DE102013111682A1

DE102013111682A1 - wear sensor

Info

Publication number: DE102013111682A1
Application number: DE201310111682
Authority: DE
Inventors: Jianan Li; Christian Gilde; Andreas Hoffmann; Jonathan Schweizer; Aljoscha Erbsland
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Abriebsensor (1) zur Detektion von Abrieb in einem Getriebe (30), mit einem Gehäuse (20), einem in dem Gehäuse (20) aufgenommenem Permanentmagneten (10) und einer elektromagnetischen Spule (4), wobei die Spule (4) axial vor dem Permanentmagneten (10) angeordnet ist.Abrasion sensor (1) for detecting abrasion in a gearbox (30), comprising a housing (20), a permanent magnet (10) accommodated in the housing (20) and an electromagnetic coil (4), the coil (4) projecting axially the permanent magnet (10) is arranged.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft einen Abriebsensor zur Detektion von Abrieb in einem Getriebe und ein Verfahren zur Detektion eines Abriebs in einem Getriebe. The invention relates to an abrasion sensor for detecting abrasion in a transmission and to a method for detecting abrasion in a transmission.

Stand der Technik State of the art

Aus der US 4,219,805 ist ein Abriebsensor bekannt, welcher einen Permanentmagneten mit einer um den Permanentmagneten gewickelten Wicklung umfasst. Die US 4,219,805 schlägt vor, eine durch das Vorbeifließen von metallischen Partikeln in der Wicklung induzierte Spannung zu erfassen, um die Masse der Partikel zu bestimmen. Anschließend werden die ermittelten Massen der Partikel integriert bzw. addiert, um die Gesamtmasse des durch den Permanentmagneten gefangenen Abriebs zu ermitteln. From the US 4,219,805 For example, an abrasion sensor is known which comprises a permanent magnet with a winding wound around the permanent magnet. The US 4,219,805 suggests detecting a voltage induced by the passage of metallic particles in the winding to determine the mass of the particles. Subsequently, the determined masses of the particles are integrated or added to determine the total mass of the trapped by the permanent magnet abrasion.

Der aus der US 4,219,805 bekannte Stand der Technik ist auf eine vergleichsweise komplexe Erfassung des Gesamtabriebs durch Aufaddieren von ermittelten Massen angewiesen. Das Addieren kann außerdem zu einer fehlerhaften Ermittlung der Gesamtmasse führen. Weiterhin ist der Aufbau der US 4,219,805 vergleichsweise groß und breit, so dass relativ viel Platz beansprucht wird. The from the US 4,219,805 Known prior art relies on a comparatively complex detection of the total abrasion by adding up determined masses. The addition can also lead to a faulty determination of the total mass. Furthermore, the structure of US 4,219,805 comparatively large and wide, so that a relatively large amount of space is claimed.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, aus dem Stand der Technik bekannte Abriebsensoren und Verfahren zur Detektion von Abrieb zu verbessern oder zumindest die Probleme des Standes der Technik zu lindern, insbesondere soll ein kompakter, zuverlässiger oder unkomplizierter Abriebsensor und ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt werden, um Abrieb in einem Getriebe zu bestimmen. The object of the invention is to improve known from the prior art abrasion sensors and methods for detecting abrasion or at least to alleviate the problems of the prior art, in particular, a compact, reliable or uncomplicated attrition sensor and a corresponding method is provided to abrasion to determine in a transmission.

Die Aufgabe wird mit einem Sensor nach dem Anspruch 1, einem Getriebe und einem Verfahren nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. The object is achieved with a sensor according to claim 1, a transmission and a method according to the independent claims.

Typische Abriebsensoren von Ausführungsformen sind zur Detektion von Abrieb in einem Getriebe, insbesondere in einem Planetengetriebe eingerichtet. Sie weisen ein Gehäuse auf, in welchem ein Permanentmagnet und eine elektromagnetische Spule angeordnet sind. Bei typischen Ausführungsformen ist die Spule axial vor dem Permanentmagneten angeordnet. Dies bedeutet insbesondere bei einem zylinderförmigen Permanentmagneten, dass die Spule in Achsrichtung der Zylinderform des Permanentmagneten auf einer der beiden Seiten in axialer Richtung des Permanentmagneten angeordnet ist. Dabei ist die Spule derart angeordnet, dass ihre Wicklungsebene im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Permanentmagneten steht. Dies bedeutet beispielsweise bei einem zylinderförmigen Permanentmagneten, dass die Spule typischerweise flach auf einem axialen Ende des Permanentmagneten angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist der Permanentmagnet eckig ausgeführt oder in Form eines Würfels. Die Spule kann ebenso eine runde Form aufweisen, wobei sie typischerweise kreisrund ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Spule in einer Rechteckanordnung angeordnet. Bei typischen Ausführungsformen sind der Permanentmagnet und die Spule zylinderförmig. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung in einer Schraube oder in einem Bolzen. Typical abrasion sensors of embodiments are adapted to detect abrasion in a transmission, in particular in a planetary gear. They have a housing in which a permanent magnet and an electromagnetic coil are arranged. In typical embodiments, the coil is disposed axially in front of the permanent magnet. This means in particular for a cylindrical permanent magnet that the coil is arranged in the axial direction of the cylindrical shape of the permanent magnet on one of the two sides in the axial direction of the permanent magnet. In this case, the coil is arranged such that its winding plane is substantially perpendicular to the axis of the permanent magnet. This means, for example, in the case of a cylindrical permanent magnet that the coil is typically arranged flat on an axial end of the permanent magnet. In further embodiments, the permanent magnet is angular or in the form of a cube. The coil may also have a round shape, typically being circular. In further embodiments, the coil is arranged in a rectangular arrangement. In typical embodiments, the permanent magnet and the coil are cylindrical. This allows a space-saving arrangement in a screw or in a bolt.

