CN101449171A - 用于测定变速器轴转速的布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测定变速器轴(3)转速的布置，该布置具有变速器轴(3)、与变速器轴(3)抗扭地连接的转速探测器以及固定的转速传感器(34)，借助该转速传感器(34)可以获取转速探测器上的转速。根据本发明，转速探测器设置在联接装置(19)的轴向上可推移地且抗扭地布置在变速器轴(3)上的换挡轴环(20)的周边上。此外，本发明涉及一种具有这种布置的变速器以及一种用于测定变速器轴(3)转速的方法。

Description

用于测定变速器轴转速的布置

技术领域

本发明涉及一种用于测定变速器轴转速的布置，该布置具有变速器轴、与变速器轴抗扭地连接的转速探测器以及固定的转速传感器，借助该转速传感器可以获取转速探测器上的转速。此外，本发明涉及一种具有这种设置的变速器以及一种用于测定变速器轴转速的方法。

背景技术

由现有技术中公知不同的用于测定变速器轴转速的布置。这种同样作为转速获取装置公知的、用来产生针对汽车等的速度信号的布置基本包括与相应的变速器轴抗扭地连接的信号探测器或者转速探测器，固定的转速探测器配属于该信号探测器或者转速探测器，以便由转速探测器获取转速。

DE 198 14 758 A1公开了一种用于测定轴转速的装置。该已知的装置具有与所述轴抗扭地连接的、以齿轮的方式构成的信号探测器，其中，所述齿轮的齿各自一个陡的齿面和一个平坦的齿面。此外设置有类似的霍尔效应传感器，该传感器获取径向上在齿轮周边上的转速，也就是齿上的转速。由于两个齿面的齿面坡度不同，使得即使在轴以非常低的转速旋转情况下，也能仅凭借一个传感器并在恒定的更新率下对轴的转速和转向进行测定。

DE 103 47 494 A1公开了一种类似的布置，在该布置中应当测定变速器轴上的转矩。为了这一目的，该已知的装置包括如下所述的变速器轴，转速探测器齿轮抗扭地布置在该变速器轴上，其中，固定的转速传感器也配属于转速探测器齿轮。转速探测器齿轮的齿在转动经过转速传感器时产生电脉冲，所述电脉冲传导到相应的评估单元。

上述现有技术在实践中得到证明，但附加的信号探测器、转速探测器或者转速探测器齿轮一方面导致加大变速器的总长度的增大和另一方面导致总重量的增大，这对于变速器在汽车内部确定的布置是不利的。

与此相比，DE 102 23 625 A1提出一种用于汽车变速器的转速获取装置，该装置同样包括信号探测器和传感器，其中，信号探测器被整合到用于从动侧轴密封圈的防尘罩内。防尘罩布置在变速器壳体的外部并与变速器的从动侧抗扭地连接，而传感器则固定在壳体上的外部。该解决方案就此而言具有如下优点，即现有的防尘罩同时起到信号探测器的作用，变速器的重量由此并没有由于附加的构件而提高。但外置传感器导致变速器变大，变速器的变大使装入汽车等内变得困难。此外，必需的是，对防尘罩进行相应地改动，以便可以起到信号探测器的作用。于是，例如提出，在防尘罩的周边上设置有等间距的加高部，所述加高部不仅进一步增加了变速器的尺寸，而且还导致提高了制造开支。

发明内容

本发明的目的因此在于，完成一种用于测定变速器轴转速的布置，该布置克服上述缺点。此外，本发明的目的在于，完成一种具有这种有利的布置的汽车变速器。另外，本发明的目的在于，说明一种用于测定变速器轴转速的方法。

