DE102014202425A1 - Planetary gear with an integrated encoder element for a speed measurement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsrad (2), von dem über einen Planetenträger (3) Drehmoment an einem ersten Planetenradsatz (9) und/oder einen zweiten Planetenradsatz (10) und an erstes und/oder ein zweites Sonnenrad (11, 12) weitergebbar ist, und mit einer Drehzahlsensoreinheit (16) zur Erfassung einer Drehzahl des Planetengetriebes (1), wobei die Drehzahlsensoreinheit (16) wenigstens ein Geberelement (13) und ein das Geberelement (13) erfassendes, als Drehzahlsensor ausgebildetes Nehmerelement (15) aufweist. Erfindungsgemäß ist das Geberelement (13) in das Planetengetriebe (1) als einstückiges Bauelement integriert.The invention relates to a planetary gear (1) for a motor vehicle, with a drive wheel (2) from which via a planet carrier (3) torque to a first planetary gear set (9) and / or a second planetary gear set (10) and to first and / or a second sun gear (11, 12) is weitergebbar, and with a speed sensor unit (16) for detecting a rotational speed of the planetary gear (1), wherein the speed sensor unit (16) at least one encoder element (13) and the encoder element (13) detecting, as Speed sensor formed receiving element (15). According to the invention, the transmitter element (13) is integrated in the planetary gear (1) as an integral component.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsrad, von dem über einen Planetenträger Drehmoment an einen ersten Planetenradsatz und/oder einen zweiten Planetenradsatz und weiter an erstes und/oder ein zweites Sonnenrad weitergebbar ist, und mit einer Drehzahlsensoreinheit zur Erfassung einer Drehzahl des Planetengetriebes, wobei die Drehzahlsensoreinheit wenigstens ein Geberelement und ein das Geberelement erfassendes, als Drehzahlsensor ausgebildetes Nehmerelement aufweist. The invention relates to a planetary gear for a motor vehicle, with a drive wheel, from which via a planet carrier torque to a first planetary gear and / or a second planetary gear and further to first and / or a second sun gear can be relayed, and with a speed sensor unit for detecting a speed of the planetary gear, wherein the rotational speed sensor unit has at least one encoder element and a receiving element which detects the encoder element and is designed as a rotational speed sensor.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
Zudem ist es insbesondere auf dem technischen Gebiet der Getriebetechnik bekannt, dass eine Erfassung bzw. Messung von bestimmten Drehzahlen innerhalb eines Getriebes wünschenswert ist, um beispielsweise Drehzahlwerte an eine elektronische Aschantrieb-, Getriebe- und/oder Motorsteuerung zu senden, um daraus Steuerbefehle für den Achsantrieb, das Getriebe, den Motor oder andere Fahrzeugfunktionen zu berechnen. In addition, it is known in particular in the technical field of transmission technology that a detection or measurement of certain speeds within a transmission is desirable to send, for example, speed values to an electronic ash drive, transmission and / or motor control in order to control commands for the Final drive, to calculate the transmission, the engine or other vehicle functions.
Aus einem anderen Stand der Technik, nämlich der
Schließlich ist bekannt, dass in der Fahrzeugentwicklung der generelle Wunsch besteht, das Fahrzeuggewicht möglichst gering zu halten, um auf diese Weise Energie in Form von Kraftstoff oder elektrischer Energie einzusparen. Dieser Wunsch besteht auch bei den Antriebskomponenten eines Fahrzeuges, wie etwa dem Achsantrieb in Form eines Planetengetriebes.Finally, it is known that there is a general desire in vehicle development to keep the vehicle weight as low as possible in order to save energy in the form of fuel or electrical energy in this way. This desire also exists in the drive components of a vehicle, such as the final drive in the form of a planetary gear.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, das vergleichsweise leicht baut und unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine zuverlässige Drehzahlmessung einer Drehzahl des Planetengetriebes ermöglicht. It is therefore an object of the present invention to provide a planetary gear for a motor vehicle available that builds comparatively easily and allows using a constructively simple means as possible a reliable speed measurement of a speed of the planetary gear.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Bei einem gattungsgemäßen Planetengetriebe wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, das das Geberelement der Drehzahlsensoreinheit in das Planetengetriebe als einstückiges Bauelement integriert ist. Das heißt, dass das Geberelement im Gegensatz zum Stand der Technik nicht als separates Bauelement auf ein rotierendes Getriebeelement aufgepresst oder auf sonstige Weise daran befestigt ist, sondern als integrales Bauteil desselben mit umfasst ist, d.h. ein integraler Bestandteil bzw. die beiden Funktionseinheiten als Monolithteil ausgebildet sind.In a generic planetary gear, the above object is inventively achieved in that the donor element of the speed sensor unit is integrated into the planetary gear as a one-piece component. That is, unlike the prior art, the donor element is not press-fitted or otherwise attached to a rotating gear member as a separate component, but is included as an integral component thereof, i.e., as shown in FIG. an integral part or the two functional units are formed as a monolithic part.
