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Die Erfindung betrifft eine Messanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe und einen Antrieb mit einer solchen Messanordnung.
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In Kraftfahrzeuggetrieben sind zum Beispiel als Klauenkupplungen ausgebildete Schaltelemente verbaut, die geschlossen und geöffnet werden müssen. Um ein ordnungsgemäßes Öffnen und Schließen solcher Schaltelemente zu ermöglichen, ist es von Bedeutung, die Drehrichtung und die Drehzahl und die Drehstellung sowie die Axialposition mindestens einer rotierenden Baugruppe des formschlüssigen Schaltelements exakt zu ermitteln, um auf Grundlage dieser Parameter die jeweilige rotierende Baugruppe des formschlüssigen Schaltelements zum Öffnen und Schließen desselben exakt anzusteuern. Die exakte und einfache Ermittlung der obigen Parameter bereitet mit aus dem Stand der Technik bekannten Messanordnungen Schwierigkeiten.
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Aus der
DE 199 60 891 A1 ist ein Drehgeber mit Drehrichtungserkennung bekannt, der polarisierte Permanentmagnete nutzt. Die Nutzung solcher Permanentmagnete zur Drehrichtungserkennung ist insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeuggetrieben nicht geeignet, da die Permanentmagnete infolge der in den Kraftfahrzeuggetrieben herrschenden Temperaturen beschädigt oder zerstört werden können. Weiterhin ziehen solche Permanentmagnete freie Metallspäne an, die sich an den Permanentmagneten sammeln können. Folglich würden solche Permanentmagnete beim Einsatz in Kraftfahrzeuggetrieben verschmutzen und wären dann nicht mehr einsatzfähig, da die sich an den Permanentmagneten sammelnden Metallspäne eine Detektion unmöglich machen. Eine Reinigung der Permanentmagnete ist so gut wie nicht möglich. Eine ähnliche Problematik besteht dann, wenn die Drehzahl, Drehrichtung und Drehstellung einer rotierenden Baugruppe einer elektrischen Maschine, die in einem Hybridantrieb oder Elektroantrieb eines Kraftfahrzeugs verbaut ist, detektiert werden soll.
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Es besteht daher Bedarf an einer Messanordnung, die auch bei einem Einsatz in einem Getriebe oder Antrieb eines Kraftfahrzeugs eine zuverlässige Detektion der Drehrichtung, der Drehzahl, der Drehstellung und der Axialposition einer rotierenden Baugruppe ermöglicht.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Messanordnung und ein Getriebe sowie einen Antrieb mit einer solchen Messanordnung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Messanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Messanordnung umfasst eine rotierende Baugruppe und ein gegenüber der rotierenden Baugruppe feststehendes Sensorsystem, wobei die rotierende Baugruppe an einer axialen Stirnfläche und/oder an einer radialen Umfangsfläche eine Codierung aus Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen trägt, die sich bei der Drehbewegung der rotierenden Baugruppe relativ zum feststehenden Sensorsystem bewegt, und wobei das feststehende Sensorsystem mindestens zwei nebeneinander angeordnete Sensoren aufweist, in welchen abhängig von der Drehbewegung der rotierenden Baugruppe, nämlich abhängig von der Drehbewegung der von derselben getragenen Codierung, Wirbelströme induzierbar sind, wobei aus von den induzierten Wirbelströmen abhängigen Pulsen der Messsignale die Drehrichtung und die Drehzahl und die Drehstellung und die Axialposition der rotierenden Baugruppe ermittelbar ist.