Üblicherweise ist der Außendurchmesser des Permanentmagneten größer oder zumindest im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Spule. Auf diese Weise wird eine axiale Anordnung hintereinander in einem zylinderförmigen Gehäuse platzsparend ermöglicht. Usually, the outer diameter of the permanent magnet is larger or at least substantially equal to the outer diameter of the coil. In this way, an axial arrangement is made possible in a space-saving manner behind one another in a cylindrical housing.

Typischerweise ist die Spule in einer Schale aufgenommen. Auf diese Weise wird eine Schalenkernspule geschaffen. Bei typischen Ausführungsformen weist die Öffnung der Schale von dem Permanentmagneten weg hin zu einer Detektionsoberfläche für den Abrieb. Typischerweise ist der Außendurchmesser des Permanentmagneten größer oder zumindest im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Schale. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise. Typically, the coil is received in a shell. In this way, a shell core coil is created. In typical embodiments, the opening of the shell faces away from the permanent magnet to a wear detection surface. Typically, the outer diameter of the permanent magnet is greater than or at least substantially equal to the outer diameter of the shell. This allows a compact design.

Bei typischen Ausführungsformen ist die Spule mit einer abdichtenden Oberfläche versehen, welche in eingebauten Zustand des Abriebsensors zu einem Innenraum des Getriebes weist. Typischerweise liegt auf dieser Seite eine üblicherweise abdichtende Detektionsoberfläche, auf welcher der Abrieb angesammelt wird durch die Wirkung des Permanentmagneten. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Spule auf der der Detektionsoberfläche abgewandten Seite des Permanentmagneten angeordnet. Dies erleichtert eine Kontaktierung der Spule. Eine Anordnung der Spule auf der Seite der Detektionsoberfläche ermöglicht eine exaktere Erfassung des Abriebs. In typical embodiments, the coil is provided with a sealing surface, which points in the installed state of the abrasion sensor to an interior of the transmission. Typically, on this side is a usually sealing detection surface on which the abrasion is accumulated by the action of the permanent magnet. In further embodiments, the coil is arranged on the side of the permanent magnet facing away from the detection surface. This facilitates contacting the coil. An arrangement of the coil on the side of the detection surface allows a more accurate detection of the abrasion.

Typischerweise ist das Gehäuse des Abriebsensors zylinderförmig. Bei typischen Ausführungsformen ist das Gehäuse eine zumindest teilweise hohlgebohrte Schraube oder ein zumindest teilweise hohlgebohrter Bolzen. Dabei wird beispielsweise eine Schraube an ihrem Gewindeende mit einer Hohlbohrung versehen, in welcher der Permanentmagnet und die Spule gegebenenfalls mit der Schale aufgenommen sind. Typischerweise ist die Spule in dem Gehäuse gegebenenfalls mit dem Permanentmagneten und gegebenenfalls mit der Schale vergossen, beispielsweise mit Klebstoff oder mit einem Harz. Ebenso ist bei manchen Ausführungsformen über der Spule an der Detektionsoberfläche eine Klebstoffschicht angeordnet, um eine Schutzschicht zwischen einem ölhaltigen Innenraum und der Spule zu schaffen. Typically, the housing of the abrasion sensor is cylindrical. In typical embodiments, the housing is an at least partially hollow-drilled screw or an at least partially hollow-drilled bolt. In this case, for example, a screw is provided at its threaded end with a hollow bore, in which the permanent magnet and the coil are optionally accommodated with the shell. Typically, the coil in the housing is optionally encapsulated with the permanent magnet and optionally with the shell, for example with adhesive or with a resin. Likewise, with some Embodiments over the coil on the detection surface an adhesive layer arranged to provide a protective layer between an oil-containing interior and the coil.

