to assemble and disassemble and often cheaper to produce than previously known systems for measuring torque on rotating machine elements.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further details, advantages and developments of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention, with reference to the drawing. Show it:

1 eine Schnittdarstellung einer zusammengebauten Drehmomentenmessanordnung; 1 a sectional view of an assembled torque measuring arrangement;

2 eine explodierte Darstellung der Drehmomentenmessanordnung; 2 an exploded view of the torque measuring arrangement;

1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Drehmomentenmessanordnung 01 in geschnittener Ansicht, während 2 eine explodierte Darstellung dieser Drehmomentenmessanordnung zeigt. Die Drehmomentenmessanordnung 01 umfasst ein antreibendes Maschinenelement in Form einer Antriebswelle 02, insbesondere eines Fahrzeugs und ein angetriebenes Maschinenelement in Form eines rotierbaren Innenrings 03 eines Radlagers 12. Die Antriebswelle 02 und der rotierbare Innenring 03 sind axial zueinander ausgerichtet und um eine gemeinsame Rotationsachse 04 rotierbar. Das Radlager 12 umfasst in bekannter Weise einen stationären Außenring 13 und Wälzkörper 14. 1 shows an example of a torque measuring arrangement according to the invention 01 in cut view while 2 an exploded view of this torque measuring arrangement shows. The torque measuring arrangement 01 comprises a driving machine element in the form of a drive shaft 02 , in particular a vehicle and a driven machine element in the form of a rotatable inner ring 03 a wheel bearing 12 , The drive shaft 02 and the rotatable inner ring 03 are aligned axially to each other and about a common axis of rotation 04 rotatable. The wheel bearing 12 includes in a known manner a stationary outer ring 13 and rolling elements 14 ,

Die Drehmomentenmessanordnung 01 dient zur Messung eines Drehmomentes, welches bei üblichem Betrieb durch wirkende Beschleunigungs- oder Bremskräfte zwischen der Antriebswelle 02 und dem Innenring 03 auftreten. Gleichzeitig wird die normale Funktion des Radlagers unverändert aufrechterhalten.The torque measuring arrangement 01 is used to measure a torque which in normal operation by acting acceleration or braking forces between the drive shaft 02 and the inner ring 03 occur. At the same time the normal function of the wheel bearing is maintained unchanged.

Axial zwischen dem antreibenden Maschinenelement bzw. der Antriebswelle 02 und dem angetriebenen Maschinenelement bzw. dem Innenring 03, ist eine Torsionsscheibe 05 angeordnet. Die Torsionsscheibe 05 rotiert gemeinsam mit den beiden Maschinenelementen ebenfalls um die Rotationsachse 04. Die Torsionsscheibe 05 dient zur Übertragung auftretender Drehmomente von dem antreibenden Maschinenelement 02 an das angetriebene Maschinenelement 03. Bei auftretenden Drehmomenten entstehen in der Torsionsscheibe 05 mechanische Spannungen, die zu einer Torsion der Torsionsscheibe 05 führen. In abgewandelten Ausführungen kann die Torsionsscheibe auch anders geformt sein, angepasst an die konkrete Einbausituation und mit dem Ziel, ein optimales Messergebnis zu erzielen.Axially between the driving machine element or the drive shaft 02 and the driven machine element or the inner ring 03 , is a torsion disc 05 arranged. The torsion disc 05 also rotates about the axis of rotation together with the two machine elements 04 , The torsion disc 05 serves to transmit occurring torques from the driving machine element 02 to the driven machine element 03 , When torques occur occur in the torsion 05 mechanical stresses that lead to a torsion of the torsion disc 05 to lead. In modified versions, the torsion plate can also be shaped differently, adapted to the specific installation situation and with the aim to achieve an optimal measurement result.

Ein Verbindungselement, das bevorzugt als eine Schraube 06 gebildet ist, dient zum axialen Verspannen der Torsionsscheibe 05 mit dem antreibenden 02 und dem angetriebenen Maschinenelement 03. Die Schraube 06 ist zur Aufnahme axialer Kräfte ausgebildet und koaxial zur Rotationsachse 04 durch eine Durchgangsöffnung 07 des angetriebenen Maschinenelementes 03 und durch eine Torsionsscheibendurchgangsöffnung 08 der Torsionsscheibe 05 geführt.A fastener, preferably as a screw 06 is formed, serves for axial clamping of the torsion plate 05 with the driving 02 and the driven machine element 03 , The screw 06 is designed to absorb axial forces and coaxial with the axis of rotation 04 through a passage opening 07 of the driven machine element 03 and through a torsion pulley port 08 the torsion disc 05 guided.

Das antreibende Maschinenelement 02 weist eine koaxial angeordnete und zylindrisch ausgeformte Führungsfläche 09 auf. Die Führungsfläche 09 dient zur Lagerung und Führung der Torsionsscheibe 05 und zumindest zur teilweisen Aufnahme der Schraube 06 in einem koaxial zur Führungsfläche 09 angeordneten Innengewinde. Anstelle der Schraube 06 können andere Verbindungsart ausgewählt werden.The driving machine element 02 has a coaxially arranged and cylindrically shaped guide surface 09 on. The guide surface 09 serves for the storage and guidance of the torsion disc 05 and at least partially receiving the screw 06 in a coaxial with the guide surface 09 arranged internal thread. Instead of the screw 06 Other types of connection can be selected.