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Die erfindungsgemäße Messanordnung ist einfach und erlaubt eine zuverlässige Bestimmung der Drehrichtung, der Drehzahl und der Drehstellung sowie der Axialposition einer rotierenden Baugruppe, und zwar auch unter den Betriebsbedingungen, die in einem Kraftfahrzeuggetriebe bzw. einem Kraftfahrzeugantrieb herrschen. Die erfindungsgemäße Messanordnung nutzt dabei eine der rotierenden Baugruppe zugeordnete Codierung aus Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen, die sich bei einer Drehbewegung der rotierenden Baugruppe relativ zu dem feststehenden Sensorsystem bewegt. Die Messsignale der mindestens zwei Sensoren des Sensorsystems erlauben die Ermittlung der obigen Parameter, nämlich der Drehrichtung, der Drehzahl, der Drehstellung und der Axialposition der jeweiligen rotierenden Baugruppe.
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Vorzugsweise ist aus der Amplitude der Pulse der Messsignale der Sensoren die Axialposition der rotierenden Baugruppe ermittelbar. Aus der Frequenz der Pulse der Messsignale der Sensoren ist die Drehzahl der rotierenden Baugruppe ermittelbar. Aus der Abfolge und der Anzahl der Pulse der Messsignale der Sensoren sind die Drehrichtung und die Drehstellung der rotierenden Baugruppe ermittelbar.
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Aus der Amplitude und Frequenz sowie der Abfolge und Anzahl der Pulse der Messsignale der Sensoren lassen sich die obigen Parameter einfach und zuverlässig ermitteln.
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Nach einer Weiterbildung ist die Codierung derart aus Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen gebildet, dass sich über den Umfang der axialen Stirnfläche und/oder über den Umfang der radialen Umfangsfläche gesehen an mindestens einem Umfangsabschnitt der Stirnfläche und/oder der Umfangsfläche die Verteilung, insbesondere die Anzahl und/oder Abfolge, und/oder die Geometrie, insbesondere die Form und/oder Abmessung, der Ausnehmungen und/oder der Vorsprünge ändert. Diese Ausgestaltung der Codierung ist einfach und erlaubt eine zuverlässige Ermittlung der obigen Parameter.
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Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt über ein Schaltelement aus einer ersten, rotieren Baugruppe, nämlich ersten Schaltelementscheibe, und einer zweiten, rotierenden oder feststehenden Baugruppe, nämlich zweiten Schaltelementscheibe, sowie über mindestens eine erfindungsgemäße Messanordnung, wobei zumindest der ersten, rotieren Schaltelementscheibe ein Sensorsystem zugeordnet ist, welches der Ermittlung der Drehrichtung und der Drehzahl und der Drehstellung der ersten Schaltelementscheibe sowie der Axialposition der ersten Schaltelementscheibe und damit des Axialabstands zwischen der ersten Schaltelementscheibe und der zweiten Schaltelementscheibe dient. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Messanordnung in einem Getriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist besonders bevorzugt.
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Der erfindungsgemäße Antrieb verfügt über eine elektrische Maschine mit einer rotierenden Baugruppe, wobei das Sensorsystem der rotieren Baugruppe zugeordnet ist und der Ermittlung zumindest der Drehrichtung und der Drehzahl und der Drehstellung der rotierenden Baugruppe dient.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung; und
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2 schematisierte Messsignale von Sensoren der Messanordnung.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung. Eine derartige Messanordnung dient der Ermittlung der Drehrichtung und/oder der Drehzahl und/oder der absoluten Drehstellung und/oder der Ermittlung der Axialposition einer rotierenden Baugruppe. Insbesondere kommt die erfindungsgemäße Messanordnung in einem Getriebe, vorzugsweise einem Kraftfahrzeuggetriebe, oder einem Kraftfahrzeugantrieb, wie zum Beispiel einem Hybridantrieb oder einem Elektroantrieb, zum Einsatz.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Die Messanordnung 1 der 1 umfasst eine rotierende Baugruppe 2, die im Sinne des Doppelpfeils 3 in unterschiedliche Drehrichtungen um eine Drehachse 4 rotieren kann.