该目的的解决方案借助根据权利要求1、15或17所述的特征来进行。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于测定变速器轴转速的布置具有变速器轴。在此，变速器轴例如可以是变速器的传动轴、副轴、主轴或者从动轴。转速探测器与变速器轴抗扭地连接。此外，还设置有固定的转速传感器，借助该转速传感器可以获取转速探测器上的转速。转速探测器设置在换挡轴环的周边上，这例如也可以包括把转速探测器整合到换挡轴环整体中。换挡轴环可在轴向上推移地且抗扭地布置在变速器轴上并且是联接装置的部件。作为联接装置例如可以考虑牙嵌式离合器，该牙嵌式离合器此外也包括所称的换挡轴环。此外，联接装置例如也可以包含同步装置。该联接装置例如可以用于变速器轴与变速器轴上的浮动齿轮或者与其它变速器轴的联接。

转速探测器因此以啮合装置现有的换挡轴环为基础，由此类似于由DE 102 23 625 A1所公知的转速获取装置，现有的变速器部件部分地起到转速探测器的作用。在无需完整的转速探测器齿轮的情况下，一方面实现重量降低和另一方面实现变速器长度减小。此外，相对于根据DE 102 23 625 A1的现有技术获得如下优点，即为设置转速传感器可以把变速器内部的如下空间用于所述转速传感器的布置，该空间本来在换挡轴环周边的区域内可供使用。按照这种方式，不会像为防尘罩设置在变速器壳体的外部的传感器那样增大变速器。此外，在采用根据本发明布置的变速器中可以取消用于轴密封圈的防尘罩，尤其是对于测定变速器轴的转速无需该防尘罩。

在根据本发明的布置的优选实施方式中，转速传感器如此取向，使得可以获取换挡轴环周边上的转速探测器上的径向转速。该转速传感器例如可以是霍尔效应传感器或者感应传感器。例如通过转速传感器的侧向的径向的布置可以实现的径向可获取性在换挡轴环可以在轴向上推移的情况下都是有意义的，这在轴向获取时可能会导致换挡轴环与转速传感器相撞。

在根据本发明的布置特别优选的实施方式中，换挡轴环具有外啮合部，外啮合部可以与所要联接的变速器部件的内啮合部啮合。所要联接的变速器部件例如可以是该变速器轴上的浮动齿轮或者是其它变速器轴。转速探测器在该实施方式中由换档轴环的外啮合部构成。按照这种方式，为与其它变速器部件联接所必需的外啮合部以不变的方式也可以作为转速探测器使用，也就是说，换挡轴环不需要像在公开的防尘罩(DE 102 23 625 A1)中那样需要专门地配合。因此，该布置的结构被简化并且加工开支降低。

在根据本发明的布置的另一有利的实施方式中，换挡轴环可从中间位置推移到第一联接位置内，在第一联接位置内，外啮合部与所要联接的第一变速器部件(例如变速器轴上的第一浮动齿轮或者其它变速器轴)的内啮合部啮合。

如根据本发明的布置的另一有利的实施方式，换挡轴环还可以从中间位置出发在相反的方向上被推移到第二联接位置内，在该位置上，外啮合部与所要联接的第二变速器部件的内啮合部啮合。对于相反的方向在此可以理解为，该相反方向与如下方向相反，即在该方向上，换挡轴环被推移到第一联接位置内。

为保证所述布置可以持久地测定变速器轴的转速，转速传感器在根据本发明的布置优选实施方式中如此布置，使得可以在中间位置、第一联接位置和第二联接位置内获取外啮合部处的转速。于是，转速传感器例如可以如此布置，使得该转速传感器可以在外啮合部的中部区域内获取换挡轴环中间位置上的转速，而该转速传感器分别在外啮合部的外部区域内获取所述两个联接位置上的转速。在每种情况下均保证，在换挡轴环被推移到的所有预先确定的位置上进行对外啮合部处的获取。