Die Schraube weist typischerweise einen Außendurchmesser von weniger als 20 mm, bei Ausführungsbeispielen von weniger 15 mm oder gar weniger als 10 mm auf. Diese ermöglicht einen besonders flexiblen Einbau in einem Getriebegehäuse. Die Ausführung des Gehäuses des Abriebsensors als Schraube ermöglicht ein einfaches Abdichten oder ermöglicht eine definierte Aufnahme des Abriebsensors in einer Gewindeöffnung eines Getriebegehäuses. The screw typically has an outer diameter of less than 20 mm, in embodiments of less than 15 mm or even less than 10 mm. This allows a particularly flexible installation in a transmission housing. The design of the housing of the abrasion sensor as a screw allows for easy sealing or allows a defined recording of the abrasion sensor in a threaded opening of a transmission housing.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe oder ein Kegelradgetriebe, mit einem typischen Abriebsensor, welcher hierin beschriebene Merkmale aufweist. Bei typischen Ausführungsformen von Getrieben sind zumindest zwei Abriebsensoren oder zumindest drei Abriebsensoren vorgesehen. Dies bietet den Vorteil, dass in verschiedenen Einbaulagen des Getriebes zumindest ein Abriebsensor mit einem Schmiermittel, welches Abrieb enthalten kann, in Kontakt gerät. Typischerweise sind mehrere Abriebsensoren über ein Getriebegehäuse des Getriebes gleichmäßig verteilt. Eine beispielhafte Anordnung ist eine Anordnung von drei Abriebsensoren über den Umfang des Getriebegehäuses in einem gleichwinkligen Abstand von 120°. Bei weiteren Ausführungsformen wird von den genauen 120° abgewichen, beispielsweise falls auf Grund anderer konstruktiver Merkmale Teilungen von 140°-100°-120° günstiger sind. Weitere Winkelaufteilungen können möglich sein. Another aspect of the invention relates to a transmission, in particular a planetary gear or bevel gear, with a typical attrition sensor having features described herein. In typical embodiments of transmissions, at least two abrasion sensors or at least three abrasion sensors are provided. This offers the advantage that in various installation positions of the transmission, at least one wear sensor comes into contact with a lubricant which may contain abrasion. Typically, multiple abrasion sensors are evenly distributed across a transmission housing of the transmission. An exemplary arrangement is an arrangement of three wear sensors over the circumference of the transmission housing at an equiangular interval of 120 °. In further embodiments, deviates from the exact 120 °, for example, if due to other structural features divisions of 140 ° -100 ° -120 ° are cheaper. Further angular divisions may be possible.

Typischerweise schließt der Abriebsensor zumindest im Wesentlichen bündig mit einer Innenseite des Getriebegehäuses ab. Dies bietet den Vorteil, dass auf der Innenseite des Getriebegehäuses keine Kanten oder Unebenheiten oder Öffnungen entstehen, in welchen sich Turbulenzen bilden können. Typischerweise schließt eine Detektionsoberfläche des Abriebsensors, beispielsweise eine Oberfläche aus Klebstoff oder aus Harz bündig mit der Innenseite des Getriebegehäuses ab. Dies bietet den Vorteil eines Schutzes der Spule des Abriebsensors hinter der Detektionsoberfläche. Typically, the attrition sensor terminates at least substantially flush with an inside of the transmission housing. This offers the advantage that on the inside of the gear housing no edges or bumps or openings arise in which turbulence can form. Typically, a detection surface of the abrasion sensor, such as an adhesive or resin surface, terminates flush with the inside of the transmission housing. This offers the advantage of protecting the coil of the abrasion sensor behind the detection surface.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines Abriebs in einem Getriebe, insbesondere in einem Planetengetriebe oder einem Kegelradgetriebe, mit einem Anordnen eines Abriebsensors in einem der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen in einem Getriebe. Bei typischen Ausführungsformen werden zumindest zwei oder zumindest drei Abriebsensoren in dem Gehäuse eines Getriebes, insbesondere eines Planetengetriebes oder eines Kegelradgetriebes angeordnet. Another aspect of the invention relates to a method of detecting abrasion in a gearbox, particularly in a planetary gear or bevel gearbox, including locating an attrition sensor in one of the typical embodiments described herein in a gearbox. In typical embodiments, at least two or at least three abrasion sensors are arranged in the housing of a transmission, in particular a planetary gear or a bevel gear.