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Dann, wenn die erfindungsgemäße Messanordnung 1 in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung kommt, handelt es sich bei der rotierenden Baugruppe 2 zum Beispiel um eine rotierende Schaltelementscheibe eines Schaltelements des Getriebes, zum Beispiel eine Schaltelementscheibe eines formschlüssigen Schaltelements, die sich relativ zu einer zweiten Schaltelementscheibe dreht. Solche formschlüssigen Schaltelemente werden auch als Klauenkupplungen bezeichnet.
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Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 verfügt weiterhin über ein feststehendes Sensorsystem 5, welches mehrere nebeneinander angeordnete Sensoren 6, 7, 8 umfasst. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das feststehende Sensorsystem 5 der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 drei nebeneinander angeordnete Sensoren 6, 7 und 8. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das Sensorsystem 5 der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 auch lediglich zwei derartige, nebeneinander angeordnete Sensoren oder auch mehr als drei Sensoren umfassen kann.
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Von den Sensoren 6, 7 und 8 bereitgestellte Messsignale werden über einen Verstärker 9 einer Auswerteeinrichtung 10 zur Verarbeitung der von den Sensoren 6, 7 und 8 bereitgestellten Messsignale zugeführt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 weist die rotierende Baugruppe 2 an einer axialen Stirnfläche 11 eine Codierung 12 aus mehreren Ausnehmungen 13 auf.
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1 kann dabei entnommen werden, dass diese Ausnehmungen 13, die im Ausführungsbeispiel der 1 allesamt über eine identische Geometrie, nämlich identische Form und identische Abmessung verfügen, derart über den Umfang der axialen Stirnfläche 11 verteilt sind, dass sich an mindestens einem Umfangsabschnitt 14 der Stirnfläche 11 die Verteilung der Ausnehmungen 13 ändert.
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So kann 1 entnommen werden, dass an den Umfangspositionen 15 des Umfangsabschnitts 14 der axialen Stirnfläche 11 der rotierenden Baugruppe 2 keine Ausnehmungen 13 ausgebildet sind, und zwar derart, dass einmal eine Gruppe aus zwei Ausnehmungen 13 und einmal eine Gruppe aus drei Ausnehmungen 13 ausgebildet ist, wobei diese Gruppen aus zwei Ausnehmungen 13 und drei Ausnehmungen 15 durch die Umfangspositionen 15, an denen keine Ausnehmungen 13 ausgebildet sind, voneinander sowie von den übrigen Ausnehmungen 13 der Codierung 12 getrennt sind.
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Abhängig von der Drehbewegung der Codierung 12 bzw. der die Codierung 12 tragenden Baugruppe 2 relativ zu den Sensoren 6, 7, 8 des Sensorsystems 5 werden in den Sensoren 6, 7, 8 Wirbelströme induziert, die sich in den von den Sensoren 6, 7, 8 bereitgestellten Messsignalen als Pulse niederschlagen, wobei aus den von den induzierten, pulsartigen Wirbelströmen abhängigen Messsignalen der Sensoren 6, 7 und 8 des Messsystems 5 die Drehrichtung und die Drehzahl und die Drehstellung sowie die Axialposition der rotierenden Baugruppe 2 ermittelbar ist.
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Wie bereits ausgeführt, wird im gezeigten Ausführungsbeispiel die Codierung 12 dadurch bereitgestellt, dass an der axialen Stirnfläche 11 der rotierenden Baugruppe 2 Ausnehmungen 13 mit identischer Geometrie, nämlich identischer Form und identischer Abmessung, ausgebildet sind, wobei an einem Umfangsabschnitt 14 an definierten Umfangspositionen 15 diese Ausnehmungen 13 ausgespart sind, sodass demnach unter Bereitstellung der Codierung 12 das außerhalb des Umfangsabschnitts 14 gleichverteilte Muster der Ausnehmungen 13 unterbrochen ist. In 1 sind die Ausnehmungen 13 kreisrund. Es können alternativ auch rautenförmige oder rechteckförmige oder dreieckförmige Ausnehmungen genutzt werden.
