DE102015105536A1

DE102015105536A1 - Drive and method for monitoring a drive

Info

Publication number: DE102015105536A1
Application number: DE102015105536.8A
Authority: DE
Inventors: Tobias Burger; Frank Michel; Michael Schmidt; Rainer Hofmann
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-10-13

Abstract

Es werden ein Antrieb und ein Verfahren zur Überwachung eines Antriebs angegeben. Mit dem Ziel, den Bauraum des Antriebs zu verkleinern und den Kalibrier- und Einstellungsaufwand an Antriebsteilen zu verringern, sieht die erfindungsgemäße Lösung einen Antrieb, insbesondere mit einem Getriebe (1) und einem Elektromotor (50) vor, wobei das Getriebe (1) eine Verzahnung (5), einen Zahnträger (11), in welchem eine Mehrzahl von Zähnen (7) zum Eingriff mit der Verzahnung aufgenommen sind, wobei die Zähne (7) relativ zu dem Zahnträger (11) radial verschieblich gelagert sind, eine Kurvenscheibe (20) zum radialen Antrieb der radial verschieblich gelagerten Zähne (7), eine Mehrzahl von Schwenksegmenten (24), welche auf Wälzkörpern (23) auf der Kurvenscheibe gelagert sind zur Lagerung der Zähne (7), sowie eine Daten-Ausgabeeinrichtung (30) umfasst, welche unmittelbar am Getriebe (1) angeordnet ist, und welche dazu ausgebildet ist, antriebsspezifische Daten auszugeben.A drive and a method for monitoring a drive are specified. With the aim of reducing the space of the drive and reduce the calibration and adjustment of drive parts, the solution of the invention provides a drive, in particular with a transmission (1) and an electric motor (50), wherein the transmission (1) a Gearing (5), a tooth carrier (11) in which a plurality of teeth (7) are received for engagement with the toothing, wherein the teeth (7) are mounted radially displaceable relative to the tooth carrier (11), a cam disc (20 ) for the radial drive of the radially displaceably mounted teeth (7), a plurality of pivot segments (24), which are mounted on rolling elements (23) on the cam disk for mounting the teeth (7), and a data output device (30), which is arranged directly on the transmission (1) and which is designed to output drive-specific data.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft einen Antrieb und ein Verfahren zur Überwachung eines Antriebs. The invention relates to a drive and a method for monitoring a drive.

Stand der Technik State of the art

Aus dem Stand der Technik sind Antriebe mit einem Elektromotor und einem Getriebe bekannt, wobei eine separate Einrichtung zum Erzeugen von antriebsspezifischen Daten vorgesehen ist. Die Einrichtung gemäß dem Stand der Technik benötigt zusätzlichen Bauraum und zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten im Bereich des Antriebs. Eine herkömmliche Einrichtung muss zudem oftmals kalibriert und an den Antrieb angepasst werden. Drives with an electric motor and a transmission are known from the prior art, wherein a separate device for generating drive-specific data is provided. The device according to the prior art requires additional space and additional mounting options in the drive. In addition, a conventional device often has to be calibrated and adapted to the drive.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Antrieb oder ein verbessertes Verfahren zur Überwachung eines Antriebs anzugeben. Insbesondere sollte der Bauraum des Antriebs verkleinert werden und der Kalibrier- und Einstellungsaufwand an Antriebsteilen verringert sein. It is an object of the invention to provide an improved drive or an improved method for monitoring a drive. In particular, the installation space of the drive should be made smaller and the calibration and adjustment effort on drive parts should be reduced.

Die Aufgabe wird mit einem Antrieb nach dem Anspruch 1 oder einem Verfahren zur Überwachung eines Antriebs nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dieser Beschreibung. The object is achieved with a drive according to claim 1 or a method for monitoring a drive according to the independent claim. Advantageous developments and embodiments will become apparent from the dependent claims and from this description.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere mit einem Getriebe und einem Elektromotor, wobei das Getriebe eine Verzahnung, einen Zahnträger, in welchem eine Mehrzahl von Zähnen zum Eingriff mit der Verzahnung aufgenommen sind, wobei die Zähne relativ zu dem Zahnträger radial verschieblich gelagert sind, eine Kurvenscheibe zum radialen Antrieb der radial verschieblich gelagerten Zähne, eine Mehrzahl von Schwenksegmenten, welche auf Wälzkörpern auf der Kurvenscheibe gelagert sind zur Lagerung der Zähne, und eine Daten-Ausgabeeinrichtung umfasst, wobei die Daten-Ausgabeerinrichtung unmittelbar am Getriebe angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, antriebsspezifische Daten auszugeben. One aspect of the invention relates to a drive, in particular with a gear and an electric motor, wherein the gear teeth, a tooth carrier, in which a plurality of teeth are accommodated for engagement with the toothing, wherein the teeth are mounted radially displaceable relative to the tooth carrier a cam plate for radially driving the radially displaceably mounted teeth, a plurality of pivoting segments which are mounted on rolling elements on the cam for supporting the teeth, and a data output device, wherein the data-Ausgaberinrichtung is disposed directly on the transmission and designed is to output drive-specific data.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines typischen Antriebs, mit Vergleichen der antriebsspezifischen Daten aus der Daten-Ausgabeeinrichtung mit Referenzdaten; und Ausgeben eines Signals auf Grundlage des Vergleichs. Another aspect of the invention relates to a method of monitoring a typical drive, comprising comparing the drive-specific data from the data output device with reference data; and outputting a signal based on the comparison.

Üblicherweise umfassen Getriebe der Erfindung eine innenliegende Kurvenscheibe mit einer Profilierung als Antriebselement und ein Hohlrad mit einer innenliegenden Verzahnung. Typically, transmissions of the invention comprise an inner cam with a profiling as a drive element and a ring gear with an internal toothing.

Die Verzahnung ist typischerweise eine umlaufende Verzahnung. In die Verzahnung greifen die Zähne oder die Zahnköpfe der Zähne ein, wobei die Zähne typischerweise linear radial verschieblich relativ zu dem Zahnträger gelagert sind. Dabei bedeutet „linear radial“ üblicherweise, dass eine Führung in radialer Richtung vorliegt, welche lediglich eine Bewegung des Zahnes in radialer Richtung zulässt. Typischerweise lässt sich durch die Führung das Zahnsegment in genau einer Richtung linear verschieben, dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Zahn über eine bestimmte Streckenlänge einen gleichbleibenden Querschnitt in Verschieberichtung aufweist, wobei der Zahnträger ebenfalls eine Öffnung für das Zahnsegment mit gleichbleibendem Querschnitt aufweist. Üblicherweise sind die Zähne in dem Zahnträger jeweils in genau einer Richtung verschieblich gelagert, typischerweise in Richtung der Längsachse des Zahnes. Weiterhin ist bei typischen Ausführungsformen der Rotationsfreiheitsgrad der Zähne relativ zu dem Zahnträger um die Längsachse des Getriebes gesperrt. Dies kann beispielweise mit einer linearen Führung der Zähne in radialer Richtung in dem Zahnträger erreicht werden. Auf diese Weise drehen sich die Zähne mit dem Zahnträger um die Längsachse des Getriebes, allerdings nicht relativ zu dem Zahnträger. The toothing is typically a circumferential toothing. The teeth or the tooth tips of the teeth engage in the toothing, wherein the teeth are typically mounted linearly displaceable radially relative to the tooth carrier. In this case, "linearly radial" usually means that there is a guide in the radial direction, which only permits movement of the tooth in the radial direction. Typically, the tooth segment can be linearly displaced by the guide in exactly one direction, this can be achieved, for example, by the tooth having a constant cross section in the direction of displacement over a certain distance, the tooth carrier likewise having an opening for the toothed segment with a constant cross section. Usually, the teeth in the tooth carrier are each mounted displaceably in exactly one direction, typically in the direction of the longitudinal axis of the tooth. Further, in typical embodiments, the rotational degree of freedom of the teeth is locked relative to the tooth carrier about the longitudinal axis of the transmission. This can be achieved for example with a linear guide of the teeth in the radial direction in the tooth carrier. In this way, the teeth rotate with the tooth carrier about the longitudinal axis of the transmission, but not relative to the tooth carrier.