Durch die einstückige Integration des zur Drehzahlmessung verwendeten Geberelements in das Planetengetriebe werden gleich mehrere vorteilhafte Effekte erzielt. So wird durch die einstücke Integration des Geberelements wenigstens ein zusätzliches Bauelement eingespart, da zur Drehzahlmessung kein separates Geberelement in das Planetenradgetriebe eingebracht und daran befestigt werden muss. Zudem wird durch die einstückige Integration des Geberelements gegenüber dem Einbringen eines separaten, zusätzlichen Bauelements Gewicht eingespart, so dass das erfindungsgemäße Planetengetriebe vergleichsweise leicht baut. Darüber hinaus kann auch der Fertigungs- bzw. Herstellungsprozess des Planetengetriebes vereinfacht werden, so dass das erfindungsgemäße Planetengetriebe vergleichsweise kostengünstig zur Verfügung gestellt werden kann. The integral integration of the encoder element used for speed measurement in the planetary gear several advantageous effects are achieved. Thus, at least one additional component is saved by the one-piece integration of the encoder element, since for speed measurement no separate encoder element must be introduced into the planetary gear and secured thereto. In addition, weight is saved by integrally integrating the encoder element in relation to the introduction of a separate, additional component, so that the planetary gear according to the invention is comparatively lightweight. In addition, the manufacturing or manufacturing process of the planetary gear can be simplified, so that the planetary gear according to the invention can be provided comparatively inexpensive available.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. Advantageous embodiments are also claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn das einstückig in das Planetengetriebe integrierte Geberelement durch eine Vielzahl von Materialaussparungen (aus)gebildet ist. Durch diese vergleichsweise einfach zu fertigende konstruktive Ausgestaltung des integrierten Geberelements kann zusätzlich Gewicht gegenüber den bekannten Lösungen eingespart werden. D.h., dass ein Planetengetriebe, bei dem das Geberelement durch eine Vielzahl von Materialaussparungen in das Planetengetriebe integriert ist, besonders leicht baut bzw. ein besonders niedriges Eigengewicht aufweist. Alternativ dazu kann das Geberelement auch durch eine Vielzahl von Markerelemente ausgebildet sein. Diese Markerelemente können so eingerichtet bzw. ausgestaltet sein, dass sie zuverlässig von dem als Drehzahlsensor ausgebildeten Nehmerelement erfasst werden können. Dabei kann es sich bei den Markerelementen beispielsweise um optische und/oder magnetische Markerelemente handeln. Den erfindungsgemäßen Materialaussparungen und Markerelementen ist gemein, dass sie über den Umfang des Planetenträgers angeordnet sind, nämlich vorzugsweise äquidistant. Darüber hinaus gewährleisten die beschriebenen Ausführungsvarianten eine störungsfreie und langlebige Erfassung des Geberelements durch das als Drehzahlsensor ausgebildete Nehmerelement. Thus, it is advantageous if the integrally integrated in the planetary gear donor element is formed by a plurality of material recesses (off). By this comparatively easy to constructive design of the integrated donor element weight can be saved over the known solutions in addition. That is, a planetary gear, in which the transmitter element is integrated by a plurality of material recesses in the planetary gear, particularly easy to build or has a particularly low weight. Alternatively, the donor element can also be formed by a multiplicity of marker elements. These marker elements can be arranged or configured such that they can be reliably detected by the trained as a speed sensor slave element. For example, the marker elements may be optical and / or magnetic marker elements. The material recesses and marker elements according to the invention have in common that they are arranged over the circumference of the planet carrier, namely preferably equidistant. In addition, the described embodiments ensure trouble-free and long-lasting detection of the donor element by the trained as a speed sensor receiving element.