Bei typischen Ausführungsformen von Verfahren der Erfindung wird vor einer Betriebsphase des Getriebes die Induktivität der Spule erfasst. Dies kann beispielsweise geschehen, indem die Spule in einem Schwingkreis verschaltet wird und eine Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises erfasst wird. Auf diese Weise wird erfasst, ob die Induktivität der Spule durch Abrieb, welcher sich auf einer Detektionsfläche nach der Betriebsphase ansammelt, verändert wird. Typischerweise wird die Induktivität der Spule nach der Betriebsphase wiederum erfasst und anschließend werden die vor der Betriebsphase und nach der Betriebsphase erfassten Induktivitäten verglichen, um in Abhängigkeit der bestimmten Änderung den Abrieb zu bestimmen, welcher sich an dem Abriebsensor angesammelt hat. Das Verfahren kann auch kontinuierlich eingesetzt werden, beispielsweise während des laufenden Betriebs eines Getriebes. Dies bietet den Vorteil einer permanenten Überwachung des Abriebs. In Abhängigkeit des festgestellten Abriebs können Wartungs- oder Austauschmaßnahmen ausgelöst werden. In typical embodiments of methods of the invention, the inductance of the coil is detected prior to an operating phase of the transmission. This can be done for example by the coil is connected in a resonant circuit and a change in the resonant frequency of the resonant circuit is detected. In this way, it is detected whether the inductance of the coil is changed by abrasion accumulating on a detection surface after the operation phase. Typically, the inductance of the coil after the operating phase is again detected, and then the inductances detected before the operating phase and after the operating phase are compared to determine, depending on the particular change, the attrition accumulated on the attrition sensor. The method can also be used continuously, for example during the ongoing operation of a transmission. This offers the advantage of permanent monitoring of the abrasion. Depending on the detected abrasion maintenance or replacement measures can be triggered.

Bei typischen Ausführungsformen ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche mit der Spule in einer elektrischen Verbindung steht und dazu eingerichtet ist, die Induktivität der Spule zu bestimmen. Weiterhin ist die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet, aus der erfassten Induktivität einen an dem Abriebsensor gesammelten Abrieb zu bestimmen, insbesondere die Masse dieses Abriebs. Über eine Ausgabeeinheit kann bei typischen Ausführungsformen eine Information über den detektierten Abrieb ausgegeben werden. Eine weitere Möglichkeit ist, eine Schnittstelle vorzusehen, über welche die von der Erfassungseinrichtung erfassten Daten und die in einem Speicher der Erfassungseinrichtung gespeicherten oder zwischengespeicherten Daten abgefragt werden können. In typical embodiments, a detection device is provided, which is in an electrical connection with the coil and is adapted to determine the inductance of the coil. Furthermore, the detection device is set up to determine from the detected inductance an abrasion collected on the abrasion sensor, in particular the mass of this abrasion. Information about the detected abrasion can be output via an output unit in typical embodiments. Another possibility is to provide an interface via which the data captured by the detection device and the data stored or temporarily stored in a memory of the detection device can be queried.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1 zeigt in einer schematischen Ansicht in einem Schnitt den Aufbau einer typischen Ausführungsform bindungsgemäßen Abriebsensors; 1 shows in a schematic view in a section the structure of a typical embodiment according to the invention abrasion sensor;

2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Gehäuse eines erfindungsgemäßen Getriebes mit Abriebsensoren entsprechend der Ausführungsform der 1; und 2 schematically shows a section through a housing of a transmission according to the invention with abrasion sensors according to the embodiment of 1 ; and

3 zeigt in einem schematischen Ablaufdiagramm ein typisches Verfahren in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung. 3 shows in a schematic flow diagram a typical method in accordance with embodiments of the invention.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Description of preferred embodiments

Bei der nachfolgenden Beschreibung von typischen Ausführungsbeispielen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei diese Teile nicht mit jeder Figur nochmals erläutert werden. In the following description of typical embodiments, like reference numerals are used for like parts, and these parts will not be explained again with each figure.

In der 1 ist eine typische Ausführungsform eines Abriebsensors 1 in einer schematischen Schnittansicht gezeigt. Der Abriebsensor 1 umfasst ein Kabel 2 zur Kontaktierung einer Spule 4 des Abriebsensors 1. Die Spule 4 umfasst eine Wicklung von Spulendraht. Die Spule 4 ist in einer Schale 6 aufgenommen. Die offene Seite der Schale 6 zeigt zu einer Detektionsoberfläche 8 des Abriebsensors 1. Die Detektionsoberfläche 8 besteht aus einem Klebstoff, welcher den Abriebsensor 1 zu einem öldurchflutenden Innenraum hin abdichtet. In the 1 is a typical embodiment of an abrasion sensor 1 shown in a schematic sectional view. The abrasion sensor 1 includes a cable 2 for contacting a coil 4 of the abrasion sensor 1 , The sink 4 includes a winding of coil wire. The sink 4 is in a shell 6 added. The open side of the shell 6 points to a detection surface 8th of the abrasion sensor 1 , The detection surface 8th consists of an adhesive, which is the abrasion sensor 1 seals to an oil-flowing interior towards.