在根据本发明的布置的另一有利的实施方式中，设置有换挡拨叉来推移换档轴环。

在使用换挡拨叉时，为了一方面保证换挡轴环可靠地推移和另一方面保持持久地获取外啮合部处的转速，在根据本发明的布置的优选的实施方式中，换挡轴环内设置有环绕槽，换挡拨叉嵌入该槽内。在此，外啮合部具有两个侧向的外啮合部节段，环绕槽在两个外啮合部节段之间延伸。然后在换挡轴环的中间位置和第一联接位置上，转速可以在所述外啮合部节段之一处获取，而在换挡轴环的第二联接位置的转速则可以在另一个外啮合部节段处获取。为实现这些，转速传感器、外啮合部节段和环绕槽的尺寸确定和布置必须相应地彼此协调。这样虽然在转速传感器位于环绕槽之上的时候不能读出转速，但在换挡轴环的预先确定的中间位置和联接位置上，确保可以获取各个外啮合部节段处的转速。

在根据本发明的布置的另一有利的实施方式中，转速传感器在端侧固定在传感器臂上，所述传感器臂一直延伸直至换挡轴环或换挡轴环的转速探测器。

为了合理地利用变速器壳体内部的空间，传感器臂在根据本发明的布置的另一有利的实施方式中固定在变速器壳体上并延伸穿过调节器室。在此，对于调节器室可以理解为是指变速器壳体内部如下的空间，变速器换挡装置的调节机构(例如滑轨换挡装置的滑轨)位于该空间内。

如根据本发明的布置另一优选实施方式，传感器臂的传感器侧节段，也就是传感器臂的容纳转速传感器的节段被这样构成，使得该节段在中间位置、第一联接位置和/或者第二联接位置上无碰撞地延伸到换挡拨叉开口内或者延伸穿过换挡拨叉开口。在此，对于换挡拨叉开口可以理解为是指如下的开口，即在换挡拨叉的两个牵杆与环绕的换挡轴环之间保留的那个开口。

在根据本发明的布置的另一优选实施方式中，传感器臂的传感器侧节段与换挡拨叉开口对置地并在换挡拨叉开口的方向上错开地布置。对于侧向错开在此可以理解为是指相对于传感器臂固定侧节段的侧向错开。在该实施方式中，传感器侧的节段在推移换挡拨叉时沉入到换挡拨叉开口内，而换挡拨叉未与固定侧的节段碰撞。

为了有效地利用变速器壳体内部的被传感器臂占用的空间，在根据本发明的布置中另一有利的实施方式中，在变速器轴上设置有浮动齿轮，该浮动齿轮可通过联接装置与变速器轴联接，其中，在传感器臂上还设置有齿轮组转速传感器，借助该齿轮组转速传感器可以获取同一啮合部处浮动齿轮的转速。传感器臂因此用于容纳另一测量部件该测量部件无需附加的支架。

在根据本发明的布置的另一有利的实施方式中，所要联接的变速器部件是所述变速器轴上的浮动齿轮或者另一变速器轴上的固定齿轮。在后一种情况下，例如也可以是变速器的传动轴，其中，通过变速器部件的联接可以挂入所谓的直接挡。

根据本发明的汽车变速器具有用于测定变速器轴转速的根据本发明的布置。

在根据本发明的变速器的优选实施方式中，变速器轴是变速器的主轴，其中，还设置有两个副轴，主轴可以悬浮地支承在两个副轴之间。

用于测定变速器轴转速的根据本发明的方法包括如下方法步骤：提供具有变速器轴和联接装置的变速器(该联接装置具有可轴向推移的并与变速器轴抗扭地连接的换挡轴环)，以及获取换挡轴环周边上的转速。变速器最好是此前所称类型的变速器。