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Im Unterschied zur 1 ist es auch möglich, an den Umfangspositionen 15, an welchen im Ausführungsbeispiel der 1 keine Ausnehmungen 13 ausgebildet sind, Ausnehmungen unterschiedlicher Geometrie, nämlich unterschiedlicher Form und/oder unterschiedlicher Abmessung, vorzusehen, so zum Beispiel Ausnehmungen mit kleinerem oder größerem Durchmesser oder Ausnehmungen anderer geometrischer Form. So können zum Beispiel an den Umfangspositionen 15 rautenförmige oder rechteckförmige oder dreieckförmige Ausnehmungen vorgesehen sein. In diesem Fall wären zwar alle Ausnehmungen über den Umfang der axialen Stirnfläche 11 gleichverteilt, an mindestens einem Umfangsabschnitt würde sich dann in definierter Abfolge die Geometrie, insbesondere die Form, der Ausnehmungen ändern.
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In einer weiteren Alternative der Erfindung ist es möglich, an der axialen Stirnfläche 11 der rotierenden Baugruppe 2 die Codierung 12 nicht durch Ausnehmungen 13 sondern vielmehr durch Vorsprünge auszubilden. In diesem Fall würde es sich bei den Elementen 13 dann um zylindrische Vorsprünge handeln, die an den Umfangspositionen 15 ausgelassen sind.
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Nach einer weiteren Alternative der Erfindung ist es möglich, eine Codierung 12 für die rotierende Baugruppe 2 der erfindungsgemäßen Messanordnung durch eine Kombination von Ausnehmungen und Vorsprüngen auszugestalten. So kann zum Beispiel im Ausführungsbeispiel der 2 an den Umfangspositionen 15, an welchen keine Ausnehmungen 13 ausgebildet sind, jeweils ein Vorsprung ausgebildet sein.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Codierung 12 an einer axialen Stirnfläche 11 der rotierenden Baugruppe 2 der Messanordnung 1 ausgebildet.
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Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, die Codierung an einer radialen Umfangsfläche 19 der rotierenden Baugruppe 2 auszubilden, und zwar wiederum über Ausnehmungen und/oder Vorsprünge, wobei sich über den Umfang der radialen Umfangsfläche 19 gesehen an mindestens einem Umfangsabschnitt 14 der Umfangsfläche 19 die Verteilung, insbesondere die Anzahl und/oder Abfolge, und/oder die Geometrie, insbesondere die Form und/oder Abmessung, der Ausnehmungen 13 und/oder der Vorsprünge ändert.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 ist an einem Umfangsabschnitt 14 die ansonsten gleichförmige Verteilung der Ausnehmungen 13 mit identischen geometrischen Abmessungen unterbrochen, nämlich an den Umfangspositionen 15 des Umfangsabschnitts 14. Es ist auch möglich, diese Unterbrechung der gleichförmigen Verteilung der Ausnehmungen 13 an zwei sich vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten 14 oder auch an mehr als zwei Umfangsabschnitten vorzunehmen, wobei dann jedoch die Umfangsabschnitte 14, an welchen im Ausführungsbeispiel der 1 die Gleichverteilung der Ausnehmungen 13 unterbrochen ist, unterschiedlich ausgeführt sind, zum Beispiel hinsichtlich der Reihenfolge der durch die Umfangspositionen 15 voneinander getrennten Gruppen mit jeweils unterschiedlicher Anzahl von Ausnehmungen 13. Dann, wenn mehrere solche Umfangsabschnitte 14 vorhanden sind, kann bereits vor Vollendung einer vollen Umdrehung der rotierenden Baugruppe 2 und damit der Codierung 12 insbesondere die Drehrichtung und die Drehposition der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden, z.B. bei zwei sich diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten 14 nach einer 180° Drehung der Baugruppe 2.