Typischerweise ist zumindest ein Teil der Zähne biegesteif ausgeführt. Der Begriff „biegesteif“ ist dabei typischerweise technisch zu verstehen, das heißt, dass Biegungen der Zähne aufgrund der Steifigkeit des Materials der Zähne derart klein sind, dass sie für die Kinematik des Getriebes zumindest im Wesentlichen unbedeutend sind. Biegesteife Zähne umfassen insbesondere Zähne, welche aus einer Metalllegierung, insbesondere Stahl oder einer Titanlegierung, einer Nickellegierung oder anderen Legierungen hergestellt sind. Weiterhin können auch biegesteife Zähne aus Kunststoff vorgesehen werden, insbesondere bei Getrieben, bei welchen auch zumindest einer der folgenden Teile ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist: Verzahnung an einem Hohlrad oder einem Zahnrad, Kurvenscheibe und Zahnträger. Typischerweise sind der Zahnträger und die Zähne aus einer Metalllegierung oder zusätzlich noch die Verzahnung oder weiter zusätzlich die Kurvenscheibe aus einer Metalllegierung hergestellt. Solche Getriebe bieten den Vorteil, dass sie äußerst verdrehsteif und hoch belastbar sind. Getriebe aus Kunststoff bieten den Vorteil, dass sie ein geringes Gewicht aufweisen. Mit dem Ausdruck „biegesteif“ ist insbesondere eine Biegesteifigkeit um eine Querachse des Zahnsegments gemeint. Dies bedeutet insbesondere, dass bei einer Ansicht des Zahnsegments als Balken von einem Zahnfuß zu einem Zahnkopf eine Biegesteifigkeit vorliegt, welche Biegeverformungen zwischen Zahnkopf und Zahnfuß zumindest im Wesentlichen ausschließt. Durch die Biegesteifigkeit wird eine extrem hohe Belastbarkeit und Verdrehsteifigkeit des Getriebes erreicht. Typically, at least a portion of the teeth is rigid. The term "rigid" is typically to be understood technically, that is, that bends of the teeth are so small due to the stiffness of the material of the teeth that they are at least substantially insignificant for the kinematics of the transmission. In particular, flexural teeth include teeth made of a metal alloy, particularly steel or a titanium alloy, a nickel alloy, or other alloys. Furthermore, rigid plastic teeth can be provided, in particular in transmissions, in which at least one of the following parts is also made of plastic: toothing on a ring gear or a toothed wheel, cam and tooth carrier. Typically, the tooth carrier and the teeth are made of a metal alloy or additionally the toothing or further additionally the cam disc of a metal alloy. Such transmissions offer the advantage that they are extremely torsionally rigid and highly resilient. Plastic transmissions have the advantage that they have a low weight. By the term "rigid" is meant in particular a flexural rigidity about a transverse axis of the toothed segment. This means, in particular, that in the case of a view of the toothed segment as a bar from a tooth root to a tooth head there is a bending stiffness, which bending deformations between tooth tip and tooth root at least substantially excludes. Due to the bending stiffness an extremely high load capacity and torsional rigidity of the gearbox is achieved.

Typischerweise ist zwischen dem Zahn und der Profilierung ein Schwenksegment angeordnet, welches auf einer Wälzlagerung gelagert ist, welche wiederum auf der Profilierung aufliegt. Vorteilhafte Ausführungsformen umfassen ein Schwenksegment, welches zwischen der Kurvenscheibe mit der Profilierung und jeweils mindestens einem Zahn angeordnet ist. Das Schwenksegment ermöglicht eine Verkippung des Zahnes relativ zu der Profilierung oder relativ zu dem Schwenksegment. Typischerweise sind auf einem Schwenksegment mindestens zwei Zähne gelagert. Mehrere auf einem Schwenksegment gelagerte Zähne sind typischerweise in einer Reihe in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Typically, a pivot segment is arranged between the tooth and the profiling, which is mounted on a rolling bearing, which in turn rests on the profiling. Advantageous embodiments include a pivoting segment, which is arranged between the cam with the profiling and in each case at least one tooth. The pivoting segment allows tilting of the tooth relative to the profiling or relative to the pivoting segment. Typically, at least two teeth are mounted on a pivoting segment. Several mounted on a pivoting segment teeth are typically arranged in a row in the axial direction next to each other.

Typischerweise ist das Zahnsegment mit dem Schwenksegment lose verbunden. Dabei bedeutet „lose Verbindung“ vorzugsweise, dass das Zahnsegment lediglich auf das Schwenksegment aufgestellt, üblicherweise direkt aufgestellt ist. Bevorzugte Schwenksegmente umfassen ein Profil, welches ein Abrutschen des Zahnes von dem Schwenksegment oder ein Verrutschen des Schwenksegments zumindest in einer Richtung verhindert. Es sollte berücksichtigt werden, dass die Schwenksegmente auf diese Weise durch die radial und linear geführten Zähne in ihrer Lage in Umlaufrichtung relativ zu dem Zahnträger gehalten werden. Ein solches Profil kann beispielsweise ein Wulst sein, welcher in eine Vertiefung eingreift. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das Zahnsegment nicht über das Schwenksegment gleitet. Damit wird erreicht, dass das Schwenksegment auf die Position des Zahnes festgelegt wird und eine Relativbewegung ìn Umfangsrichtung zwischen Zahnsegment und Schwenksegment ausgeschlossen wird. Vorzugsweise ist dabei das Profil derart angeordnet, dass eine Verschieblichkeit in Umfangsrichtung gesperrt wird, sodass ein Abrutschen in Umfangsrichtung vermieden wird. Bei weiteren Ausführungsformen können jedoch auch Kalotten-förmige, Kugel-förmige oder andere Erhebungen vorgesehen sein, welche ein Verrutschen der Schwenksegmente relativ zu den Zähnen verhindern. Typically, the sector gear is loosely connected to the pivot segment. In this case, "loose connection" preferably means that the toothed segment is set up only on the pivoting segment, usually placed directly. Preferred pivoting segments comprise a profile which prevents the tooth from slipping off the pivoting segment or slipping of the pivoting segment in at least one direction. It should be noted that the pivoting segments are held in this way by the radially and linearly guided teeth in their position in the circumferential direction relative to the tooth carrier. Such a profile may for example be a bead which engages in a recess. In this way it is ensured that the toothed segment does not slide over the pivoting segment. This ensures that the pivoting segment is set to the position of the tooth and a relative movement in the circumferential direction between the toothed segment and pivoting segment is excluded. Preferably, the profile is arranged such that a mobility in the circumferential direction is blocked so that slipping in the circumferential direction is avoided. In other embodiments, however, also dome-shaped, ball-shaped or other surveys may be provided which prevent slipping of the pivot segments relative to the teeth.

Typische Schwenksegmente ermöglichen eine segmentierte Lagerung. Typischerweise bilden die Schwenksegmente oder andere Lagersegmente wie Platten eine segmentierte Lagerung. Die segmentierte Lagerung bietet den Vorteil, dass sie sich der Profilierung der Kurvenscheibe anpassen kann und andererseits eine zuverlässige Kraftübertragung in radialer Richtung ermöglicht. Typical pivoting segments allow segmented mounting. Typically, the pivot segments or other bearing segments such as plates form a segmented bearing. The segmented bearing has the advantage that it can adapt to the profiling of the cam and on the other hand enables a reliable power transmission in the radial direction.

Die Schwenksegmente weisen vorzugsweise einander zugewandte Kanten mit Erhebungen und Vertiefungen auf, beispielsweise eine Wellenform oder eine gezackte Form. Dies bietet den Vorteil, dass Nadelrollen, welche unterhalb der Schwenksegmente angeordnet sind, auch bei einem größeren Abstand zwischen den Schwenksegmenten zuverlässig in dem Raum zwischen den Schwenksegmenten und der Kurvenscheibe gehalten werden. The pivoting segments preferably have mutually facing edges with projections and depressions, for example a wave shape or a jagged shape. This offers the advantage that needle rollers which are arranged below the pivot segments, even with a larger distance between the pivot segments are reliably held in the space between the pivot segments and the cam.

Die lose Verbindung zwischen dem Zahnsegment und dem Schwenksegment bietet den Vorteil eines einfachen Aufbaus. Dabei bedeutet „lose Verbindung“ insbesondere, dass die Zähne nicht gegenüber einem Abheben von den Schwenksegmenten geschützt sind. Ein Abheben der Zähne von den Schwenksegmenten ist bei gattungsgemäßen Getrieben in der Regel dadurch verhindert, dass die Zähne an den Zahnköpfen durch die Verzahnung geführt sind. The loose connection between the toothed segment and the pivoting segment offers the advantage of a simple construction. In this case, "loose connection" means, in particular, that the teeth are not protected against lifting from the pivoting segments. A lifting of the teeth of the pivot segments is generally prevented in generic transmissions, that the teeth are guided on the tooth tips by the teeth.

