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Dokumentenidentifikation DE102007007951A1 29.11.2007
Titel Getriebe
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Herdemerten, Markus, Dipl.-Ing., 71409 Schwaikheim, DE;
Schupp, Carsten, Dipl.-Ing., 73734 Esslingen, DE
DE-Anmeldedatum 17.02.2007
DE-Aktenzeichen 102007007951
Offenlegungstag 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse F16H 63/42(2006.01)A, F, I, 20070217, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 59/38(2006.01)A, L, I, 20070217, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufbau eines mit mehreren Drehzahlsensoren zu bestückenden Getriebes mit mehreren Getriebeelementen (1 bis 7), die betriebsgemäß unterschiedliche Drehzahlen (nVGW; nHW) aufweisen können, zu vereinfachen und dessen Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen.
Dazu sind mindestens zwei innerhalb eines Getriebegehäuses (22) anzuordnende Drehzahlsensoren (12, 14) zur Bestimmung der Drehzahl (nVGW; nHW) je eines Getriebeelements (2; 6) in einer gemeinsamen Baueinheit (17) angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Klauengetriebe, mit mehreren Getriebeelementen, die betriebsgemäß unterschiedliche Drehzahlen aufweisen können.

Bei Getrieben mit mehreren wellen unterschiedlicher Drehzahlen bzw. von diesen getragenen oder mit diesen zum Beispiel über Zahnräder in Eingriff stehenden Getriebeelementen, ist es häufig wünschenswert und für einen sicheren Betrieb oft notwendig, die individuellen Drehzahlen bestimmter Getriebeelemente zu kennen. Insbesondere bei Hochleistungsschaltgetrieben oder Automatikgetrieben ist die Kenntnis dieser Drehzahlen zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs erforderlich.

Dazu ist denkbar, für die einzelnen, hinsichtlich ihrer Drehzahl zu überwachenden Getriebeelemente jeweils einen drehzahlsensitiven bzw. die Drehzahl ermittelnden Sensor (nachfolgend verallgemeinert auch als Drehzahlsensor bezeichnet) vorzusehen. Der Begriff Drehzahlsensor ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung weit zu verstehen und umfasst insbesondere – ohne darauf beschränkt zu sein – Sensoren, die mit geeigneten, an dem Getriebeelement vorhandenen oder vorgesehenen detektierbaren Formelementen oder Markierungen zusammenarbeiten.

Die Handhabung der einzelnen Sensoren bei der Montage, der damit verbundene logistische Aufwand, die entsprechende Gestaltung und Bearbeitung getriebegehäuseseitiger Aufnahmen für die Sensoren und insbesondere Dichtungsprobleme bei geschmierten Getrieben führen zu einem relativ hohen Fertigungs- und Dichtungsaufwand.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, den Aufbau eines mit mehreren Drehzahlsensoren zu bestückenden Getriebes zu vereinfachen und dessen Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Getriebe mit mehreren Getriebeelementen, die betriebsgemäß unterschiedliche Drehzahlen aufweisen können und mit mindestens zwei innerhalb eines Getriebegehäuses angeordneten Drehzahlsensoren zur Bestimmung der Drehzahl je eines Getriebeelements kooperieren, wobei die mindestens zwei Drehzahlsensoren in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind.

Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht damit darin, dass die Getriebegehäusebearbeitung zur Bildung einer geeigneten Aufnahme für mehrere Drehzahlsensoren deutlich vereinfacht ist, weil nur noch eine einzige Baueinheit anzuordnen und zu montieren ist. Zudem wird der Platzbedarf für die Sensoren reduziert. Außerdem ist während der Montage nur eine einzige Baueinheit zu handhaben, zu montieren und insbesondere anzuschließen. Der mit dem elektrischen Anschluss verbundene Aufwand ist dadurch erheblich reduziert und insbesondere notwendige Kabelführungen, der Verkabelungsaufwand und vor allem der Dichtungsaufwand bei der Kabeldurchführung durch das Gehäuse vermindert.

Besonders bevorzugt kann die Baueinheit mit einem geeigneten Montageabschnitt oder Montagefuß in einem Gehäusesteg des Getriebegehäuses aufgenommen oder gelagert sein.

Nach einer konstruktiv bevorzugten Ausgestaltung können die Sensoren in einem kragträgerartig hervorstehenden Fortsatz der Baueinheit angeordnet sein. Sie können damit besonders nahe den drehzahlmäßig zu überwachenden Getriebeelementen bzw. dort vorhandenen Markierungen zur Drehzahlmessung gegenüberliegend angeordnet sein. Die Markierungen können unmittelbar in der geometrischen Form des Getriebeelementes bestehen (beispielsweise der Zahnung eines Getriebezahnrades) oder aber in Form separater, dadurch in der Genauigkeit noch weiter erhöhter Markierungen, wie beispielsweise Impulssterne, vorgesehen sein.

Besonders bevorzugt können die Drehzahlsensoren quasi Rücken an Rücken angeordnet und jeweils einer Markierung zur Drehzahlmessung je eines Getriebeelementes zugewandt sein. Auch hier wirkt sich die kragträgerartige Anordnung der Drehzahlsensoren besonders vorteilhaft aus, weil der Kragträger in einen Spalt zwischen zwei umlaufenden Drehzahlmarkierungen an jeweils einem Getriebeelement hineinragen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in Längsschnitt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe.