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Mit der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 kann die Drehzahl der rotierenden Baugruppe 2, die Drehrichtung der rotierenden Baugruppe 2, die absolute Drehstellung der rotierenden Baugruppe 2 sowie die Axialposition der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden. 2 zeigt über der Zeit t unterschiedliche Ausprägungen von Messsignalen 16a, 17a, 18a, 16b, 17b, 18b, 16c, 17c, 18c der Sensoren 6, 7 und 8, wobei diese Messsignale der Sensoren 6, 7 und 8 sich hinsichtlich der Amplitude der Pulse unterscheiden. Die Sensoren 6, 7 und 8 stellen die Messsignale 16a, 17a, 18a dann bereit, wenn der axiale Abstand der die Codierung 12 tragenden, rotierenden Baugruppe 2 zu den Sensoren 6, 7 und 8 des Sensorsystems 5 relativ gering ist. Die Messsignale 16c, 17c und 18c stellen die Sensoren 6, 7 und 8 dann bereit, wenn dieser axiale Abstand zwischen der die Codierung 12 tragenden, rotierenden Baugruppe 2 und den Sensoren 6, 7 und 8 des Sensorsystems 5 relativ groß ist. Die Messsignale 16b, 17b und 18b werden von den Sensoren 6, 7 und 8 dann bereitgestellt, wenn die rotierende Baugruppe 2 von den Sensoren 6, 7 und 8 einen mittleren axialen Abstand aufweist, der zwischen dem relativ großen axialen Abstand und dem relativ kleinen axialen Abstand liegt. Insbesondere bei minimalem axialem Abstand der Codierung zu den Sensoren ist eine Kalibrierung der Abstandsmessung möglich, und zwar auch im Betrieb.
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Mit unterschiedlichem Axialabstand zwischen der rotierenden Baugruppe 2 und den Sensoren 6, 7 und 8 ändert sich die sogenannte Bedämpfung der als Induktionsspiralen bzw. Induktionsspulen ausgebildeten Sensoren 6, 7 und 8, sodass die durch die in den Sensoren 6, 7 und 8 induzierten Wirbelströme verursachten Pulse der Signale 16a bis 18a abhängig vom axialen Abstand der rotierenden Baugruppe 2 zu den Sensoren 6, 7 und 8 eine abweichende Amplitude aufweisen.
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In der Auswerteeinrichtung 10 kann demnach die Amplitude der Messsignale der Sensoren 6, 7 und 8 ausgewertet werden, um den axialen Abstand der rotierenden Baugruppe 2 von den Sensoren 6, 7 und 8 des Sensorsystems 5 zu ermitteln, und so zum Beispiel im Falle eines formschlüssigen Schaltelements den Abstand der rotierenden Baugruppe 2 zu einer anderen Baugruppe des formschlüssigen Schaltelements zu bestimmen. In diesem Fall kann dann aufgrund des axialen Abstands ermittelt werden, ob das formschlüssige Schaltelement eingelegt ist, ausgelegt ist oder eine Zwischenposition, z.B. eine sogenannten Zahn-auf-Zahn-Position, einnimmt.
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Aus der Frequenz der Pulse der Messsignale 16a bis 18c kann die Drehzahl der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden.