Typische Ausführungsformen der Erfindung umfassen eine Kurvenscheibe mit einer Profilierung. Die Profilierung weist vorzugsweise eine nicht-kreisförmige oder eine nicht-ellipsoide Bogenform oder Kurve auf. Die nicht-kreisförmige oder nicht-ellipsoide Bogenform bietet den Vorteil, dass beliebige Profilierungen verwendet werden können, um beispielsweise unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einzustellen. Im Sinne dieser Anmeldung fallen Exzenter ebenfalls unter kreisförmige oder ellipsoide Formen, da bei Exzentern lediglich die Drehachse nicht der Mittelachse der Kreisform entspricht, gleichwohl jedoch eine Kreisform vorhanden ist. Bei typischen Ausführungsformen sind der Zahnträger oder die Verzahnung kreisförmig ausgebildet. Dies bietet den Vorteil einer einfachen Geometrie für den Zahnträger und die Verzahnung. Typischerweise erfolgt die Kraftübertragung auf der langsamen Seite des Getriebes zwischen der Verzahnung und dem Zahnträger. Dies bietet den Vorteil, dass der Weg für die Kraftübertragung äußerst kurz ist, sodass eine äußerst hohe Steifigkeit erreicht werden kann. Typical embodiments of the invention comprise a cam with a profiling. The profiling preferably has a non-circular or a non-ellipsoidal arc shape or curve. The non-circular or non-ellipsoidal arch shape offers the advantage that any profiling can be used, for example, to set different transmission ratios. For the purposes of this application, eccentrics also fall under circular or ellipsoidal shapes, since with eccentrics only the axis of rotation does not correspond to the central axis of the circular shape, however, however, a circular shape is present. In typical embodiments, the tooth carrier or the toothing are circular. This offers the advantage of a simple geometry for the tooth carrier and the toothing. Typically, the power transmission takes place on the slow side of the transmission between the toothing and the tooth carrier. This offers the advantage that the path for the power transmission is extremely short, so that an extremely high rigidity can be achieved.

Die Verzahnung und die Zähne weisen typischerweise gekrümmte Flanken auf. Beispiele für Krümmungen der Flanken sind eine zylinderförmige Krümmung oder eine Krümmung in Form einer logarithmischen Spirale. Für eine mögliche Ausführungsform einer Krümmung in Form einer logarithmischen Spirale wird auf die DE 10 2007 011 175 A1 verwiesen. Die gekrümmte Oberfläche bietet den Vorteil, dass die in Eingriff stehenden Flanken flächig und nicht lediglich linien- oder punktförmig anliegen. Auf diese Weise wird eine extreme Steifigkeit bei der Kraftübertragung zwischen der Verzahnung und den Zähnen erreicht. The teeth and teeth typically have curved flanks. Examples of curvatures of the flanks are a cylindrical curvature or a curvature in the form of a logarithmic spiral. For a possible embodiment of a curve in the form of a logarithmic spiral is on the DE 10 2007 011 175 A1 directed. The curved surface offers the advantage that the engaging flanks lie flat and not just linear or punctiform. In this way, an extreme rigidity in the transmission of power between the teeth and the teeth is achieved.

Die Daten-Ausgabeeinrichtung ist typischerweise unmittelbar am Getriebe angeordnet. Bei typischen Ausführungsformen bildet die Daten-Ausgabeeinrichtung eine Einheit mit dem Getriebe. Der Ausdruck „am Getriebe angeordnet“ schließt dabei auch Ausführungsformen ein, bei welchen die Daten-Ausgabeeinrichtung in das Getriebe integriert ist. Typischerweise ist die Daten-Ausgabeeinrichtung betriebsmäßig nicht von dem Getriebe trennbar, insbesondere betriebsmäßig nicht von dem Getriebe abnehmbar. Typischerweise bildet die Daten-Ausgabeeinrichtung ein direktes oder unmittelbares Konnektivitätselement für den Antrieb. The data output device is typically arranged directly on the transmission. at typical embodiments, the data output device forms a unit with the transmission. The term "arranged on the transmission" also includes embodiments in which the data output device is integrated in the transmission. Typically, the data output device is not operationally separable from the transmission, in particular, is not operationally removable from the transmission. Typically, the data output device forms a direct or immediate connectivity element for the drive.

Typische Ausführungsformen bieten den Vorteil, dass die Daten-Ausgabefunktion in den Antrieb integriert ist, im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen, die im Bauraum des Antriebs aufwändigere äußere Konstruktionen erfordern. Bei typischen Ausführungsformen ergibt sich ein dahingehender Vorteil, dass die Funktionalität des Antriebs unbeeinflusst bleibt, im Gegensatz zu der herkömmlichen äußeren Konstruktion für eine Daten-Ausgabeeinrichtung. Typical embodiments offer the advantage that the data output function is integrated in the drive, in contrast to conventional solutions, which require more complex outer constructions in the installation space of the drive. In typical embodiments, there is an advantage in that the functionality of the drive remains unaffected, in contrast to the conventional external construction for a data output device.

Die Daten-Ausgabeeinrichtung weist typischerweise eine Standardschnittstelle für die Ausgabe der Daten auf. Die Standardschnittstelle ist typischerweise konform mit einem in der Industrie üblichen Schnittstellenstandard, beispielsweise ein Feldbus-Schnittstellenstandard wie z. B. CAN (Controller Area Network), EtherCAT, Flexray, Profibus, oder ein serieller Schnittstellenstandard wie z. B. RS-232, RS-485, I²C, USB. Die genannten Schnittstellenstandards sind lediglich beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Es ist auch möglich, eine drahtlose Übertragung für die Ausgabe der Daten vorzusehen oder die Daten redundant oder verteilt sowohl drahtgebunden, als auch drahtlos zu übertragen. The data output device typically has a standard interface for the output of the data. The standard interface is typically compliant with an industry standard interface standard, for example, a fieldbus interface standard such as, e.g. B. CAN (Controller Area Network), EtherCAT, Flexray, Profibus, or a serial interface standard such. RS-232, RS-485, I ² C, USB. The mentioned interface standards are to be understood as illustrative and not restrictive. It is also possible to provide a wireless transmission for the output of the data or to transmit the data redundantly or distributed both wired and wireless.

Die von der Daten-Ausgabeeinrichtung ausgebbaren Daten können codiert sein, und die Codierung kann an Geräte angepasst sein, mit welchen der Antrieb mechanisch und/oder elektrisch wechselwirkt. Typischerweise sind die antriebsspezifischen Daten in einem Prozesssystem oder Automatisierungssystem bzw. in einem Prozessablauf oder Automatisierungsablauf verwendbar. Insbesondere sind die antriebsspezifischen Daten typischerweise in einem Prozesssystem oder Automatisierungssystem verwendbar, in welchem der Antrieb verwendet werden kann. The data that can be output by the data output device can be coded, and the coding can be adapted to devices with which the drive mechanically and / or electrically interacts. Typically, the drive-specific data can be used in a process or automation system or in a process or automation process. In particular, the drive-specific data is typically usable in a process system or automation system in which the drive can be used.

Bei typischen Ausführungsformen sind die antriebsspezifischen Daten getriebespezifische Daten. Bei typischen Ausführungsformen umfassen die antriebsspezifischen Daten ein Datum aus der Gruppe Getriebetyp, Getriebeübersetzung, Drehmomentkennzahl, Drehrichtung. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten mehrere der genannten Daten. In typical embodiments, the drive specific data is transmission specific data. In typical embodiments, the drive-specific data includes a date from the group gear type, gear ratio, torque index, direction of rotation. Typically, the drive-specific data comprises several of the named data.

Bei typischen Ausführungsformen sind die antriebsspezifischen Daten motorspezifische Daten. Bei typischen Ausführungsformen umfassen die antriebsspezifischen Daten ein Datum aus der Gruppe Motortyp, Motorleistung, Motor-Wirkungsgrad, Motor-Regelungsparameter, Drehmoment. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten mehrere der genannten Daten. In typical embodiments, the drive specific data is engine specific data. In typical embodiments, the drive-specific data includes a date from the group of engine type, engine power, engine efficiency, engine control parameters, torque. Typically, the drive-specific data comprises several of the named data.

Bei typischen Ausführungsformen weist der Antrieb einen mit der Daten-Ausgabeeinrichtung verbundenen Getriebesensor auf. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten ein unmittelbar oder mittelbar mit dem Getriebesensor erfasstes Datum aus der Gruppe Drehmoment, Drehzahl, Getriebetemperatur, Schmiermitteltemperatur, Schmiermittelmenge, Schmiermittelreinheit. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten mehrere der genannten Daten. Die genannten Daten können auch mittels mehrerer Getriebesensoren erfasst oder ermittelt werden, was typischerweise dann der Fall ist, wenn mehrere der genannten Daten in den antriebsspezifischen Daten enthalten sind. In typical embodiments, the drive has a transmission sensor connected to the data output device. Typically, the drive-specific data comprises a torque, rpm, transmission temperature, lubricant temperature, lubricant quantity, lubricant purity, which is detected directly or indirectly with the transmission sensor. Typically, the drive-specific data comprises several of the named data. The said data can also be detected or determined by means of a plurality of transmission sensors, which is typically the case when a plurality of said data are contained in the drive-specific data.

Der Getriebesensor ist typischerweise direkt im Getriebe angeordnet und signaltechnisch mit der Daten-Ausgabeeinrichtung verbunden. Die signaltechnische Verbindung erfolgt typischerweise drahtgebunden; sie kann jedoch auch drahtlos erfolgen. The transmission sensor is typically arranged directly in the transmission and signal connected to the data output device. The signaling connection is typically wired; However, it can also be done wirelessly.