Auf der der Detektionsoberfläche gegenüberliegenden Seite der Spule 4 und der Schale 6 ist ein Permanentmagnet 10 aus Neodym angeordnet, welcher in einem Magnetkäfig 12 aufgenommen ist. Der Magnetkäfig 12 umschließt außerdem noch die Schale 6 und ist ebenfalls zur Detektionsoberfläche 8 hin offen. On the side opposite the detection surface of the coil 4 and the shell 6 is a permanent magnet 10 arranged from neodymium, which is in a magnetic cage 12 is included. The magnetic cage 12 also encloses the shell 6 and is also the detection surface 8th open.

Der Permanentmagnet ist bei typischen Ausführungsformen als Neodym-Eisen-Bor-Magnet ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen werden Samarium-Kobalt-Magnete verwendet. Bei typischen Ausführungsformen werden Hochleistungsmagneten oder Magneten mit einer Temperaturbeständigkeit bis 130°C oder bis 140°C oder bis 150°C verwendet. Bei weiteren Ausführungsformen werden ferritische Dauermagnete verwendet. Diese bieten den Vorteil, günstig zu sein. Typische Ausführungsformen umfassen einen Magnetkäfig zum Vormontieren des Permanentmagneten zusammen mit der Schale und der elektromagnetischen Spule, um die Montage zu erleichtern. Bei weiteren Ausführungsformen sind der Permanentmagnet und die Schale direkt in dem Gehäuse des Abriebsensors aufgenommen. The permanent magnet is designed in typical embodiments as a neodymium-iron-boron magnet. In other embodiments, samarium cobalt magnets are used. In typical embodiments, high performance magnets or magnets having a temperature resistance up to 130 ° C or up to 140 ° C or up to 150 ° C are used. In other embodiments, ferritic permanent magnets are used. These offer the advantage of being cheap. Typical embodiments include a magnetic cage for preassembling the permanent magnet together with the shell and the electromagnetic coil to facilitate assembly. In further embodiments, the permanent magnet and the shell are received directly in the housing of the abrasion sensor.

Der Abriebsensor 1 umfasst ein Gehäuse 20, welches bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform als modifizierte M10-Schraube ausgeführt ist. Die M10-Schraube wurde von dem Gewindeende her mit einer axialen Bohrung mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Tiefe von 6 mm modifiziert. Außerdem wurde die M10-Schraube noch am Kopf modifiziert, so dass eine Aufnahme des Kabels 2 möglich wurde. Auf diese Weise wurde das Gehäuse 20 des Abriebsensors 1 hergestellt. Das Gehäuse 20 des Abriebsensors umfasst also den modifizierten Kopf 22 der M10-Schraube und noch das vollständige Gewinde 24 der M10-Schraube. Die Detektionsoberfläche 8 mit dem Klebstoff schließt bündig mit dem Gewindeende des Gehäuses 20 ab. Auf diese Weise werden Verwirbelungen innerhalb des Innenraums des Getriebes vermieden. The abrasion sensor 1 includes a housing 20 , which at the in the 1 illustrated embodiment is designed as a modified M10 screw. The M10 screw was modified from the threaded end with an axial bore of 7 mm diameter and 6 mm depth. In addition, the M10 screw was still modified on the head, allowing a recording of the cable 2 became possible. That's how the case became 20 of the abrasion sensor 1 produced. The housing 20 The abrasion sensor thus comprises the modified head 22 the M10 screw and still the complete thread 24 the M10 screw. The detection surface 8th with the adhesive closes flush with the threaded end of the housing 20 from. In this way, turbulence within the interior of the transmission can be avoided.

Während des Betriebs lagern sich bei typischen Ausführungsbeispielen an der Detektionsoberfläche auf Grund der Anziehungskraft des Permanentmagneten magnetische Teile ab, welche sich durch Abrieb in dem Ölbad innerhalb des Getriebes ansammeln. Dadurch kann auch die Lebensdauer eines mit erfindungsgemäßen Abriebsensoren ausgestatteten Getriebes typischer Ausführungsformen verlängert werden, da permanent Abrieb aus dem Ölbad entfernt wird. During operation, in typical embodiments, due to the attractive force of the permanent magnet, magnetic parts accumulate on the detection surface, which accumulate by abrasion in the oil bath within the transmission. As a result, the service life of a transmission equipped with abrasion sensors according to the invention typical embodiments can be extended as permanent abrasion is removed from the oil bath.

