[发明专利]用于测量轴上的转矩的测量组件、曲柄传动机构和车辆

说明书

本发明涉及一种用于测量轴上的转矩和尤其是该轴的扭矩的测量组件，该测量组件具有传感器装置、传感器保持件以及至少一个力元件，该传感器装置设置成测量由轴承载的或产生的磁场，该传感器保持件用于保持传感器装置以及用于使传感器装置相对于轴的外周面的区域布置，该至少一个力元件设置成用于通过力加载使传感器保持件相对于轴的外周面的区域位置固定地布置，其中，该至少一个力元件设置成用于将拉力如此施加到传感器保持件上，使得通过拉力将传感器保持件拉到轴的外周面的区域上。

技术领域

本发明涉及用于测量轴上的转矩的测量组件、曲柄传动机构和车辆。本发明尤其涉及用于测量轴的扭矩的测量组件、用于能够通过肌力和/或马达力运行的车辆的曲柄传动机构和能够通过肌力和/或马达力运行的车辆。

背景技术

电动的和/或能够通过肌力运行的车辆由现有技术以不同的构型已知。在这类车辆中通常期望的是，测定作用到轴上的扭转的力矩或转矩。在此，可以充分利用磁致伸缩、磁致弹性或可逆的磁致伸缩或磁致弹性的效应。该效应基于磁性的、尤其是铁磁材料由于所施加的磁场而产生的变形。相应的主体在体积恒定的情况下经受弹性长度变化。相反地，在可逆的磁致伸缩或磁致弹性的情况下通过所施加的长度或形状变化改变磁特性。

这可以被充分利用来确定作用到轴上的转矩。为此，轴的一部分构造有以下材料或由以下材料形成，该材料显示出可逆的磁致伸缩或磁致弹性的效应。

然而问题是，在轴的这一部分与要测量磁场和该磁场的变化的传感器之间存在确定的间距，因为传感器与传感器保持件一起布置在待测量轴的外部。如果传感器和传感器轴(即这样的轴，该轴的转矩或扭矩被确定并且该轴相应地以磁致伸缩的材料构造)彼此不恒定同心地定向，那么可以出现传感器信号的静态的测量偏差，该测量偏差由传感器和传感器轴之间的不同间距或气隙决定。

附加地，通过轴的圆周运转中的和同轴度的误差也可以出现动态误差，该动态误差对传感器信号和该传感器信号的分析处理产生消极影响。

发明内容

与此相对，根据本发明的测量组件具有以下优点：在一方面传感器保持件和传感器与另一方面的待测量轴之间的间距或气隙可以构造得特别小或甚至可以最小化，并且在轴旋转时该间距或气隙的变化同样可以保持特别小或甚至可以被补偿。根据本发明，这通过用于测量轴上的转矩、尤其是轴的扭矩的测量组件实现，该测量组件构造有：传感器装置，该传感器装置设置成用于测量由轴承载的或产生的磁场；传感器保持件，该传感器保持件用于保持传感器装置以及用于使传感器装置相对于轴的外周面的区域布置；和至少一个力元件，该力元件设置成用于尤其在测量组件已装配的状态中通过加载力使传感器保持件相对于轴的外周面的区域位置固定地并且尤其关于位置、取向和/或间距方面在时间上稳定地布置。

附加地，所述至少一个力元件设置成用于将拉力如此施加到传感器保持件上，使得通过拉力将传感器保持件拉到轴的外周面的区域上。这能够实现传感器保持件和根据本发明的测量组件的、接收在该传感器保持件中的传感器装置相对于待测量轴的外周面的区域特别紧密的布置，以便测量该轴承载的或产生的磁场和/或该磁场的变化。

通过拉力元件将传感器安装在待测量轴的表面上。因此，可以避免增大的气隙，该气隙可以基于该组件的公差链形成，该公差链本身由固定的壳体装配并且由制造公差引起。此外，根据本发明，可以通过传感器保持件和力元件的组合来补偿在圆周运转中的误差和轴的倾斜并且由此补偿角度误差。

下面示出本发明的优选扩展方案。

在根据本发明的测量组件的有利构型方式中，所述至少一个力元件设置成以拉力作用在传感器保持件的面向轴的外侧上。该措施提供了根据本发明的测量组件的特别简单的结构，因为在存在拉力的情况下能够使用在外部壳体上没有支撑点的组件。

特别有利的是，所述至少一个力元件构造为弹性力元件、尤其构造为弹动元件或类似元件。通过该措施在测量组件中设定特别高度的可再现性，因为力元件基于它的弹性可以针对相应的要求来调节。