Weiterhin zeigt die 2 die Seitenflächen der Torsionsscheibe 05, die am antreibenden Maschinenelement 02 bzw. am angetriebenen Maschinenelement 03 zur Anlage kommen. Um eine möglichst schlupffreie Übertragung der Drehmomente zu gestatten wird eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung durch Kopplungsmittel erzeugt, die im dargestellten Beispiel als ineinandergreifende Stirnverzahnung 10 ausgebildet sind. Die Stirnverzahnung 10 erstreckt sich in radialer Richtung umlaufend über die Flächen der Maschinenelemente 02, 03 und dazu komplementär über die Seitenflächen der Torsionsscheibe 05.Furthermore, the shows 2 the side surfaces of the torsion disc 05 acting on the driving machine element 02 or on the driven machine element 03 come to the plant. In order to allow a possible slip-free transmission of torque is a positive and / or positive connection produced by coupling means, which in the example shown as intermeshing spur toothing 10 are formed. The spur toothing 10 extends in the radial direction circumferentially over the surfaces of the machine elements 02 . 03 and complementary to the side surfaces of the torsion disc 05 ,

Diese als Stirnverzahnung 10 auf den Oberflächen ausgebildeten Kopplungsmittel sind nur beispielhaft genannt. Andere Kopplungsmittel, wie Stifte, Bolzen u. ä. kann der Fachmann auswählen und an die erforderlichen Bedingungen, insbesondere die zu übertragenden Drehmomente anpassen.This as a spur toothing 10 Coupling agents formed on the surfaces are mentioned by way of example only. Other coupling means, such as pins, bolts and the like Ä. The expert can select and adapt to the required conditions, in particular the torques to be transmitted.

Durch die invers-magnetostriktiven Eigenschaften der Torsionsscheibe 05 kommt es in Folge von Torsion zu einer Änderung eines Magnetfeldes. Im einfachsten Fall wird das Magnetfeld von der Torsionsscheibe 05 selbst bereitgestellt, wenn diese als Permanentmagnet ausgebildet ist. Alternativ ist ein externer Magnet (nicht gezeigt) bereitgestellt, in dessen Magnetfeld die Torsionsscheibe rotiert. Die Magnetfeldänderung ist durch einen Magnetfeldsensor 11 messbar. In dem gezeigten Beispiel ist der Magnetfeldsensor 11 radial beabstandet von einer äußeren Umfangsfläche der Torsionsscheibe 05 und in dem von der Torsionsscheibe 05 beeinflussbaren Magnetfeld positioniert.Due to the inverse-magnetostrictive properties of the torsion disc 05 As a result of torsion, there is a change in a magnetic field. In the simplest case, the magnetic field from the torsion disc 05 provided even if this is designed as a permanent magnet. Alternatively, an external magnet (not shown) is provided in the magnetic field of which the torsion disc rotates. The magnetic field change is by a magnetic field sensor 11 measurable. In the example shown, the magnetic field sensor 11 radially spaced from an outer peripheral surface of the torsion disc 05 and in that of the torsion disc 05 positioned influencable magnetic field.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: DrehmomentenmessanordnungTorque measuring system
0202: antreibendes Maschinenelement/Antriebswelledriving machine element / drive shaft
0303: angetriebenes Maschinenelement/Innenringdriven machine element / inner ring
0404: Rotationsacherotation thing
0505: Torsionsscheibetorsion
0606: Verbindungselement/SchraubeConnecting member / screw
0707: DurchgangsöffnungThrough opening
0808: TorsionsscheibendurchgangsöffnungTorsionsscheibendurchgangsöffnung
0909: Führungsflächeguide surface
1010: Kopplungsmittel/StirnverzahnungCoupling agent / end toothing
1111: Magnetfeldsensormagnetic field sensor
1212: RadlagerWheel bearings
1313: Außenringouter ring
1414: Wälzkörperrolling elements

Claims

Torque measuring arrangement ( 01 ) comprising: - a driving ( 02 ) and a driven machine element ( 03 ) around a common axis of rotation ( 4 ) are rotatable; - a torsion disc ( 05 ) of a material with inverse-magnetostrictive properties, which is rotatable about the axis of rotation, axially between the two machine elements ( 02 . 03 ) is arranged and connected to these non-positively, material and / or positively, to a torque between these two machine elements ( 02 . 03 ) transferred to; A magnetic field sensor ( 11 ), which within one of the torsion disc ( 05 ) can be influenced Magnetic field is positioned to detect the magnetic field change caused by torsion of the torsion 05 ) is caused when the torque on the torsion ( 05 ) acts.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the torsion disc ( 05 ) by coupling agent ( 10 ) with the driving machine element ( 02 ) and / or the driven machine element ( 03 ), the coupling agents ( 10 ) are selected from the following group: - surfaces with spur gear teeth; - surfaces with keyway-groove connection; - Pencils; - Bolt; - Rivets.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic field sensor ( 11 ) non-contact to the torsion disc ( 05 ) is placed.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the torsion disc ( 05 ) is annular and an axial Torsionsscheiburchgangsöffnung ( 08 ) having.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the torsion disc ( 05 ) is formed from a ferromagnetic and / or ferrimagnetic substance.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the driving machine element as a drive shaft ( 02 ), and the driven machine element is formed as a rotating part of a bearing.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to claim 6, characterized in that on the drive shaft ( 02 ) a coaxial cylindrical guide surface ( 09 ) is formed, on which the torsion disc ( 05 ) is stored.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to claim 6 or 7, characterized in that a connecting element ( 06 ) coaxial with the axis of rotation ( 04 ) through a passage opening ( 07 ) in the inner ring ( 03 ) of the wheel bearing and through the torsion disc ( 05 ) and on the drive shaft ( 02 ) is coaxially mounted to axially clamp these three parts together.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to claim 8, characterized in that the connecting element is a screw ( 06 ), which is in a coaxial with the drive shaft ( 02 ) arranged internal thread is screwed.

Torque measuring arrangement ( 01 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is an integral part of a wheel bearing on a motor vehicle.