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Aus der Abfolge und Anzahl der Pulse der Messsignale 16a bis 18c der Sensoren 6, 7 und 8 kann die Drehrichtung und die absolute Drehstellung der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden. Wird zum Beispiel festgestellt, dass ein Puls in den Messsignalen hinsichtlich seiner Breite von den anderen Pulsen abweicht, so kann darauf geschlossen werden, dass die Drehposition des rotierenden Bauelements 2 einer der Umfangspositionen 15 entspricht, an welcher im Ausführungsbeispiel der 1 das ansonsten gleichverteilte Muster der Ausnehmungen 13 unterbrochen ist. Durch Zählen der Pulse ausgehend von einer erkannten Umfangsposition 15 kann die aktuelle absolute Drehstellung der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden. Durch Überwachen der Abfolge der Pulse kann die Drehrichtung der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden, da sich die in 1 durch die Umfangspositionen 15 voneinander getrennten Gruppen aus Ausnehmungen 13 hinsichtlich ihrer Anzahl voneinander unterscheiden. Aus der Abfolge der Pulse in den Messsignalen der Sensoren 6, 7 und 8 kann so die Drehrichtung der rotierenden Baugruppe 2 ermittelt werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 ist es demnach möglich, an rotierenden Baugruppen, wie zum Beispiel Scheiben, Trommeln oder Stellelementen, deren Drehrichtung und Drehposition und Drehzahl sowie deren axiale Position zu ermitteln. Dazu trägt die rotierende Baugruppe 2 eine Codierung aus Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen, die an mehreren Sensoren 6, 7, 8 eines feststehenden Sensorsystems 5 vorbeibewegt werden. Abhängig von der Codierung werden in den Sensoren 6, 7 und 8 Wirbelströme pulsartig induziert, wobei aus der Amplitude und Frequenz sowie Abfolge und Anzahl der Wirbelstrompulse die obigen Parameter der Drehbewegung des rotierenden Bauteils 2 ermittelt werden können, nämlich die Drehrichtung und die Drehzahl und die Drehposition sowie darüber hinaus ein Axialabstand bzw. eine Axialposition der drehenden bzw. rotierenden Baugruppe 2.
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Diese Codierung 12 kann, wie bereits erwähnt, durch Ausnehmungen und/oder Vorsprünge bereitgestellt werden, wobei es sich bei den Ausnehmungen um kreisrunde Ausnehmungen oder längliche Ausnehmungen oder rautenartige Ausnehmungen oder dreieckartige Ausnehmungen oder dergleichen handeln kann. Diese Ausnehmungen können durch Bohren, Stanzen oder Fräsen ausgebildet werden. Bei der Verwendung kreisrunder Ausnehmungen sind die Pulse der Messsignale durch sprunghafte Flanken gekennzeichnet. Bei rautenartigen Ausnehmungen verlaufen die Flanken der Pulse der Messsignale linear. Bei dreieckartigen Ausnehmungen verlaufen die Flanken der Pulse der Messsignale ebenfalls linear, wobei bei der Verwendung von dreieckartigen Ausnehmungen die Drehrichtung bereist nach einer Drehung der Baugruppe im einstelligen Gradbereich detektierbar ist. Wie bereits ausgeführt, können auch unterschiedlich konturierte Ausnehmungen kombiniert zum Einsatz kommen, so z.B. kreisrunde Ausnehmungen in Kombination mit rautenartige Ausnehmungen.
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Die Codierung 12 der rotierenden Baugruppe 2 ist derart aus Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen gebildet, dass sich über den Umfang der axialen Stirnfläche 11 und/oder über den Umfang der radialen Umfangsfläche 19 gesehen an mindestens einem Umfangsabschnitt 14 der Stirnfläche 11 und/oder der Umfangsfläche 19 die Verteilung, insbesondere die Anzahl und/oder Abfolge, und/oder die Geometrie, insbesondere die Form und/oder Abmessung, der Ausnehmungen 13 und/oder der Vorsprünge ändert.
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Hierzu ist es möglich, dass über den Umfang der axialen Stirnfläche 11 und/oder der radialen Umfangsfläche 19 die Ausnehmungen 13 und/oder die Vorsprüngen gleichverteilt sind, wobei sich an mindestens einem Umfangsabschnitt 14 in definierte Abfolge die Geometrie, der Ausnehmungen 13 und/oder der Vorsprünge ändert. Ferner ist es möglich, dass über den Umfang der axialen Stirnfläche 11 und/oder der radialen Umfangsfläche 19 Ausnehmungen 13 und/oder Vorsprüngen mit identischer Geometrie verteilt sind, wobei sich an mindestens einem Umfangsabschnitt 14 die Verteilung der Ausnehmungen 13 und/oder der Vorsprünge ändert.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass durch die die Codierung 12 an der rotierenden Baugruppe 2 eine Unwucht verursacht werden kann. Eine derartige Unwucht kann durch zusätzliche Auswuchtausnehmungen bzw. Auswuchtvorsprünge, die an einem anderen Abschnitt des rotierenden Bauteils 2 außerhalb der Codierung 12 ausgebildet sind, ausgeglichen werden.