Der Getriebesensor kann ein Drehmomentsensor sein, welcher das abtriebsseitige Drehmoment im Getriebe erfasst. Der Getriebesensor kann ein Drehzahlsensor sein, beispielsweise ein optischer oder kapazitiver Drehgeber mit einer integrierten zeitbezogenen Umrechnungseinheit für die Drehzahl. Der Getriebesensor kann ein Temperatursensor sein. Ein als Temperatursensor ausgebildeter Getriebesensor erfasst typischerweise die Getriebetemperatur, z. B. an antriebsseitigen Bauteilen oder an abtriebsseitigen Bauteilen des Getriebes. Ein als Temperatursensor ausgebildeter Getriebesensor erfasst alternativ oder zusätzlich typischerweise die Schmiermitteltemperatur, bei Verwendung von Schmieröl als Schmiermittel typischerweise die Öltemperatur im Ölsumpf. Der Getriebesensor kann ein Füllstandssensor sein. Ein als Füllstandssensor ausgebildeter Getriebesensor erfasst typischerweise die Schmiermittelmenge, bei Verwendung von Schmieröl als Schmiermittel typischerweise den Ölstand im Ölsumpf. Der Getriebesensor kann ein Sensor zum Ermitteln der Schmiermittelreinheit sein. Ein als Sensor zum Ermitteln der Schmiermittelreinheit ausgebildeter Getriebesensor ist typischerweise ein optischer Sensor, welcher die Partikelbelastung im Schmiermittel erfasst. The transmission sensor may be a torque sensor which detects the output side torque in the transmission. The transmission sensor may be a speed sensor, for example an optical or capacitive shaft encoder with an integrated time-related speed conversion unit. The transmission sensor may be a temperature sensor. A trained as a temperature sensor transmission sensor typically detects the transmission temperature, z. B. on drive-side components or on output-side components of the transmission. A transmission sensor embodied as a temperature sensor typically or additionally additionally detects the lubricant temperature, when lubricating oil is used as a lubricant, typically the oil temperature in the oil sump. The transmission sensor may be a level sensor. A trained as a level sensor transmission sensor typically detects the amount of lubricant, when using lubricating oil as a lubricant typically the oil level in the oil sump. The transmission sensor may be a sensor for determining the lubricant purity. A trained as a sensor for determining the lubricant purity transmission sensor is typically an optical sensor which detects the particle load in the lubricant.

Bei typischen Ausführungsformen weist der Antrieb einen mit der Daten-Ausgabeeinrichtung verbundenen Motorsensor auf. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten mindestens ein unmittelbar oder mittelbar mit dem Motorsensor erfasstes Datum aus der Gruppe Motortemperatur, Motorspannung, Motorstrom. Typischerweise umfassen die antriebsspezifischen Daten mehrere der genannten Daten. Die genannten Daten können auch mittels mehrerer Motorsensoren erfasst oder ermittelt werden, was typischerweise dann der Fall ist, wenn mehrere der genannten Daten in den antriebsspezifischen Daten enthalten sind. In typical embodiments, the drive has a motor sensor connected to the data output device. typically, the drive-specific data comprise at least one directly or indirectly detected by the engine sensor date from the group engine temperature, motor voltage, motor current. Typically, the drive-specific data comprises several of the named data. The data mentioned can also be detected or determined by means of a plurality of engine sensors, which is typically the case when a plurality of said data are contained in the drive-specific data.

Der Motorsensor kann ein Temperatursensor sein. Ein als Temperatursensor ausgebildeter Motorsensor erfasst typischerweise die Temperatur an wesentlichen Bauteilen des Elektromotors. Der Motorsensor kann ein Spannungssensor sein. Ein als Spannungssensor ausgebildeter Motorsensor misst typischerweise die Spannung, die an einer Wicklung des Motors abfällt oder mehrere Spannungen, die an unterschiedlichen Wicklungen des Motors abfallen. Der Motorsensor kann ein Stromsensor sein. Ein als Stromsensor ausgebildeter Motorsensor misst typischerweise den Strom, der durch eine Wicklung des Motors fließt oder mehrere Ströme, die durch unterschiedliche Wicklungen des Motors fließen. The engine sensor may be a temperature sensor. A designed as a temperature sensor engine sensor typically detects the temperature of essential components of the electric motor. The motor sensor may be a voltage sensor. A motor sensor designed as a voltage sensor typically measures the voltage that drops across one winding of the motor or several voltages that drop across different windings of the motor. The motor sensor may be a current sensor. A motor sensor designed as a current sensor typically measures the current flowing through one winding of the motor or multiple currents flowing through different windings of the motor.

Bei typischen Ausführungsformen weist der Antrieb eine Auswertungseinrichtung zum Erzeugen antriebsspezifischer Daten auf, wobei die Auswertungseinrichtung unmittelbar am Getriebe angeordnet ist. Bei typischen Ausführungsformen ist die Auswertungseinrichtung in die Daten-Ausgabeeinrichtung integriert oder bildet mit der Daten-Ausgabeeinrichtung eine Einheit. Typischerweise gibt die Auswertungseinrichtung die erzeugten antriebsspezifischen Daten an die Daten-Ausgabeeinrichtung aus. Bei typischen Ausführungsformen ist eine signaltechnische oder datenverarbeitungstechnische Verbindung zwischen der Auswertungseinrichtung und der Daten-Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise bidirektional ausgebildet ist. Die signaltechnische oder datenverarbeitungstechnische Verbindung von der Auswertungseinrichtung an die Daten-Ausgabeeinrichtung dient der Übertragung der erzeugten antriebsspezifischen Daten. Typischerweise dient die signaltechnische oder datenverarbeitungstechnische Verbindung in der Gegenrichtung der Übertragung von Daten, welche die Auswertungseinrichtung zum Erzeugen der antriebsspezifischen Daten benötigt. Bei typischen Ausführungsformen sind diese in der Gegenrichtung übertragenen Daten Sensordaten. Es ist jedoch auch möglich, dass mindestens einer von Getriebesensor oder Motorsensor unmittelbar mit der Auswertungseinrichtung verbunden ist, insbesondere dann, wenn die Auswertungseinrichtung in die Daten-Ausgabeeinrichtung integriert ist. In typical embodiments, the drive has an evaluation device for generating drive-specific data, wherein the evaluation device is arranged directly on the transmission. In typical embodiments, the evaluation device is integrated into the data output device or forms a unit with the data output device. Typically, the evaluation device outputs the generated drive-specific data to the data output device. In typical embodiments, a signaling or data processing connection between the evaluation device and the data output device is provided, which is preferably bidirectional. The signaling or data processing connection from the evaluation device to the data output device is used to transmit the generated drive-specific data. Typically, the signaling or data processing connection in the opposite direction serves for the transmission of data which the evaluation device requires to generate the drive-specific data. In typical embodiments, these data transmitted in the opposite direction are sensor data. However, it is also possible that at least one of transmission sensor or motor sensor is connected directly to the evaluation device, in particular when the evaluation device is integrated in the data output device.

Bei typischen Ausführungsformen ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, Datenverläufe als antriebsspezifische Daten zu erzeugen. Typischerweise werden Datenverläufe auf den zeitlichen Verlauf bezogen. Beispielsweise enthalten die Datenverläufe Temperaturverläufe oder Temperaturgänge, z. B. Temperaturverläufe oder Temperaturgänge der Getriebetemperatur und/oder der Motortemperatur und/oder der Schmiermitteltemperatur, Schmiermittelstands-Verläufe, Drehzahlverläufe, Drehmomentverläufe und/oder dergleichen. In typical embodiments, the evaluation device is set up to generate data profiles as drive-specific data. Typically, data histories are related to the time course. For example, the data courses include temperature profiles or temperature responses, z. As temperature curves or temperature gradients of the transmission temperature and / or the engine temperature and / or the lubricant temperature, lubricant level gradients, speed characteristics, torque characteristics and / or the like.

Bei typischen Ausführungsformen umfassen die antriebsspezifischen Daten einen mittelbar oder unmittelbar mit der Auswertungseinrichtung ermittelten Getriebezustand. Der Getriebezustand ist beispielsweise ein Betriebszustand des Getriebes oder ein Verschleißzustand des Getriebes. Der Getriebezustand wird typischerweise aus Daten und/oder Datenverläufen ermittelt, insbesondere aus Daten und/oder Datenverläufen eines Getriebesensors und/oder eines Motorsensors. In typical embodiments, the drive-specific data comprise a transmission state determined indirectly or directly with the evaluation device. The transmission state is, for example, an operating state of the transmission or a state of wear of the transmission. The transmission state is typically determined from data and / or data profiles, in particular from data and / or data profiles of a transmission sensor and / or an engine sensor.

Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Getriebezustand ein in Abhängigkeit des mit dem Getriebesensor ermittelten Drehmoments ermitteltes Belastungskollektiv des Getriebes. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Getriebezustand typischerweise eine aus dem Belastungskollektiv ermittelte Schadenssumme. Bei typischen Ausführungsformen wird das Belastungskollektiv aus einer Wöhlerkurve des Getriebes ermittelt. Die Wöhlerkurve des Getriebes kann experimentell bestimmt sein, insbesondere für den spezifischen Getriebetyp oder die spezifische Getriebebauart. Typischerweise weist die Wöhlerkurve ein Zeit- und ein Dauerfestigkeitsgebiet auf, und bei der Ermittlung des Belastungskollektivs und/oder bei der Ermittlung der Schadenssumme werden Lastspiele (Lastwechsel) im Zeit- und Dauerfestigkeitsgebiet klassifiziert und gezählt. In typical embodiments, the transmission state comprises a load collective of the transmission determined as a function of the torque determined using the transmission sensor. Alternatively or additionally, the transmission state typically comprises a damage sum determined from the load collective. In typical embodiments, the load collective is determined from a Wöhler curve of the transmission. The Wöhler curve of the transmission may be determined experimentally, in particular for the specific type of transmission or the specific type of transmission. Typically, the Wöhler curve has a time and a fatigue strength area, and load cycles (load changes) in the time and fatigue strength area are classified and counted in the determination of the load collective and / or in the determination of the amount of damage.

Typische Ausführungsformen bieten den Vorteil, dass die Getriebelebensdauer oder die Rest-Lebensdauer des Getriebes geschätzt werden kann, und zwar mittels einer unmittelbar am Getriebe angeordneten Auswertungseinrichtung und Daten-Ausgabeeinrichtung. Typischerweise weist das Getriebe selbst eine entsprechende Anschlussmöglichkeit auf, an welcher Daten über die geschätzte Rest-Lebensdauer des Getriebes direkt abgegriffen werden können. Typical embodiments offer the advantage that the transmission service life or the remaining service life of the transmission can be estimated by means of an evaluation device and data output device arranged directly on the transmission. Typically, the transmission itself has a corresponding connection possibility, on which data about the estimated remaining service life of the transmission can be tapped directly.

Anhand der Rest-Lebensdauer kann typischerweise auch ein Wartungsintervall festgemacht werden, wobei bei typischen Ausführungsformen das Wartungsintervall und/oder eine Wartungsaufforderung als antriebsspezifische Daten ausgegeben werden können. Das Wartungsintervall und/oder die Wartungsaufforderung können applikationsspezifisch sein, wobei typischerweise der Applikationstyp in der Auswertungseinrichtung gespeichert oder speicherbar ist. On the basis of the remaining service life, a maintenance interval can typically also be stipulated, with the maintenance interval and / or a maintenance request being able to be output as drive-specific data in typical embodiments. The maintenance interval and / or the maintenance request can be application-specific, wherein typically the application type is stored or storable in the evaluation device.

Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Getriebezustand einen geschätzten Getriebewirkungsgrad. Typischerweise sind mehrere Getriebesensoren vorgesehen und als Drehmomentsensoren ausgebildet, wobei einer der Drehmomentsensoren das antriebsseitige Drehmoment und der andere der Drehmomentsensoren das abtriebsseitige Drehmoment erfasst. In typical embodiments, the transmission state includes estimated transmission efficiency. Typically, a plurality of transmission sensors are provided and designed as torque sensors, wherein one of the torque sensors detects the drive-side torque and the other of the torque sensors detects the output-side torque.

Bei typischen Verfahren werden antriebsspezifische Daten aus der Daten-Ausgabeeinrichtung eines typischen Antriebs mit Referenzdaten verglichen, und es wird ein Signal auf der Grundlage des Vergleichs ausgegeben. Das Verfahren wird typischerweise in einer Auswertungseinrichtung durchgeführt, welche vorzugsweise in die Daten-Ausgabeeinrichtung integriert ist. Diese Auswertungseinrichtung kann die gleiche Auswertungseinrichtung sein wie eine typische Auswertungseinrichtung, wie sie oben diskutiert wurde. In typical methods, drive-specific data from the data output device of a typical drive is compared to reference data and a signal is output based on the comparison. The method is typically carried out in an evaluation device, which is preferably integrated in the data output device. This evaluation device can be the same evaluation device as a typical evaluation device, as discussed above.

Typische Ausführungsformen des Verfahrens bieten den Vorteil, dass eine Selbstüberwachung eines erfindungsgemäßen Antriebs erfolgen kann. Das Signal kann beispielsweise ein Zustandssignal sein, welches den Getriebezustand und/oder den Motorzustand des Antriebs angibt. Das Signal kann beispielsweise auch ein Abschaltsignal (z. B. ein Not-Aus-Signal) sein, welches ausgegeben wird, wenn ein kritischer Betriebszustand des Antriebs vorliegt. Typische Ausführungsformen des Verfahrens bieten den Vorteil, dass die Signalausgabe vorzugsweise unmittelbar durch das Getriebe selbst erfolgt, also keine externen Bauteile erforderlich sind. Typical embodiments of the method offer the advantage that self-monitoring of a drive according to the invention can take place. The signal may be, for example, a status signal indicating the transmission state and / or the engine state of the drive. The signal may, for example, also be a shutdown signal (eg an emergency stop signal), which is output when a critical operating state of the drive is present. Typical embodiments of the method offer the advantage that the signal output is preferably carried out directly by the transmission itself, so no external components are required.

Bei typischen Ausführungsformen des Verfahrens sind die Referenzdaten Betriebs-Referenzdaten. Betriebs-Referenzdaten sind typischerweise Daten, welche einen zulässigen Betriebsbereich von Betriebszustandsgrößen angeben. Beispielhaft und nicht abschließend oder einschränkend beziehen sich solche Betriebszustands-Referenzdaten auf das Drehmoment, die Drehzahl, die Getriebetemperatur, die Schmiermitteltemperatur, die Schmiermittelmenge, die Schmiermittelreinheit, die Motortemperatur, die Motorspannung und/oder den Motorstrom. In typical embodiments of the method, the reference data is operational reference data. Operational reference data is typically data indicating an allowable operating range of operating state quantities. By way of example and not limitation or limitation, such operating state reference data relate to the torque, the rotational speed, the transmission temperature, the lubricant temperature, the lubricant quantity, the lubricant purity, the engine temperature, the engine voltage and / or the motor current.

Bei typischen Ausführungsformen des Verfahrens sind die Referenzdaten Getriebezustandsdaten, insbesondere Daten über eine zulässige Rest-Lebensdauer des Getriebes oder Daten über eine Wirkungsgradverschlechterung des Getriebes. Typischerweise kündigt sich ein Ausfall des Getriebes oder ein Ausfall der Getriebelagerung durch ein Abfallen des Getriebewirkungsgrades um einige zehntel Prozentpunkte an, beispielsweise durch ein Abfallen des Getriebewirkungsgrades um mehr als 0,1 Prozentpunkte oder um mehr als 0,2 Prozentpunkte oder um mehr als 0,5 Prozentpunkte. In typical embodiments of the method, the reference data is transmission state data, in particular data on a permissible remaining service life of the transmission or data on an efficiency deterioration of the transmission. Typically, transmission failure or transmission bearing failure is predicted by a drop in transmission efficiency of a few tenths of a percentage point, for example, a drop in transmission efficiency of more than 0.1 percentage points or more than 0.2 percentage points or more than 0, 5 percentage points.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:

1 eine schematische Ansicht eines Antriebs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic view of a drive according to a first embodiment of the invention;

2 eine schematische Ansicht eines Antriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic view of a drive according to a second embodiment of the invention;

3 eine schematische Ansicht eines Antriebs gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; 3 a schematic view of a drive according to a third embodiment of the invention;

4 eine schematische Ansicht eines Antriebs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und 4 a schematic view of a drive according to a fourth embodiment of the invention; and

5 eine halbe Schnittansicht des Getriebes des Antriebs gemäß einer der Ausführungsformen. 5 a half sectional view of the transmission of the drive according to one of the embodiments.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments

Nachfolgend werden typische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Bei der Beschreibung der Ausführungsform werden unter Umständen in verschiedenen Figuren und für verschiedene Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, um die Beschreibung übersichtlicher zu gestalten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass entsprechende Teile der Erfindung auf die in den Ausführungsformen dargestellten Varianten beschränkt sind. Hereinafter, typical embodiments of the invention will be described with reference to the figures, the invention being not limited to the embodiments, but the scope of the invention is determined by the claims. In the description of the embodiment, the same reference numerals may be used for the same or similar parts in different figures and for different embodiments in order to make the description clearer. However, this does not mean that corresponding parts of the invention are limited to the variants shown in the embodiments.