Um eine möglichst einfache Montage des Planetengetriebes zu ermöglichen, kann der Planetenträger zwei Planetenträgerhälften aufweisen, die jeweils in einem axialen Endbereich des Antriebsrades angeordnet sind. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Planetenträgerhälften als Teil eines Gehäuses des Planetengetriebes mit zu verwenden, so dass der oder die Planetenradsätze und/oder das oder die Sonnenräder innerhalb der zwei Planetenträgerhälften angeordnet sind. Dabei ist es möglich, das Geberelement in wenigstens eine der zwei Planetenträgerhälften als einstückiges Bauelement zu integrieren. Wenn der Planetenträger bzw. wenigstens eine der Planetenträgerhälften drehfest mit dem Antriebsrad verbunden sind, kann durch eine Messung der Drehzahl der einen Planetenträgerhälfte auf die Drehzahl des Antriebsrades bzw. der daraus resultierenden Drehzahl des Planetengetriebes geschlossen werden.To enable the simplest possible assembly of the planetary gear, the planet carrier may have two planetary carrier halves, which are each arranged in an axial end portion of the drive wheel. This makes it possible, for example, to use the planet carrier halves as part of a housing of the planetary gear, so that the planetary gear sets and / or the one or more sun gears are arranged within the two planet carrier halves. It is possible to integrate the donor element in at least one of the two planet carrier halves as an integral component. If the planet carrier or at least one of the planet carrier halves are rotatably connected to the drive wheel, can be closed by measuring the speed of a planet carrier half on the speed of the drive wheel or the resulting speed of the planetary gear.
Für eine besonders einfache, vergleichsweise kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Planetengetriebes ist es vorteilhaft, wenn die Planetenträgerhälften als spanlos gefertigte und/oder tiefgezogene Blechteile ausgebildet sind. Die Verwendung von vergleichsweise leicht bauenden Blechteilen als Planetenträgerhälften bzw. Bestandteil des Planetenträgers kann dann beim Kraftfahrzeug verbrauchsreduzierend wirken.For a particularly simple, relatively inexpensive production of the planetary gear according to the invention, it is advantageous if the planet carrier halves are formed as non-cutting produced and / or deep-drawn sheet metal parts. The use of relatively easy-to-construct sheet metal parts as planet carrier halves or component of the planet carrier can then reduce consumption in the motor vehicle.
Auf besonders einfache Weise lässt sich das Geberelement in das Planetengetriebe integrieren, wenn die Materialaussparungen in Form von Durchgangslöchern durch Bohren oder Stanzen in wenigstens eine Planetenträgerhälfte des Planetenträgers eingebracht sind. In a particularly simple way, the donor element can be integrated into the planetary gear when the material recesses are introduced in the form of through holes by drilling or punching in at least one planet carrier half of the planet carrier.
Für eine besonders genaue und zuverlässige Drehzahlmessung kann es vorteilhaft sein, wenn die Materialaussparungen eine oder zwei senkrecht zur Umfangsrichtung ausgerichtete Kante(n) aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, ein qualitativ hochwertiges Signal mittels des als Drehzahlsensor ausgebildeten Nehmerelements zu erzeugen. Als besonders geeignet hat sich dabei eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform der Materialaussparungen erwiesen. Es können jedoch auch andere Formen, wie etwa kreisrunde oder ovale Formen vorgesehen sein, wobei bei einem elektrischen Drehzahlsignal möglicherweise eine elektrische und/oder elektronische Signalaufbereitung desselben von Vorteil ist.For a particularly accurate and reliable speed measurement, it may be advantageous if the material recesses have one or two edges (s) aligned perpendicular to the circumferential direction. In this way it is possible to produce a high-quality signal by means of the trained as a speed sensor receiving element. In this case, a substantially rectangular cross-sectional shape of the material recesses has proved to be particularly suitable. However, other shapes, such as circular or oval shapes, may be provided, with electrical and / or electronic signal conditioning of the same possibly being advantageous in the event of an electrical speed signal.
