[发明专利]用于机动车辆的传感器装置的磁体单元，具有磁体单元的传感器装置和具有传感器装置的机动车辆

说明书

本发明涉及一种用于传感器装置的磁体单元(10)，所述传感器装置用于获取表征机动车辆转向轴的旋转状态的测量变量到传感器装置和机动车辆，其中，磁体单元(10)包括套筒(11)和磁体元件(12)，磁体元件(12)以正锁定的方式连接到套筒(11)，其中，套筒包括连接凸缘(11B)，所述连接凸缘(11B)在径向方向上向外延伸并且包括具有用于连接到磁体元件(12)的径向外部面(14)的至少一个切口(11C)，并且，磁体元件(12)包括连接元件(12B)，所述连接元件(12B)在轴向方向上延伸并且包括用于连接到套筒(11)的径向内部面(13)，其中，连接元件(12B)延伸穿过连接凸缘(11B)中的切口(11C)并且被配置成使得连接元件(12B)在切线方向和轴向方向上连接凸缘(11B)形成正锁定连接，其中磁体单元(10)配置成使得连接元件(12)的径向内部面(13)相对于相关联的切口(11C)的径向外表面(14)在径向方向上间隔开。

技术领域

本发明涉及一种用于传感器装置的磁体单元，该传感器装置用于获取表征机动车辆的转向轴的旋转状态的测量变量，其中磁体单元包括套筒，所述套筒用于将磁体单元连接到转向轴的第一部分，所述磁体单元还包括磁体元件，所述磁体元件连接到套筒并且包括磁性有效的磁体部分。本发明还涉及一种用于获取表征机动车辆的转向轴的旋转状态的测量变量的传感器装置，并且本发明还涉及一种具有这种传感器装置的机动车辆。

背景技术

一般的磁体单元例如用在用于测量施加到机动车辆的转向轴的扭矩的扭矩传感器装置中。从例如EP 01269133B1的现有技术可以基本上了解这种磁体单元起作用的方式。

磁体单元通常配置成附接到转向轴的两个部分中的一个，所述部分在轴向方向上彼此相对，其中为了确定转向轴的旋转状态，可以将传感器装置附接到另一轴部分，所述传感器装置具有磁性定子，该磁性定子设置成在与磁体单元的磁体元件相对的径向方向上布置，并且在磁性定子和磁体元件之间具有小的气隙。借助于定子，可以将磁通量从磁体元件经由磁通导体传输到磁传感器，例如到霍尔传感器，以产生传感器信号，该磁通量在磁体元件中发生并且取决于轴的旋转状态。

一般的磁体单元通常包括配置为永磁体的环形磁体元件，并且通常还包括金属套筒，借助于该金属套筒，磁体单元可以连接到转向轴，其中已知将套筒以不可旋转的方式连接到转向轴，例如通过粘附、焊接、填隙或通过压配连接。

挑战总是存在，一方面在于，在磁体单元和转向轴之间产生永久的不可旋转的连接，另一方面在于，在磁体元件和套筒之间产生尽可能无间隙和的不可旋转的连接。

一般磁体单元的磁体元件通常由填充有磁性颗粒的合成材料构造，并且通常使用合成材料注塑成型的方法制造。一方面，已知将磁体元件直接注塑成型到套筒或者将在套筒周围注塑成型磁性材料。另一方面，已知的是，首先单独地制造套筒和磁体元件，并且随后例如通过粘附两个部件或者通过利用另外的合成材料共同注塑成型两个部件来将两者彼此连接。

由于磁性颗粒的填充水平通常较高，合成材料通常相对脆或弹性较小，特别是在低温的情况下。由于套筒和磁体元件具有不同热膨胀系数，所以随着合成材料熔体冷却，可能产生热致收缩应力，特别是如果磁体元件直接注塑成型到套筒上或如果在套筒周围注塑成型磁性材料，并且所述收缩应力可以导致在磁体元件中形成裂缝。

此外，特别是如果磁体元件注塑成型到套筒或者粘附到套筒，在操作期间发生温度波动的情况下，磁体单元中也可能产生热致应力，这同样可以引起在磁体元件中形成裂缝。

出于这个原因，在DE 10 2009 039 082A1中提出，首先单独地制造套筒和磁体元件并且随后将两个部件以正锁定(positive-locking)方式将两个部件连接到彼此而不是将两个部件彼此粘合，其中为此目的，套筒包括具有径向向外延伸的凸缘的衬套形基体，并包括沿圆周方向分布的多个切口。磁体元件相对于套筒以同心方式配置并且布置在所述套筒外部并且在其端面处包括多个圆顶，所述圆顶相对于切口以对应的方式配置并且在套筒的凸缘中延伸穿过所述切口并且以正锁定方式连接到凸缘。