In der 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs in einer schematischen Ansicht gezeigt. Ein Elektromotor 10 ist in der Ausführungsform als kommutierter bürstenloser Drehstrom-Synchronmotor ausgebildet. Der Elektromotor 10 ist mittels einer Antriebswelle 15 mit der Antriebsseite eines koaxialen Getriebes 1 verbunden und dazu eingerichtet, das Getriebe 1 mittels eines über die Antriebswelle 15 übertragenen Drehmoments anzutreiben. In the 1 an embodiment of a drive according to the invention is shown in a schematic view. An electric motor 10 is formed in the embodiment as a commutated three-phase brushless synchronous motor. The electric motor 10 is by means of a drive shaft 15 with the drive side of a coaxial transmission 1 connected and set up the gearbox 1 by means of a drive shaft 15 to drive transmitted torque.

Das Getriebe 1, das weiter unten noch unter Bezugnahme auf 5 näher erläutert wird, ist als steifes und im Wesentlichen spielfreies Koaxialgetriebe ausgebildet. Am Ausgang des Getriebes 1, d. h. auf der Abtriebsseite des Getriebes 1, ist eine Abtriebswelle 15 vorgesehen, welche mit ihrem vorderen Ende aus dem Getriebe 1 austritt und beispielsweise eine (nicht dargestellte) Last antreibt. The gear 1 Still referring to below 5 is explained in more detail, is designed as a rigid and substantially backlash-free coaxial transmission. At the output of the transmission 1 ie on the output side of the gearbox 1 , is an output shaft 15 provided with her front end of the gearbox 1 exits and, for example, a load (not shown) drives.

Unmittelbar am Getriebe 1 ist eine Daten-Ausgabeeinrichtung 30 angeordnet. Diese ist in der dargestellten Ausführungsform fest mit dem Getriebe 1 verbunden und bildet mit dem Getriebe 1 eine Einheit. Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 ist betriebsmäßig nicht von dem Getriebe 1 trennbar und weist ein mit dem Getriebe 1 gemeinsames Gehäuse auf. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Kommunikationsanschluss 31 vorgesehen, welcher in der Zeichnung nur schematisch angedeutet ist. Der Kommunikationsanschluss ist gemäß einem gängigen Industriestandard ausgebildet und in der Ausführungsform als serielle Schnittstelle vorgesehen. Der Kommunikationsanschluss 31 kann bidirektional ausgebildet sein. Am Kommunikationsanschluss 31 der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 werden die antriebsspezifischen Daten ausgegeben, beispielsweise einzeln oder gruppiert, in festgelegten zeitlichen Intervallen und/oder auf Anforderung. Immediately on the gearbox 1 is a data output device 30 arranged. This is fixed in the illustrated embodiment with the transmission 1 connected and forms with the gearbox 1 one unity. The data output device 30 is not operational from the gearbox 1 separable and has one with the gearbox 1 common housing on. In the illustrated embodiment, a communication port is 31 provided, which is indicated only schematically in the drawing. The communication port is formed in accordance with a common industry standard and provided in the embodiment as a serial port. The communication port 31 can be bidirectional. At the communication port 31 the data output device 30 The drive-specific data is output, for example, individually or grouped, at fixed time intervals and / or on request.

Durch die unmittelbare und bauraumsparende Anordnung der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 direkt am Getriebe 1 ist die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 ohne weiteren Aufbauaufwand verwendbar und beeinflusst die Funktionalität des Getriebes 1 im Wesentlichen nicht. Due to the immediate and space-saving arrangement of the data output device 30 directly on the gearbox 1 is the data output device 30 Can be used without further construction effort and influences the functionality of the gearbox 1 essentially not.

Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 gibt über den Kommunikationsanschluss 31 antriebsspezifische Daten aus, bei der gezeigten Ausführungsform nach entsprechender datenverarbeitungstechnischer Anforderung. Gemäß der Ausführungsform enthalten die antriebsspezifischen Daten mindestens ein Datum aus der Gruppe Getriebetyp, Getriebeübersetzung, Drehmomentkennzahl, Drehrichtung, Motortyp, Motorleistung, Motor-Wirkungsgrad, Motor-Regelungsparameter, Motor-Drehmoment. The data output device 30 gives over the communication connection 31 drive-specific data from, in the embodiment shown according to the corresponding data processing technology requirement. According to the embodiment, the drive-specific data includes at least one of transmission type, transmission ratio, torque ratio, rotation direction, engine type, engine output, engine efficiency, engine control parameter, engine torque.

Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs in einer schematischen Ansicht. Die zweite Ausführungsform ist eine Weiterbildung der ersten Ausführungsform, so dass die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform gemachten Angaben im Wesentlichen auch für die zweite Ausführungsform gelten. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Komponenten, und deren wiederholte Beschreibung wird hier weggelassen. The 2 shows a second embodiment of a drive according to the invention in a schematic view. The second embodiment is a development of the first embodiment, so that the statements made above in connection with the first embodiment essentially also apply to the second embodiment. Like reference numerals designate like or equivalent components, and their repeated description is omitted here.

Bei dem Antrieb gemäß der zweiten Ausführungsform ist zusätzlich ein Getriebesensor 40 vorgesehen, welcher im Getriebe 1 angeordnet ist und mit der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 betriebsmäßig verbunden ist. Die Verbindung erfolgt in der dargestellten Ausführungsform über eine Zweidrahtleitung, ist darauf jedoch nicht beschränkt. In the drive according to the second embodiment is additionally a transmission sensor 40 provided, which in the transmission 1 is arranged and with the data output device 30 is operationally connected. The connection is made in the illustrated embodiment via a two-wire line, but is not limited thereto.

Der Getriebesensor 40 erfasst direkt im Getriebe 1 das Getriebedrehmoment, die Getriebedrehzahl, die Schmiermitteltemperatur, die Schmiermittelmenge und/oder die Schmiermittelreinheit oder Daten, die unmittelbar mit diesen Größen zusammenhängen. Der Getriebesensor 40 übermittelt diese Daten kontinuierlich oder in festgelegten oder festlegbaren zeitlichen Intervallen an die Daten-Ausgabeeinrichtung. The transmission sensor 40 recorded directly in the transmission 1 the transmission torque, the transmission speed, the lubricant temperature, the lubricant quantity and / or the lubricant purity or data directly related to these quantities. The transmission sensor 40 transmits this data continuously or at fixed or determinable time intervals to the data output device.

Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 übernimmt die Daten vom Getriebesensor 40 und/oder wandelt diese in entsprechende antriebsspezifische Daten um. Am Kommunikationsanschluss 31 der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 werden die antriebsspezifischen Daten ausgegeben, beispielsweise einzeln oder gruppiert, in festgelegten zeitlichen Intervallen und/oder auf Anforderung. The data output device 30 takes over the data from the gearbox sensor 40 and / or converts them into corresponding drive-specific data. At the communication port 31 the data output device 30 The drive-specific data is output, for example, individually or grouped, at fixed time intervals and / or on request.

Alternativ oder zusätzlich zu den oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform genannten Daten enthalten die antriebsspezifischen Daten gemäß der zweiten Ausführungsform mindestens ein Datum aus der Gruppe Drehmoment, Drehzahl, Getriebetemperatur, Schmiermitteltemperatur, Schmiermittelmenge, Schmiermittelreinheit. As an alternative or in addition to the data mentioned above in connection with the first embodiment, the drive-specific data according to the second embodiment contains at least one of torque, speed, transmission temperature, lubricant temperature, lubricant quantity, lubricant purity.

Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs in einer schematischen Ansicht. Die dritte Ausführungsform ist eine Weiterbildung der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform, so dass die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform gemachten Angaben im Wesentlichen auch für die dritte Ausführungsform gelten. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Komponenten, und deren wiederholte Beschreibung wird hier weggelassen. The 3 shows a third embodiment of a drive according to the invention in a schematic view. The third embodiment is a development of the first embodiment and / or the second embodiment, so that the statements made above in connection with the first embodiment and / or the second embodiment essentially also apply to the third embodiment. Like reference numerals designate like or equivalent components, and their repeated description is omitted here.

Bei dem Antrieb gemäß der dritten Ausführungsform ist zusätzlich eine Auswertungseinrichtung 60 vorgesehen, welche im Getriebe 1 angeordnet ist und mit der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 betriebsmäßig verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Auswertungseinrichtung 60 in die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 integriert, so dass die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 und die Auswertungseinrichtung 60 eine betriebsmäßige Einheit bilden. In the drive according to the third embodiment, an evaluation device is additionally provided 60 provided, which in the transmission 1 is arranged and with the data output device 30 is operationally connected. In the illustrated embodiment, the evaluation device 60 into the data output device 30 integrated, so the data output device 30 and the evaluation device 60 form a functional unit.