Das Getriebe weist eine Vielzahl von Getriebeelementen 1 bis 7 auf. Die Getriebeelemente können beispielsweise Zahnräder 1, 2, 7 mit einer Außenverzahnung sein, Bestandteile eines Planetengetriebes (Planetenrad 3, Hohlrad 4, Planetenträger 5 oder eine Hauptwelle 6). Betriebsgemäß ist es – beispielsweise zum automatischen energieoptimierten Schalten eines Getriebes – erforderlich, die aktuellen Drehzahlen nVGW oder nHW einzelner Getriebeelemente 2, 6 zu kennen. Zur präzisen Drehzahlermittlung ist das Zahnrad 2 mit einem Impulsstern 10 versehen, der in an sich bekannter Weise für einen Drehzahlsensor 12 detektierbare, drehzahlabhängige Impulse generiert. Insoweit ist im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung unter dem Begriff Drehzahlsensor stets ein Element zu verstehen, das im Zusammenwirken mit geeigneten Markierungen an einem Getriebeelement (die dem Getriebeelement inhärent sein können oder zusätzlich dort aufgebracht sind) ein drehzahlabhängiges auswertbares Signal liefert.

Zusätzlich ist ein zweiter Drehzahlsensor 14 vorgesehen, der mit einem zweiten entsprechenden Impulsstern 15 kooperiert, der ortsfest mit dem weiteren Getriebeelement – beispielsweise der Welle 6 – verbunden ist. Der Impulsstern 15 ist mit der Hauptwelle, insbesondere mit dem Innenring eines Hauptwellenlagers verbunden.

Damit liefert der erste Sensor 12 im Zusammenspiel mit dem Impulsstern 10 ein die Drehzahl der Vorgelegewelle nVGW und der zweite Sensor 14 im Zusammenwirken mit dem Impulsstern 15 ein die Drehzahl der Hauptwelle 6 nHW repräsentierendes Sensorsignal. Die Sensorsignale gelangen über eine Leitung 16 zu einer nicht dargestellten, integrierten oder äußeren Auswerte- oder Steuereinrichtung.

Die beiden Sensoren 12, 14 sind "Rücken an Rücken" in eine gemeinsame Baueinheit 17 integriert. Ihr sensibler Sensorbereich 18, 19 ist somit also dem jeweiligen Impulsstern 10, 15 als kooperierender drehzahlsignalgenerierender Partner zugewandt. Die Baueinheit 17 kann bevorzugt als flacher Quader oder zylinderstiftförmig ausgestaltet sein und ist in ein Bohrloch 20 eines feststehenden Steges 21 des nicht näher dargestellten Getriebegehäuses 22 teilweise mit seinem Fuß 24 eingesteckt oder eingesetzt und fixiert. Damit ragen die Sensoren 12, 14 in den Freiraum 26 zwischen den Impulssternen 10 und 15 hinein. Der außerhalb des Bohrlochs 20 befindliche Fortsatz 28 der zylinderstiftförmigen Baueinheit 17 erstreckt sich damit wie ein Kragträger von dem Steg 21 weg. Damit ist der Einbau- und Montageaufwand sowie der Platzbedarf minimiert, denn es ist zur Anordnung zweier (oder mehr) Drehzahlsensoren nur eine Aufnahme (Bohrloch) 20 herzustellen und zu bearbeiten. Da die Sensoren als integrierte Einheit ausgebildet sind, kann auch ihre elektrische Versorgung bzw. Datenanschluss über eine einzige Leitung 16 erfolgen, wodurch sich der Verkabelungsaufwand minimiert und nur eine Durchführung zu dichten ist. Dies vermindert die Herstellungskosten und erhöht die Zuverlässigkeit des Getriebes.

Die Impulssterne fungieren somit also als Impulsgeber für die Drehzahlsensoren 12, 14, wobei auch Drehzahlsensoren Verwendung finden könnten, die unmittelbar mit geometrischen Elementen der Getriebeelemente – beispielsweise den einzelnen Zähnen der Getriebezahnräder – kooperieren könnten.

1
Zahnrad
2
Zahnrad
3
Planetenrad
4
Hohlrad
5
Planetenträger
6
Hauptwelle
7
Zahnrad
10
Impulsstern
12
Drehzahlsensor
14
Drehzahlsensor
15
Impulsstern
16
Leitung
17
Baueinheit
18
sensibler Sensorbereich
19
sensibler Sensorbereich
20
Bohrloch
21
Steg
22
Getriebegehäuse
24
Fuß
26
Freiraum
28
Fortsatz
29
Durchführung
nVGW
Drehzahl
nHW
Drehzahl


Anspruch[de]
Getriebe mit mehreren Getriebeelementen (1 bis 7), die betriebsgemäß unterschiedliche Drehzahlen (nVGW; nHW) aufweisen können und mit mindestens zwei innerhalb eines Getriebegehäuses (22) angeordneten Drehzahlsensoren (12, 14) zur Bestimmung der Drehzahl (nVGW; nHW) je eines Getriebeelements (2; 6) kooperieren, wobei die mindestens zwei Drehzahlsensoren (12, 14) in einer gemeinsamen Baueinheit (17) angeordnet sind. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Baueinheit (17) in einem Gehäusesteg (21) des Getriebegehäuses (22) gelagert ist. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drehzahlsensoren (12, 14) in einem kragträgerartig hervorstehenden Fortsatz (28) der Baueinheit (17) angeordnet sind.






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