附图说明

下面借助关于附图的示例性的实施方式对本发明进行详细说明。其中：

图1示出具有根据本发明的用于测定变速器轴转速的布置的变速器示意图；

图2示出图1的布置在换挡轴环处于中间位置时的部分侧视图；

图3示出图2的布置在箭头A方向上的视图；

图4示出在换挡轴环处于第一联接位置时的图2的布置；以及

图5示出在换挡轴环处于第二联接位置时的图2和4的布置。

具体实施方式

图1示出用于汽车的变速器1的示意图，其中，变速器具有用于测定变速器轴转速的布置。变速器1是具有传动轴2、主轴3和从动轴4的同轴变速器，传动轴2、主轴3和从动轴4依次布置在轴线5上。主轴3通过仅示意示出的行星齿轮变速装置6与从动轴4连接。此外还设置有两个副轴7、8，它们以平行于传动轴2、主轴3和从动轴4的方式沿两条轴线9、10延伸。在副轴7、8上分别固定传动齿轮11、12，传动齿轮11、12与传动轴2的从动齿轮13啮合，从而副轴7、8可以通过传动轴2传动。此外，副轴7、8上设置有其它固定齿轮14、15，它们与主轴3上的浮动齿轮16、17保持啮合。主轴3悬浮地支承在两个副轴7、8之间并具有足够的间隙地支承在传动轴2与从动轴4之间。变速器1还具有变速器壳体18，传动轴2和从动轴4的背离主轴3的端部向外延伸穿过该壳体。

为使主轴3与浮动齿轮16、17之一可以产生抗扭的连接或联接，主轴3上具有联接装置19。联接装置19具有换挡轴环20，换挡轴环20可以在轴向上推移并通过轴环支架21抗扭地布置在主轴3上。在浮动齿轮16、17的朝向换挡轴环20的侧上还设置有凹陷处，换挡轴环20可推移到该凹陷处内，其中，在凹陷处的内部设置有内啮合部22、23，稍后将对内啮合部22、23的功能进行探讨。

下面结合图2至5对该布置的其它结构进行描述。图2示出该布置的部分侧视图。换挡轴环20具有被构成为直齿式外啮合部24。此外，在换挡轴环20内设置有中部环绕槽25，中部环绕槽25将外啮合部24分成两个侧向的外啮合部节段26、27。为了能够轴向推移换挡轴环20，设置换挡拨叉28，换挡拨叉28在图3中以正视图中示出。换挡拨叉28包括两个牵杆29、30，牵杆29、30的一侧侧向上嵌入到换挡轴环内的环绕槽25中和另一侧聚拢在一起，以便共同固定在滑轨换挡装置的滑轨31上。滑轨31以与主轴3平行的方式延伸穿过在变速器壳体18内部的调节器室32延伸，该调节器室32在主轴3和浮动齿轮16、17的上方延伸。换挡拨叉28被构成得如此长，使得牵杆29、30与相邻的换挡轴环20之间保留换挡拨叉开口33，这些正如在图3中所辨识的那样。

该布置还包括转速传感器34，转速传感器34固定地布置在换挡轴环20的周边的附近并朝向换挡轴环20的外啮合部24。在此，转速传感器34在端侧固定在传感器臂35上。传感器臂35包括固定节段36，固定节段36固定在变速器壳体18上并延伸穿过调节器室32。在此，固定节段36首先基本在径向上分布，随后表现出如下的分布，该分布与主轴3基本平行地取向。固定节段36上连接有传感器侧的节段37，节段37也在径向上一直延伸直至推移轴环20并在其端部上容纳转速传感器34。根据固定节段36的分布，与换挡拨叉开口33对置(图3)的传感器侧的节段37在换挡拨叉开口33的方向上错开地布置。。

在传感器臂35上还布置有齿轮组转速传感器38，齿轮组转速传感器38固定在固定节段36的与主轴3平行地取向的部分上，布置在浮动齿轮16的周边的附近并朝向浮动齿轮16的啮合部。借助该齿轮组转速传感器38可以附加地获取在同一啮合部处的浮动齿轮16的转速。