Durch die Anlagerung des magnetischen Abriebs oder des metallischen Abriebs ändert sich die Induktivität der Spule 4. Bei einer Bestromung der Spule 4 über das Kabel 2 mit Wechselstrom kann eine solche Induktivitätsänderung leicht erfasst werden. Da auf Grund der Anziehungskraft des Permanentmagneten 10 der Abrieb permanent an der Detektionsoberfläche 8 haften bleibt, ist die Änderung der Induktivität auch irreversibel, so lange die Abriebteilchen an der Detektionsoberfläche 8 vorhanden sind. Due to the accumulation of the magnetic abrasion or the metallic abrasion, the inductance of the coil changes 4 , When energizing the coil 4 over the cable 2 with alternating current, such an inductance change can be easily detected. Because of the attraction of the permanent magnet 10 the abrasion permanently on the detection surface 8th The change in inductance is also irreversible, as long as the debris on the detection surface 8th available.

In der 2 ist schematisch ein Getriebe 30 gemäß typischen Ausführungsformen mit einem Getriebegehäuse 32 gezeigt. Das Getriebe 30 ist ein Planetengetriebe, wobei in der Darstellung der 2 auf eine Darstellung des Sonnenrades, der Planetenräder und der Innenverzahnung verzichtet wurde. Planetengetriebe sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. In the 2 is schematically a transmission 30 according to typical embodiments with a transmission housing 32 shown. The gear 30 is a planetary gear, wherein in the representation of 2 has been dispensed with a representation of the sun gear, the planetary gears and the internal teeth. Planetary gears are well known in the art.

Eine Modifikation gemäß typischer Ausführungsformen von Getrieben ist, dass in das Getriebegehäuse des Getriebes radiale Bohrungen eingebracht werden, welche typischerweise mit einem Gewinde versehen werden, in dem Beispiel der Ausführungsform der 2 mit einem M10-Gewinde. Dies ermöglicht eine schnelle Montage von Ausführungsformen von Abriebsensoren gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 oder auch anderer Abriebsensoren, welche in einer Gewindeschraube aufgenommen sind. A modification according to typical embodiments of transmissions is that in the transmission housing of the transmission radial bores are introduced, which are typically threaded, in the example of the embodiment of the 2 with an M10 thread. This allows a quick mounting of embodiments of abrasion sensors according to the embodiment of the 1 or other abrasion sensors, which are accommodated in a threaded screw.

In dem Getriebegehäuse 32 sind in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang drei Abriebsensoren 1 aufgenommen, wobei hierfür in dem Getriebegehäuse 32 Gewindeöffnungen vorhanden sind. Die drei Kabel 2 der drei Abriebsensoren 1 sind mit einer zentralen Kontrolleinrichtung 40 verbunden, welche eine Recheneinheit 42 und einen Speicher 44 umfasst. An die Kontrolleinrichtung 40 ist eine Anzeige 46 angeschlossen. Die Anzeige 46 ist als Touch-Screen-Display ausgeführt und kann daher auch dazu verwendet werden, um die Kontrolleinrichtung 40 zu bedienen. In the gearbox 32 are at regular angular intervals over the circumference three abrasion sensors 1 recorded, for this purpose in the transmission housing 32 Thread openings are present. The three cables 2 the three abrasion sensors 1 are with a central control device 40 connected, which is a computing unit 42 and a memory 44 includes. To the control device 40 is an ad 46 connected. The ad 46 is designed as a touch-screen display and therefore can also be used to control the device 40 to use.

Typische Ausführungsformen von Getrieben umfassen eine Kontrolleinrichtung, welche über Kabel mit den Abriebsensoren verbunden ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist auch eine drahtlose Verbindung zwischen der zentralen Kontrolleinrichtung und den Abriebsensoren möglich. Die zentrale Kontrolleinrichtung erfasst die Induktivitäten der Spulen der Abriebsensoren. Bei typischen Ausführungsbeispielen umfasst die Kontrolleinrichtung eine Verarbeitungs- oder Rechen-Einheit und einen Speicher. Auf diese Weise kann nachvollzogen werden, wie sich die Induktivität der Spule des Abriebsensors über die Zeit ändert. Insbesondere kann durch einen Vergleich der Induktivität mit einem Anfangswert, welcher ermittelt wurde, als noch kein Abrieb an dem Abriebsensor anhaftete, verglichen werden. Typische Ausführungsbeispiele umfassen eine in dem Speicher abgelegte Skala, welche einen Bezug zwischen der Induktivität der Spule des Abriebsensors und einer Masse an Abrieb, welcher an der Spule anhaftet oder an dem Permanentmagneten anhaftet, herstellt. Auf diese Weise kann auch eine absolute Menge an Abrieb allein aus der Induktivität der Spule abgeschätzt werden. Der Vorteil ist, dass keine aufwendigen Berechnungen notwendig sind, sondern lediglich in einer Tabelle für eine bestimmte Induktivität eine Masse an anhaftendem Material abgelesen werden kann. Typical embodiments of transmissions include a control device, which is connected via cables to the abrasion sensors. In further embodiments, a wireless connection between the central control device and the abrasion sensors is possible. The central control device detects the inductances of the coils of the abrasion sensors. In typical embodiments, the controller includes a processing or computing unit and a memory. In this way it can be understood how the inductance of the coil of the abrasion sensor changes over time. In particular, by comparing the inductance with an initial value which was determined when no abrasion was still adhering to the abrasion sensor, it can be compared. Typical embodiments include a scale stored in the memory which establishes a relationship between the inductance of the coil of the wear sensor and a mass of attrition adhered to or adhered to the permanent magnet. In this way, an absolute amount of abrasion can be estimated solely from the inductance of the coil. The advantage is that no complex calculations are necessary, but only in a table for a specific inductance, a mass of adhering material can be read.