Die Auswertungseinrichtung 60 ist dazu eingerichtet, antriebsspezifische Daten zu erzeugen und an die Daten-Ausgabeeinrichtung 30. Diese gibt die erzeugten antriebsspezifischen Daten wiederum – ggf. zusammen mit weiteren antriebsspezifischen Daten – über den Kommunikationsanschluss 31 aus, wie oben beschrieben. The evaluation device 60 is configured to generate drive-specific data and to the data output device 30 , This in turn gives the generated drive-specific data - possibly together with further drive-specific data - via the communication connection 31 off, as described above.

Bei der dargestellten dritten Ausführungsform ermittelt die Auswertungseinrichtung 60 einen Getriebezustand durch einen Vergleich von gemessenen Sensordaten von dem Getriebesensor 40 mit Referenzdaten. Hierzu ist der Getriebesensor 40 direkt mit der Auswertungseinrichtung 60 verbunden; der Getriebesensor 40 kann jedoch auch nur mittelbar mit der Auswertungseinrichtung 60 verbunden sein, typischerweise unter Zwischenschaltung der Daten-Ausgabeeinrichtung 30. In the illustrated third embodiment, the evaluation device determines 60 one Transmission state by comparison of measured sensor data from the transmission sensor 40 with reference data. For this purpose, the transmission sensor 40 directly with the evaluation device 60 connected; the transmission sensor 40 However, it can only indirectly with the evaluation device 60 be connected, typically with the interposition of the data output device 30 ,

Gemäß der dritten Ausführungsform umfasst der Getriebezustand ein Belastungskollektiv des Getriebes und/oder eine aus dem Belastungskollektiv ermittelte Schadenssumme. Das Belastungskollektiv wird aus den Daten berechnet, die von dem Getriebesensor 40 übermittelt werden; der Getriebesensor ist in der dargestellten Ausführungsform dazu eingerichtet, mindestens das abtriebsseitige Drehmoment des Getriebes 1 auszugeben. Unter Zuhilfenahme einer gespeicherten Nenn-Lebensdauer des Getriebes 1 ermittelt die Auswertungseinrichtung 60 aus dem Vergleich die erwartete Rest-Lebensdauer des Getriebes 1 zum Zeitpunkt der Datenausgabe und übermittelt diese Rest-Lebensdauer an die Daten-Ausgabeeinrichtung 30. Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 gibt ihrerseits über den Kommunikationsanschluss 31 die Rest-Lebensdauer als antriebsspezifische Daten aus. According to the third embodiment, the transmission state comprises a load collective of the transmission and / or a damage sum determined from the load collective. The load collective is calculated from the data provided by the transmission sensor 40 be transmitted; the transmission sensor is set up in the illustrated embodiment, at least the output side torque of the transmission 1 issue. With the help of a stored nominal life of the transmission 1 determines the evaluation device 60 from the comparison the expected remaining service life of the transmission 1 at the time of data output and transmits this remaining life to the data output device 30 , The data output device 30 in turn gives over the communication port 31 the remaining life as drive-specific data.

Bei der dritten Ausführungsform umfasst der Getriebezustand zusätzlich einen geschätzten Getriebewirkungsgrad. Hierzu erfasst der Getriebesensor 40 zusätzlich das antriebsseitige Drehmoment des Getriebes und übermittelt dies an die Auswertungseinrichtung 60. Durch Beziehen des abtriebsseitigen Drehmoments auf das antriebsseitige Drehmoment berechnet die Auswertungseinrichung 60 den Getriebewirkungsgrad und übermittelt ihn an die Daten-Ausgabeeinrichtung 30. Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 gibt ihrerseits über den Kommunikationsanschluss 31 den Getriebewirkungsgrad als antriebsspezifische Daten aus. In the third embodiment, the transmission state additionally includes an estimated transmission efficiency. For this the transmission sensor detects 40 In addition, the drive-side torque of the transmission and transmits this to the evaluation device 60 , By referring the output side torque to the drive side torque, the evaluation device calculates 60 the transmission efficiency and transmits it to the data output device 30 , The data output device 30 in turn gives over the communication port 31 the transmission efficiency as drive-specific data.

Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs in einer schematischen Ansicht. Die vierte Ausführungsform ist eine Weiterbildung der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform und/oder der dritten Ausführungsform, so dass die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform und/oder der dritten Ausführungsform gemachten Angaben im Wesentlichen auch für die vierte Ausführungsform gelten. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Komponenten, und deren wiederholte Beschreibung wird hier weggelassen. The 4 shows a fourth embodiment of a drive according to the invention in a schematic view. The fourth embodiment is a development of the first embodiment and / or the second embodiment and / or the third embodiment, so that the above made in connection with the first embodiment and / or the second embodiment and / or the third embodiment substantially also for the fourth embodiment apply. Like reference numerals designate like or equivalent components, and their repeated description is omitted here.

Bei dem Antrieb gemäß der vierten Ausführungsform ist zusätzlich ein Motorsensor 51 vorgesehen, welcher im Getriebe 1 angeordnet ist und mit der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 betriebsmäßig verbunden ist. Die Verbindung erfolgt in der dargestellten Ausführungsform über eine Zweidrahtleitung, ist darauf jedoch nicht beschränkt. In the drive according to the fourth embodiment is additionally a motor sensor 51 provided, which in the transmission 1 is arranged and with the data output device 30 is operationally connected. The connection is made in the illustrated embodiment via a two-wire line, but is not limited thereto.

Der Motorsensor 51 erfasst direkt im Getriebe 1 die Motortemperatur, die Motorspannung und/oder den Motorstrom oder Daten, die unmittelbar mit diesen Größen zusammenhängen. Die Motorspannung und/oder der Motorstrom können jeweils eine kumulierte Gesamtgröße, beispielsweise eine gemittelte Größe über sämtliche Wicklungen des Motors sein, oder sie können auf die einzelnen Wicklungen (Stränge) des Motors bezogene Einzelgrößen sein. Bei einem dreiphasigen Drehstrom-Synchronmotor, wie er gemäß den Ausführungsformen als Elektromotor 50 zum Einsatz kommt, sind die Motorspannung und/oder der Motorstrom beispielsweise drei Einzelgrößen. Der Motorsensor 51 übermittelt diese Daten kontinuierlich oder in festgelegten oder festlegbaren zeitlichen Intervallen an die Daten-Ausgabeeinrichtung. The engine sensor 51 recorded directly in the transmission 1 the motor temperature, the motor voltage and / or the motor current or data directly related to these quantities. The motor voltage and / or the motor current may each be a cumulative total quantity, for example an average value across all windings of the motor, or they may be individual quantities related to the individual windings (strands) of the motor. In a three-phase three-phase synchronous motor, as he according to the embodiments as an electric motor 50 is used, the motor voltage and / or the motor current, for example, three individual sizes. The engine sensor 51 transmits this data continuously or at fixed or determinable time intervals to the data output device.

Die Daten-Ausgabeeinrichtung 30 übernimmt die Daten vom Motorsensor 51 und/oder wandelt diese in entsprechende antriebsspezifische Daten um. Am Kommunikationsanschluss 31 der Daten-Ausgabeeinrichtung 30 werden die antriebsspezifischen Daten ausgegeben, beispielsweise einzeln oder gruppiert, in festgelegten zeitlichen Intervallen und/oder auf Anforderung. The data output device 30 takes over the data from the engine sensor 51 and / or converts them into corresponding drive-specific data. At the communication port 31 the data output device 30 The drive-specific data is output, for example, individually or grouped, at fixed time intervals and / or on request.

Alternativ oder zusätzlich zu den oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform und/oder der zweiten Ausführungsform und/oder der dritten Ausführungsform genannten Daten enthalten die antriebsspezifischen Daten gemäß der vierten Ausführungsform mindestens ein Datum aus der Gruppe Motortemperatur, Motorspannung, Motorstrom. As an alternative or in addition to the data mentioned above in connection with the first embodiment and / or the second embodiment and / or the third embodiment, the drive-specific data according to the fourth embodiment contain at least one date from the group of engine temperature, motor voltage, motor current.

Die in 4 gezeigte vierte Ausführungsform weist ähnlich wie die dritte Ausführungsform ebenfalls die Auswertungseinrichtung 60 auf, mit der oben beschriebenen Funktionalität. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Auswertungseinrichtung 60 in der vierten Ausführungsform weggelassen wird. In the 4 The fourth embodiment shown similarly has the evaluation device similar to the third embodiment 60 on, with the functionality described above. However, it is also conceivable that the evaluation device 60 is omitted in the fourth embodiment.