该布置还具有布置在换挡轴环20周边上的转速探测器。转速探测器由朝向转速传感器34的外啮合部24或换挡轴环20的外啮合部节段26、27形成。转速传感器34(在本示例中转素传感器34是霍尔效应传感器或者感应传感器)获取外啮合部24处的径向转速。这一点意味着，外啮合部24的从转速传感器34旁边旋转经过的齿在转速传感器34内产生脉冲，该脉冲继续传送到未示出的评估单元。后者可以由每个时间单位的脉冲数目计算出主轴3的转速。因此，对径向上转速的获取在现有变速器1中特别具有优点，因为在该变速器中主轴3的径向间隙小于其轴向间隙，从而转速传感器34的公差范围(在该范围内可以可靠地实施转速测定)大于径向间隙。

下面结合图2到5描述该布置的实施方式的其它特征以及其工作原理。

在图2中，换挡轴环20位于中部的中间位置上，在该位置上换挡轴环20的外啮合部24不与相邻的浮动齿轮16、17的内啮合部22、23之一啮合，也就是说，浮动齿轮16、17不与主轴3抗扭地联接。转速传感器34可以获取外啮合部节段26处主轴3的转速，也就是获取在外啮合部节段26的处于环绕槽25附近的区域主轴3的转速。在中间位置上，传感器臂的传感器侧节段37部分地沉入牵杆29、30之间的换挡拨叉开口33内。由于传感器侧节段37相对于固定节段36的侧向错开，使换挡拨叉28与传感器臂25之间不发生碰撞。

换挡轴环20现在可以借助滑轨换挡装置和换挡拨叉28从中间位置轴向推移到图4所示的第一联接位置内。由此换挡轴环20进入浮动齿轮17内的侧向凹陷处内并与浮动齿轮17的内啮合部23啮合。因此传动轴2的转动可以通过副轴7、副轴8、固定齿轮14、固定齿轮15、被联接的浮动齿轮17和联接装置19传递到主轴3上。在换挡轴环20的第一联接位置上，转速传感器34还获取外啮合部节段26处的转速，但这一次转速传感器34是在远离环绕槽25布置的外啮合部节段26的区域内，因为换挡轴环20向右推移到第一联接位置内。在第一联接位置上，传感器臂35的传感器侧节段37不再延伸到换挡拨叉开口33内。

此外，换挡轴环20可以借助滑轨换挡装置和换挡拨叉28从中间位置(图2)轴向推移到图5所示的第二联接位置内。由此换挡轴环20进入浮动齿轮16内的侧向凹陷处内并与浮动齿轮16的内啮合部22啮合。因此传动轴2的转动可以通过副轴7、副轴8、固定齿轮14、固定齿轮15、被联接的浮动齿轮16和联接装置19传递到主轴3上。在换挡轴环20的第二联接位置上，转速传感器34现在获取外啮合部节段27处的转速，因为换挡轴环20向左推移到第二联接位置内。在第二联接位置上，传感器臂35的传感器侧节段37也延伸穿过换挡拨叉开口33，其中，这一点归功于传感器臂35的传感器侧节段37的侧向错开，从而在换挡拨叉35与传感器臂35之间不发生碰撞。

因此，转速传感器34的构造方案、环绕槽25的宽度和外啮合部节段26、27的宽度在本示例中被如此地相互协调，使得中间位置(图2)、第一联接位置(图4)和第二联接位置(图5)上的转速始终可以通过转速传感器34在外啮合部24上获取。在此，最好应当注意到，图中转速传感器34的中轴线(该中轴线在途中以附图标记38表示)在所称的每个位置上均指向外啮合部24。

Claims (17)

1.用于测定变速器轴(3)的转速的布置，所述布置具有变速器轴(3)、与所述变速器轴(3)抗扭地连接的转速探测器和固定的转速传感器(34)，借助所述转速传感器(34)能够获取所述转速探测器上的转速，其特征在于，所述转速探测器设置在联接装置(19)的换挡轴环(20)的周边上，该换挡轴环轴向可推移地且抗扭地布置在变速器轴(3)上。

2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，所述转速传感器(34)如此定向，使得能够获取在所述转速探测器上的径向转速。