In der 3 ist ein typisches Verfahren, welches mit einem Ausführungsbeispiel entsprechend der 1 oder 2 durchgeführt werden kann, schematisch in einem Ablaufdiagramm gezeigt. Das Verfahren startet mit einem Block 100. Nachfolgend wird in einem Block 110 bei noch unbenutztem Getriebe, beispielsweise das in der 2 gezeigte Getriebe vor einer Verwendung, eine Induktivität der Spule des Abriebsensors oder jeweils eine Induktivität der jeweiligen Spulen der Abriebsensoren erfasst und abgespeichert. Optional kann der so ermittelte Wert mit einem Referenzwert verglichen werden, so dass überprüft werden kann, ob der Abriebsensor funktionstüchtig ist. In the 3 is a typical method, which with an embodiment according to the 1 or 2 can be performed, shown schematically in a flow chart. The procedure starts with a block 100 , Below is in a block 110 in still unused gear, for example, in the 2 shown gear before use, detects an inductance of the coil of the abrasion sensor or each an inductance of the respective coils of the abrasion sensors and stored. Optionally, the value thus determined can be compared with a reference value, so that it can be checked whether the abrasion sensor is functional.

In einem Block 120 wird ein Betrieb des Getriebes gestartet. Typische Getriebe von Ausführungsformen umfassen Planetengetriebe oder Winkelgetriebe. Nach einer bestimmten Laufzeit oder während des Betriebs kann mit Abriebsensoren gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung ein an dem Abriebsensor anhaftender Abrieb erfasst werden. Hierzu wird in einem Block 130 die Induktivität der Spule eines Abriebsensors ermittelt, beispielsweise indem eine Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz eines Schwingkreises, in welchem die Spule eingekoppelt ist, ermittelt wird. Anschließend wird in einem Block 140 die so ermittelte Induktivität mit einem Tabellenwert verglichen. Durch diesen Vergleich kann die Menge des an dem Abriebsensor anhaftenden Abriebs abgeschätzt werden und gegebenenfalls einem Benutzer angezeigt werden oder erst auf Abfrage ausgegeben werden (Block 150). In a block 120 An operation of the transmission is started. Typical transmissions of embodiments include planetary gears or bevel gears. After a certain period of time or during operation, abrasion sensors which adhere to the abrasion sensor can be detected with abrasion sensors according to exemplary embodiments of the invention. This is done in a block 130 determines the inductance of the coil of an abrasion sensor, for example by a natural frequency or resonant frequency of a resonant circuit in which the coil is coupled, is determined. Subsequently, in a block 140 the thus determined inductance compared with a table value. By means of this comparison, the amount of abrasion adhering to the attrition sensor can be estimated and possibly displayed to a user or output only on request (block 150 ).

In einem Block 160 wird der ermittelnde Abrieb mit einem Grenzwert verglichen, beispielsweise ob ein Grenzwert für eine Vorwarnung für einen maximalen Abrieb erreicht ist. Bei Erreichen eines Grenzwertes für einen maximalen Abrieb wird bei Ausführungsformen eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben. Bei weiteren Ausführungsformen wird ausgegeben, dass das Getriebe nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden eine Wartung benötigt. Eine solche Warnung wird in einem Block 170 ausgegeben. Andernfalls, also falls im Block 160 festgestellt wird, dass der Abrieb keine kritische Grenze oder kein Grenzwert erreicht hat, springt das Verfahren zum Block 130 zurück und fährt mit dem Ermitteln der Induktivität der Spule fort. In a block 160 the determining abrasion is compared with a limit value, for example, whether a limit value for a warning for maximum abrasion is reached. Upon reaching a maximum abrasion limit, embodiments issue a warning to a user. In other embodiments, it is stated that the transmission requires service after a certain number of operating hours. Such a warning is in a block 170 output. Otherwise, if in the block 160 If it is determined that the abrasion has not reached a critical limit or a limit value, the method jumps to block 130 back and continues to determine the inductance of the coil.

