Patent DE-102017210655-B4 (DE)
Title: Drehwinkelsensor
Inventor: UTERMOEHLEN FABIAN
IPC: G01B7/30
Filed: 2017-06-23
Granted: 2023-12-21
Abstract: Drehwinkelsensor (10) zur Erfassung eines Drehwinkels, umfassend:ein Statorelement (12) mit einer Sendespule (20) und wenigstens zwei Empfangsspulen (22, 22a, 22b, 22c),wobei die Sendespule (20) und die Empfangsspulen (22, 22a, 22b, 22c) auf einer Leiterplatte (18) angeordnet sind;ein bezüglich des Statorelements (12) um eine Drehachse (A) drehbar gelagertes Rotorelement (14), über das die Sendespule (20) mit den Empfangsspulen (22, 22a, 22b, 22c) induktiv gekoppelt ist, so dass die induktive Kopplung von einem Drehwinkel zwischen dem Statorelement (12) und dem Rotorelement (14) abhängig ist und die Sendespule (20) in den Empfangsspulen (22, 22a, 22b, 22c) wenigstens zwei winkelabhängige Wechselspannungen induziert;wobei der Drehwinkelsensor (10) einen Messbereich (β) aufweist, der sich durch den Quotienten von 360° und einer ganzzahligen natürlichen Zahl (n) ergibt,dadurch gekennzeichnet, dassdie Empfangsspulen (22, 22a, 22b, 22c) die Drehachse (A) in einer Umfangsrichtung (U) im Wesentlichen vollständig umlaufen,wobei jede Empfangsspule (22, 22a, 22b, 22c) durch eine Mehrzahl benachbarter Teilwindungen (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) gebildet ist,wobei benachbarte Teilwindungen (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) bezüglich der Stromlaufrichtung gegensätzlich orientiert sind,wobei jede Teilwindung (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f) bezüglich einer radialen Richtung (R), die sich von der Drehachse (A) nach außen erstreckt,gebildet ist aus Abschnitten von wenigstens zwei nach links gekrümmten kreisbogenförmigen Leiterbahnen (42) und Abschnitten von wenigstens zwei nach rechts gekrümmten kreisbogenförmigen Leiterbahnen (40),wobei alle linksgekrümmten Leiterbahnen (42) und alle rechtsgekrümmten Leiterbahnen (40) denselben Krümmungsradius aufweisen,wobei sich alle linksgekrümmten Leiterbahnen (42) und alle rechtsgekrümmten Leiterbahnen (40) zwischen zwei konzentrischen Kreisen um die Drehachse (A) erstrecken, einem ersten Kreis (91) mit einem ersten Radius (r1) und einem zweiten Kreis (92) mit einem zweiten Radius (r2),wobei ein dritter Kreis (93) gegeben ist, der konzentrisch zum ersten Kreis (91) gelegen ist und einen dritten Radius (r3) aufweist, der sich aus dem Mittelwert des ersten Radius (r1) und des zweiten Radius (r2) ergibt,wobei eine erste rechtsgekrümmte Leiterbahn (40) durch drei Punkte verläuft,– durch einen ersten Punkt (P1), der auf dem ersten Kreis (91) liegt;-- durch einen zweiten Punkt (P2), der auf dem dritten Kreis (93) liegt und in Umfangsrichtung (U) um ein Viertel des Messbereichs (β) gegenüber dem ersten Punkt (P1) verdreht ist,-- durch einen dritten Punkt (P3), der auf dem zweiten Kreis (92) liegt und in Umfangsrichtung (U) um die Hälfte des Messbereichs (β) gegenüber dem ersten Punkt (P1) verdreht ist,wobei die weiteren rechtsgekrümmten Leiterbahnen (40) sich aus der vorfolgenden rechtsgekrümmten Leiterbahn (40) durch eine Drehung um die Drehachse (A) um die Hälfte des Messbereichs (β) in Umfangsrichtung (U) ergeben,wobei sich die linksgekrümmten Leiterbahnen (42) ergeben durch Spiegelungen der rechtsgekrümmten Leiterbahnen (40) jeweils an einer Radiallinie (L), die sich von der Drehachse (A) durch den Schnittpunkt (S) der jeweiligen rechtsgekrümmten Leiterbahn (40) mit dem dritten Kreis (93) erstreckt.