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Wie bereits ausgeführt, ist es für die hier vorliegende Erfindung von Bedeutung, dass sich über den Umfang der die Codierung 12 tragenden Stirnfläche 11 und/oder Umfangsfläche 19 die Verteilung und/oder die Geometrie der die Codierung 12 ausbildenden Ausnehmungen 13 und/oder Vorsprünge ändert. An mindestens einem Umfangsabschnitt 14 der Stirnfläche 11 und/oder der Umfangsfläche 19 ändert sich die Verteilung, insbesondere die Anzahl und/oder Abfolge, und/oder die Geometrie, insbesondere die Form und/oder Abmessung, der Ausnehmungen 13 und/oder der Vorsprünge, sodass die Drehrichtung und die Drehzahl und die absolute Drehstellung und die Axialposition der rotierenden Baugruppe ermittelbar ist.
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An mindestens einem Umfangsabschnitt 14 der Stirnfläche 11 und/oder der Umfangsfläche 19 der Baugruppe 2 sind hierzu mindestens zwei Gruppen mit jeweils unterschiedlicher Anzahl von Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen oder unterschiedlicher Geometrie der Ausnehmungen und/oder Vorsprünge, jedoch mit jeweils identischer Verteilung der Ausnehmungen und/oder Vorsprünge innerhalb der jeweiligen Gruppe ausgebildet, wobei zwischen den Gruppen die Gleichverteilung der Ausnehmungen und/oder Vorsprünge unterbrochen ist oder Ausnehmungen und/oder Vorsprünge mit abweichender Geometrie angeordnet sind.
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In 1 sind im Umfangsabschnitt 14 zwei Gruppen mit unterschiedlicher Anzahl an Ausnehmungen 13 ausgebildet, wobei die Ausnehmungen 13 der beiden Gruppen eine identische Geometrie aufweisen, und wobei die Gruppen durch die Umfangspositionen 15, an denen keine Ausnehmungen ausgebildet sind, voneinander getrennt sind. Alternativ wäre es zum Bespiel auch möglich, im Umfangsabschnitt 14 zwei Gruppen mit identischer Anzahl an Ausnehmungen vorzusehen, wobei sich jedoch die Ausnehmungen der Gruppen durch ihre Form unterscheiden. Ebenso wäre es zum Bespiel auch möglich, im Umfangsabschnitt 14 eine Gruppe mit Ausnehmungen und einen Gruppe mit Vorsprüngen vorzusehen.
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Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 kommt insbesondere in Getrieben oder Antriebssystemen zum Einsatz. In Getrieben kann mit der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 insbesondere die Drehbewegung und axiale Verlagerung einer rotierenden Baugruppe eines vorzugsweise formschlüssigen Schaltelements des Getriebes überwacht werden. In einem Antriebssystem kann insbesondere die Drehbewegung eines Läufers einer elektrischen Maschine hinsichtlich absoluter Drehposition, Drehrichtung und Drehzahl überwacht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messanordnung
- 2
- Bauteil
- 3
- Drehrichtung
- 4
- Drehachse
- 5
- Sensorsystem
- 6
- Sensor
- 7
- Sensor
- 8
- Sensor
- 9
- Verstärker
- 10
- Auswerteinrichtung
- 11
- Stirnfläche
- 12
- Codierung
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Umfangsabschnitt
- 15
- Umfangsposition
- 16a, 16b, 16c
- Messsignal
- 17a, 17b, 17c
- Messsignal
- 18a, 18b, 18c
- Messsignal
- 19
- Umfangsfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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