Ebenfalls wird nach dem Block 170, in welchem eine Warnung an den Benutzer ausgegeben wird, mit dem Verfahren fortgefahren, nämlich mit einer Abfrage, ob ein zweiter Grenzwert ebenso überschritten ist, beispielsweise ein Grenzwert welcher einen weiteren Betrieb des Getriebes verbietet (Block 180). Stellt das Verfahren im Block 180 fest, dass ein weiterer Betrieb des Getriebes nicht möglich ist, so wird im Block 190 der Betrieb des Getriebes gestoppt. Das Verfahren endet in einem nachfolgenden Block 200. Wird hingegen im Block 180 festgestellt, dass der zweite Grenzwert noch nicht überschritten ist und ein Weiterbetrieb des Getriebes möglich ist, so springt das Verfahren zum Schritt 130 zurück. Also, after the block 170 in which a warning is issued to the user, proceeding with the method, namely with a query as to whether a second limit value has also been exceeded, for example a limit value which prohibits further operation of the transmission (block 180 ). Represents the procedure in the block 180 determined that further operation of the transmission is not possible, so in the block 190 the operation of the gearbox stopped. The procedure ends in a subsequent block 200 , Will, however, in the block 180 determined that the second limit has not been exceeded and continued operation of the transmission is possible, the method jumps to the step 130 back.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen wird der ermittelte Abrieb laufend mit einem typischen Wert für den Abrieb in Abhängigkeit des bisherigen Betriebs verglichen. Beispielweise wird ermittelt, ob die Menge des Abriebs typisch ist für die bisherigen Betriebsstunden des Getriebes. Auf diese Weise können frühzeitig einsetzende, außergewöhnliche Schäden an dem Getriebe detektiert werden, insbesondere bevor es zu einem Totalausfall des Getriebes kommt. In further embodiments, the determined abrasion is continuously compared with a typical value for the abrasion depending on the previous operation. For example, it is determined whether the amount of abrasion is typical for the previous operating hours of the transmission. In this way, early onset, extraordinary damage to the transmission can be detected, especially before it comes to a total failure of the transmission.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele eingehender beschrieben. Die Ausführungsbeispiele stellen nicht den Umfang der Erfindung dar, viel mehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Es ist möglich, die Erfindung mit weiteren Ausführungsformen, von denen in dieser Beschreibung typischer Merkmale genannt werden, auszuführen.The invention has been described in more detail with reference to exemplary embodiments. The embodiments do not represent the scope of the invention, much more the scope of the invention is determined by the claims. It is possible to practice the invention with other embodiments, of which typical features are referred to in this specification.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4219805 [0002, 0002, 0003, 0003]

Claims

Abrasion sensor ( 1 ) for detecting abrasion in a transmission ( 30 ), with - a housing ( 20 ), - one in the housing ( 20 ) received permanent magnet ( 10 ) and - an electromagnetic coil ( 4 ), the coil ( 4 ) axially in front of the permanent magnet ( 10 ) is arranged.

Abrasion sensor ( 1 ) according to claim 1, wherein the coil ( 4 ) on one side of the permanent magnet ( 10 ) is arranged, which in the installed state of the abrasion sensor ( 1 ) to an interior of the transmission ( 30 ).

Abrasion sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the coil ( 4 ) in a bowl ( 6 ), in particular in one in the housing ( 20 ) received shell ( 6 ) is recorded.

Abrasion sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnet ( 10 ) and the coil ( 4 ) are cylindrical.

Abrasion sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer diameter of the permanent magnet ( 10 ) greater or at least substantially equal to the outer diameter of the coil ( 4 ).

Abrasion sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the housing ( 20 ) is cylindrical, in particular designed as a screw or a bolt.

Abrasion sensor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the coil ( 4 ) in the housing ( 20 ) is shed.

Transmission ( 30 ), in particular planetary gear with an abrasion sensor ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Transmission ( 30 ) according to claim 8 with a transmission housing ( 32 ), the abrasion sensor ( 1 ) at least substantially flush with an inside of the transmission housing ( 32 ) completes.

Transmission ( 30 ) according to claim 8 or 9, with at least two or at least three around the circumference of the transmission ( 30 ) distributed abrasion sensors ( 1 ).

Method for detecting abrasion in a gearbox ( 30 ) with an abrasion sensor ( 1 ) according to one of claims 1 to 7 in a transmission ( 30 ), in particular in a planetary gear.

The method of claim 11, further comprising: detecting the inductance of the coil ( 4 ) before an operating phase, detecting the inductance of the coil ( 4 ) after the operating phase, determining an abrasion in response to a change in the inductance.