3.根据权利要求1或2所述的布置，其特征在于，所述换挡轴环(20)具有外啮合部(24)，所述外啮合部(24)能够与所要联接的变速器部件(16、17)的内啮合部(22、23)啮合，其中，所述转速探测器由所述外啮合部(24)构成。

4.根据权利要求3所述的布置，其特征在于，所述换挡轴环(20)能够从中间位置推移到第一联接位置内，在所述第一联接位置上，所述外啮合部(24)与所要联接的第一变速器部件(16、17)的所述内啮合部(22、23)啮合。

5.根据权利要求4所述的布置，其特征在于，换挡轴环(20)还能够从所述中间位置沿相反的方向推移到第二联接位置内，在所述第二联接位置上所述外啮合部(24)与所要联接的第二变速器部件(17；16)的所述内啮合部(23；22)啮合。

6.根据权利要求4或5所述的布置，其特征在于，所述转速传感器(34)被如此布置，使得在所述中间位置、所述第一联接位置和所述第二联接位置上的转速能够在所述外啮合部(24)处被获取。

7.根据前述权利要求之一所述的布置，其特征在于，设置有用于推移所述换挡轴环(20)的换挡拨叉(28)。

8.根据权利要求7所述的布置，其特征在于，在换挡轴环(20)内设置有环绕槽(25)，所述换挡拨叉(28)嵌入到所述环绕槽(25)，其中，所述外啮合部(24)具有两个侧向外啮合部节段(26、27)，所述环绕槽(25)在所述两个侧向外啮合部节段(26、27)之间延伸并能够在所述中间位置和所述第一联接位置上获取所述一个外啮合部段(26；27)处的转速以及在所述第二联接位置获取所述另一个外啮合部节段(27；26)处的转速。

9.根据前述权利要求之一所述的布置，其特征在于，所述转速传感器(34)在端侧固定在传感器臂(35)上，所述传感器臂(35)一直延伸直至所述换挡轴环。

10.根据权利要求9所述的布置，其特征在于，所述传感器臂(35)固定在变速器壳体(18)上并延伸穿过调节器室(32)延伸。

11.根据权利要求9或10所述的布置，其特征在于，所述传感器臂(35)的传感器侧节段(37)被如此构成，使得所述传感器侧节段(37)在所述中间位置、所述第一联接位置和/或者所述第二联接位置上无碰撞地延伸到所述换挡拨叉开口(33)内或者延伸穿过所述换挡拨叉开口(33)。

12.根据权利要求11所述的布置，其特征在于，所述传感器臂(35)的所述传感器侧节段(37)与所述换挡拨叉开口(33)对置地并在所述换挡拨叉开口(33)的方向上错开地布置。

13.根据权利要求9到12之一所述的布置，其特征在于，在所述变速器轴(3)上具有浮动齿轮(16)，所述浮动齿轮(16)能够通过所述啮合装置(19)与所述变速器轴(3)联接，其中，所述传感器臂(35)上还设置具有齿轮组转速传感器(38)，借助所述齿轮组转速传感器(38)能够获取在同一啮合部处的所述浮动齿轮(16)的转速。

14.根据权利要求3到13之一所述的布置，其特征在于，所述所要联接的变速器部件(16、17)是所述变速器轴(3)上的浮动齿轮或者是另一变速器轴上的固定齿轮。

15.汽车变速器，所述变速器具有根据前述权利要求之一所述的布置。

16.根据权利要求15所述的变速器，其特征在于，所述变速器轴(3)是所述变速器(1)的所述主轴，其中，此外还设置有两个副轴(7、8)，所述主轴可悬浮地支承在所述两个副轴(7、8)之间。

17.用于测定所述变速器轴的转速的方法，所述方法具有以下方法步骤：

提供具有变速器轴和联接装置的变速器，所述联接装置具有可轴向推移的并与所述变速器轴抗扭地连接的换挡轴环，以及

获取所述换挡轴环周边上的转速。

Images