Die 5 zeigt in einer halben Schnittansicht schematisch ein Getriebe 1, welches der Antrieb gemäß einer jeden der oben beschriebenen Ausführungsformenen aufweist. Das Getriebe weist ein Hohlrad 3 mit einer innen liegenden, umlaufenden Verzahnung 5 auf. Eine zweite Hälfte des Getriebes 1 ist im Schnitt dem dargestellten Schnitt analog aufgebaut. In die Verzahnung 5 greifen Zähne 7 ein. Zur besseren Übersichtlichkeit ist nicht jedes Zahnsegment 7 der 5 auch mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Die Zähne 7 sind in einem Zahnträger 11 radial verschieblich gelagert. Hierzu weist der Zahnträger 11 radial ausgerichtete kanalartige runde oder schlitzartige Öffnungen auf, welche eine radiale Führung der Zähne 7 in dem Zahnträger 11 gewährleisten. Aufgrund der radialen Führung in den Öffnungen ist es für die Zähne 7 lediglich möglich, sich in radialer Richtung entlang ihrer Längsachse zu bewegen, insbesondere ist eine Verdrehung um eine Längsachse des Getriebes 1 ausgeschlossen. The 5 shows in a sectional view schematically a transmission 1 which has the drive according to any of the embodiments described above. The transmission has a ring gear 3 with an internal circumferential toothing 5 on. A second half of the transmission 1 is constructed in the section analogous to the section shown. In the teeth 5 grab teeth 7 one. For clarity, not every toothed segment is 7 of the 5 also with the reference number 7 Mistake. The teeth 7 are in a tooth carrier 11 mounted radially displaceable. For this purpose, the tooth carrier 11 radially oriented channel-like circular or slot-like openings, which has a radial Guide the teeth 7 in the tooth carrier 11 guarantee. Due to the radial guidance in the openings it is for the teeth 7 only possible to move in the radial direction along its longitudinal axis, in particular is a rotation about a longitudinal axis of the transmission 1 locked out.

Die Längsachse der Zähne bezeichnet typischerweise die vom Zahnfuß zum Zahnkopf verlaufende Achse, während die Längsachse des Getriebes in Richtung der Drehachse des Getriebes zeigt. Dies kann beispielsweise die Drehachse des als Abtrieb verwendbaren Zahnträgers sein oder auch die Drehachse einer Kurvenscheibe. The longitudinal axis of the teeth typically designates the axis extending from the root of the tooth to the tip of the tooth while the longitudinal axis of the gear is pointing in the direction of the axis of rotation of the gear. This can be, for example, the axis of rotation of the tooth carrier which can be used as an output, or else the axis of rotation of a cam disc.

Die Zähne 7 werden durch ein Antriebselement in der Form einer hohlen Kurvenscheibe 20 angetrieben. Die Kurvenscheibe 20 weist eine Profilierung 22 auf, um die Zähne 7 in radialer Richtung anzutreiben. Die Profilierung 22 weist einen Verlauf mit zwei Erhebungen über den Umfang auf, sodass jeweils gegenüberliegende Zähne 7 am weitesten in Zahnlücken der Verzahnung 5 eingetreten sind. The teeth 7 be by a drive element in the form of a hollow cam 20 driven. The cam 20 has a profiling 22 on to the teeth 7 to drive in the radial direction. The profiling 22 has a course with two surveys on the circumference, so that each opposing teeth 7 furthest in tooth gaps of the teeth 5 occurred.

Die Zähne 7 sind bei dem in 5 dargestellten Getriebe 1 mit einer Wälzlagerung auf der Profilierung des Antriebselements angeordnet. Die Wälzlagerung umfasst Wälzkörper 23, welche bei diesem Ausführungsbeispiel als Nadelrollen ausgeführt sind. The teeth 7 are at the in 5 illustrated gear 1 arranged with a rolling bearing on the profiling of the drive element. The rolling bearing comprises rolling elements 23 which are designed as needle rollers in this embodiment.

Die Kurvenscheibe 20 ist innen angeordnet und die Verzahnung außen angeordnet, und der Abtrieb wird an dem Hohlrad mit der Verzahnung oder an dem Zahnträger abgegriffen, wobei das jeweils andere Element festgelegt wird. The cam 20 is arranged inside and the teeth are arranged on the outside, and the output is tapped at the ring gear with the toothing or on the toothed carrier, wherein the respective other element is fixed.

Das Getriebe 1 umfasst eine segmentierte Lagerung für die Zähne 7. Die segmentierte Lagerung umfasst Schwenksegmente 24, welche jeweils auf der dem Zahn 7 zugewandten Seite eine runde Zahnlagerfläche aufweisen, welche einen Wulst bildet, auf dem der Fuß eines Zahnes 7 oder bei typischen Ausführungsformen 2, 3 oder 4 Zähne in axialer Richtung des Getriebes 1 nebeneinander angeordnet sein können. Der Wulst verhindert zusammen mit einer entsprechenden Ausnehmung im Zahnfuß des jeweiligen Zahnes 7 ein Verrutschen des Zahnes 7 auf dem Schwenksegment 24. The gear 1 includes a segmented bearing for the teeth 7 , The segmented bearing comprises pivoting segments 24 which each on the tooth 7 facing side have a round toothed bearing surface which forms a bead on which the foot of a tooth 7 or in typical embodiments, 2, 3 or 4 teeth in the axial direction of the transmission 1 can be arranged side by side. The bead prevents together with a corresponding recess in the tooth root of the respective tooth 7 a slipping of the tooth 7 on the swivel segment 24 ,

Mit den Wulsten werden jeweils Fußgelenke für die Zähne 7 ausgebildet, sodass sich die Zähne 7 relativ zu den Schwenksegmenten 24 verkippen können, um eine zwangsfreie Führung zu gewährleisten. Die Schwenksegmente 24 sind relativ zueinander in Umlaufrichtung verschieblich, sodass sich die Abstände zwischen den Schwenksegmenten 24 verändern lassen. Auf diese Weise ist auch der Freiheitsgrad in Umlaufrichtung der Schwenksegmente 24 nicht gesperrt. Dies ermöglicht eine weitgehend zwangsfreie Führung und ein weitgehend zwangsfreien radialen Antrieb der Schwenksegmente 24 durch die Profilierung 22 der Kurvenscheibe 20. Für eine Minimierung des Reibungswiderstandes zwischen der Profilierung 22 und den Schwenksegmenten 24 sind die Wälzkörper 23 als Nadelrollen vorgesehen. With the beads are each ankle for the teeth 7 trained, so that the teeth 7 relative to the pivot segments 24 can tilt to ensure a forced guidance. The pivoting segments 24 are relative to each other in the direction of rotation displaced, so that the distances between the pivot segments 24 let change. In this way, the degree of freedom in the direction of rotation of the pivot segments is also 24 not blocked. This allows a largely force-free guidance and a largely force-free radial drive of the pivot segments 24 through the profiling 22 the cam 20 , For minimizing the frictional resistance between the profiling 22 and the pivot segments 24 are the rolling elements 23 provided as needle rollers.

Die Erfindung ist nicht auf zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bestimmt. The invention is not limited to previously described embodiments, but the scope of the invention is determined by the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007011175 A1 [0016]

Claims

Drive, in particular with a transmission ( 1 ) and an electric motor ( 50 ), whereby the transmission ( 1 ) includes: - a gearing ( 5 ), - a tooth carrier ( 11 ) in which a plurality of teeth ( 7 ) are received for engagement with the toothing, wherein the teeth ( 7 ) relative to the tooth carrier ( 11 ) are mounted radially displaceable, - a cam ( 20 ) for the radial drive of the radially displaceably mounted teeth ( 7 ), - a plurality of pivot segments ( 24 ), which on rolling elements ( 23 ) are mounted on the cam for the storage of the teeth ( 7 ), - a data output device ( 30 ), which directly on the gear ( 1 ) and which is adapted to output drive-specific data.

Drive according to claim 1, wherein the drive-specific data comprise a date from the following group: transmission type, gear ratio, torque coefficient, direction of rotation.

Drive according to one of the preceding claims, wherein the drive-specific data comprises a date from the following group: engine type, engine power, engine efficiency, engine control parameters, torque.

Drive according to one of the preceding claims, with a data output device ( 30 ) associated transmission sensor ( 40 ), wherein the drive-specific data comprises a date directly or indirectly detected by the transmission sensor from the following group: torque, speed, transmission temperature, lubricant temperature, lubricant quantity, lubricant purity.

Drive according to one of the preceding claims, with a data output device ( 30 ) connected motor sensor ( 51 ), wherein the drive-specific data at least one directly or indirectly with the engine sensor ( 51 ) from the following group include: motor temperature, motor voltage, motor current.

Drive according to one of the preceding claims, with an evaluation device ( 60 ) for generating drive-specific data, wherein the evaluation device ( 60 ) directly on the gearbox ( 1 ) is arranged.

Drive according to claim 6, wherein the drive-specific data a directly or indirectly with the evaluation device ( 60 ) comprise determined transmission state.

Drive according to claim 7, wherein the transmission state in dependence of the with the transmission sensor ( 40 ) calculated torque collective of the transmission ( 1 ) and / or a damage sum determined from the load collective.

Drive according to claim 7 or 8, wherein the transmission state comprises an estimated transmission efficiency.

A method of monitoring a drive according to any one of claims 1 to 9, comprising: Comparing the drive-specific data from the data output device with reference data; and - Output a signal based on the comparison.