Um den in radialer Richtung beanspruchten Bauraum des erfindungsgemäßen Planetengetriebes möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn das als Drehzahlsensor ausgebildete Nehmerelement zur Erfassung bzw. Abtastung des Geberelements im Wesentlichen in axialer Richtung des Antriebsrads in dessen Nachbarschaft angeordnet und/oder in axialer Richtung auf das Geberelement ausgerichtet ist. Das heißt, dass das Nehmerelement axial beabstandet zu dem Geberelement bzw. dem Antriebsrad angeordnet sein kann, um in radialer Richtung des Planetengetriebes wenig oder gar keinen Bauraum zu beanspruchen.In order to keep the space occupied in the radial direction of the planetary gear according to the invention as low as possible, it is advantageous if the trained as a speed sensor receiving element for detecting or scanning the donor element arranged substantially in the axial direction of the drive wheel in the vicinity and / or in the axial direction the transmitter element is aligned. This means that the slave element can be arranged axially spaced from the transmitter element or the drive wheel in order to require little or no installation space in the radial direction of the planetary gear.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Drehzahlsensor ein magnetischer oder ein optischer / optisch arbeitender Drehzahlsensor ist. A particularly advantageous embodiment variant of the invention provides that the rotational speed sensor is a magnetic or an optical / optical operating rotational speed sensor.
Um von einer Drehzahlmessung des Planetenträgers des erfindungsgemäßen Planetengetriebes auf die Umfangsdrehzahl des Antriebsrades schließen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Planetenträger drehfest mit dem Antriebsrad verbunden ist. Diese Verbindung kann beispielsweise formund/oder kraftschlüssig erfolgen.In order to be able to conclude from a speed measurement of the planet carrier of the planetary gear according to the invention to the peripheral speed of the drive wheel, it is advantageous if the planet carrier rotatably connected to the drive wheel. This connection can be done, for example, positive and / or non-positive.
Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße, gewichtsreduzierte Planetengetriebe als Leichtbaustirnraddifferential ggf. im Achsantrieb eines Kraftfahrzeugs einsetzen.If desired, the weight-reduced planetary gear according to the invention can be used in the final drive of a motor vehicle as a lightweight spur gear differential.
Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in welcher ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with the aid of a drawing, in which an advantageous embodiment is shown. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Das Planetengetriebe
In der Darstellung gemäß der
Innerhalb der als Gehäuse funktionierenden Planetenträgerhälften
Mit dieser Anordnung bzw. mit diesem konstruktiven Aufbau des Planetengetriebes
Des Weiteren ist in
Aus
Wie in
In
In
Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Planetengetriebe
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Geberelement
Des Weiteren ist es vorstellbar, dass das Nehmerelement auch als optisch arbeitender Drehzahlsensor ausgebildet ist.Furthermore, it is conceivable that the slave element is also designed as an optically operating speed sensor.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Planetengetriebe planetary gear
- 22
- Antriebsrad drive wheel
- 33
- Planetenträger planet carrier
- 44
- Planetenträgerhälfte Planetary carrier half
- 55
- Planetenträgerhälfte Planetary carrier half
- 66
- Niet rivet
- 77
- Niet rivet
- 88th
- Niet rivet
- 99
- erster Planetenradsatz first planetary gear set
- 1010
- zweiter Planetenradsatz second planetary gear set
- 1111
- erstes Sonnenrad first sun gear
- 1212
- zweites Sonnenrad second sun wheel
- 1313
- Geberelement transmitter element
- 1414
- Materialaussparungen material recesses
- 1515
- Nehmerelement receiving element
- 1616
- Drehzahlsensoreinheit Speed sensor unit
- 1717
- elektrische Leitung electrical line
- 1818
- elektronische Steuerung electronic control
- 1919
- Befestigungsflansch mounting flange
- 2020
- Befestigungsflansch mounting flange
- 2121
- Befestigungsflansch mounting flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102010011458 A1 [0004, 0004] DE 102010011458 A1 [0004, 0004]
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |