DE102015225102A1 - Transmission with directly applied torque detecting device and method for measuring torque in a motor vehicle transmission - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (2) mit einer balligen oder konvexen Außenkontur (3) und einem Drehmomentsensierbereich (5) auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von der drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt, wobei der Drehmomentsensierbereich (5) eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) direkt aufgebracht ist.The invention relates to a transmission (1) for a motor vehicle having a torque transmission device (2) with a spherical or convex outer contour (3) and a torque sensing region (5) on which a torque detecting device (6) is prepared, depending on the torque-dependent torsion and / or expansion to generate an electrical signal that allows conclusions about the torque, wherein the torque sensing region (5) has a spherical and / or convex outer contour to which the torque detecting device (6) is applied directly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer balligen oder konvexen Außenkontur und einem Drehmomentsensierbereich, auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von einer drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt.The invention relates to a transmission for a motor vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, having a torque transmitting device with a convex or convex outer contour and a Torensensierbereich on which a torque detecting device is mounted, which is prepared in response to a torque-dependent torsion and / or stretching to generate an electrical signal that allows conclusions about the torque.

Die Erfindung betrifft also eine Anordnung zur Messung eines anliegenden Drehmoments in einem (Kfz-)Getriebe, etwa in einem CVT(continuously variable transmission)-Getriebe, während des Betriebs und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung zur Steuerung der Anpresskräfte von Scheibensätzen eines (CVT-)Getriebes. The invention thus relates to an arrangement for measuring an applied torque in a (automotive) transmission, such as in a CVT (continuously variable transmission) transmission, during operation and a method for producing such an arrangement for controlling the contact forces of pulleys of ( CVT) transmission.

Drehmomentmessungen in Pkw-Getrieben sind zwar bekannt, aber normalerweise nur durch Vorrichtungen ermöglicht, die außerhalb des Getriebegehäuses angebracht sind. Hierbei werden üblicherweise hydraulisch-mechanische Messmethoden eingesetzt. Technisch denkbar sind bisher Messungen auf Basis optischer oder magnetoreaktiver Prinzipien und durch aufgeklebte Dehnmessstreifen. Eine andere Möglichkeit besteht auch darin, das Drehmoment aus den Motorkenndaten abzuschätzen. Although torque measurements in passenger car transmissions are known, they are normally only made possible by devices mounted outside the transmission housing. In this case, hydraulic-mechanical measuring methods are usually used. Technically conceivable are measurements based on optical or magnetoreactive principles and by glued strain gauges. Another possibility is to estimate the torque from the engine characteristics.

Alle diese bekannten Drehmomentmessungen haben jedoch erhebliche Nachteile. Beispielsweise sind geklebte Dehnmessstreifen suboptimal, da sie einer starken Alterung unterliegen. Kleber und Trägerfolien altern im Betrieb, wenn sie Medien und Temperaturen längere Zeit ausgesetzt sind, wie sie in Getrieben üblicherweise vorliegen. Vielmehr sind übliche geklebte Dehnmessstreifen (DMS) nur für eine kurze Lebensdauer ausgelegt. Zusätzlich neigen Polymerwerkstoffe zum Kriechen, wodurch die Messempfindlichkeit des DMS reduziert wird und das Messignal, bei längerer Zeit betrachtet, driften kann.However, all these known torque measurements have significant disadvantages. For example, glued strain gauges are suboptimal because they are subject to severe aging. Adhesives and carrier films age in operation when exposed to media and temperatures for a longer period of time, such as commonly found in gearboxes. Rather, conventional glued strain gauges (DMS) are designed for a short life. In addition, polymer materials tend to creep, reducing the sensitivity of the DMS and allowing the measurement signal to drift over a longer period of time.

Ein grundsätzlich sehr gute Ergebnisse liefernder bisher häufig eingesetzter hydraulisch-mechanischer Drehmomentfühler benötigt leider relativ vielen axialen Bauraum. Auch sind dessen Kosten relativ hoch. Letztlich resultiert daraus ein stark vom Marktstandard abweichendes Hydraulikkonzept, was nicht zwingend akzeptiert ist. Gerade für Getriebe in Kraftfahrzeugen, insbesondere für CVT-Getriebe, soll aber eine Verbesserung ermöglicht werden. CVT-Getriebe, also stufenlos schaltende Getriebe, nutzen heute zur drehmomentgerechten Anpassung das Motormomentensignal (MMI), das insbesondere bei dem neuen europäischen Fahrzyklus im Bereich der Teillast sehr ungenau ist. Da aber bei diesem neuen europäischen Fahrzyklus die Teillast sehr dominant ist, können starke Abweichungen zwischen dem MMI und dem realen Getriebeeingangsmoment auftreten. Diese Abweichungen können bis zu ca. 100 % betragen, etwa bei einem anliegenden Getriebeeingangsmoment von ca. 50 Nm. Die Überanpressung aufgrund dieser Unsicherheit verschlechtert aber den Gesamtwirkungsgrad, erhöht unnötigerweise die Pumpenleistungsaufnahme und drückt sich in stark erhöhten Kosten aus. Unfortunately, a generally very good results yielding hitherto frequently used hydraulic-mechanical torque sensor requires a relatively large amount of axial space. Its costs are also relatively high. Ultimately, this results in a hydraulic concept deviating strongly from the market standard, which is not necessarily accepted. Especially for transmissions in motor vehicles, especially for CVT transmission, but an improvement should be made possible. CVT transmissions, ie infinitely variable-speed transmissions, today use the engine torque signal (MMI) for torque-adjusted adaptation, which is very inaccurate especially in the new European driving cycle in the area of the partial load. However, since the partial load is very dominant in this new European driving cycle, large deviations between the MMI and the real transmission input torque can occur. These deviations can be up to approx. 100%, for example with an applied transmission input torque of approx. 50 Nm. However, the overpressure due to this uncertainty deteriorates the overall efficiency, unnecessarily increases the pump power consumption and expresses itself in greatly increased costs.

Auch andere Messmethoden, wie solche die auf magnetische Messungsprinzipien setzen, disqualifizieren sich, da durch auftretenden metallischen Abrieb im Getriebe eine Messung auf Basis solch magnetischer Messungsprinzipien normalerweise nicht möglich ist.Other measuring methods, such as those based on magnetic measurement principles, are disqualified, as a result of occurring metallic abrasion in the transmission, a measurement based on such magnetic measurement principles is usually not possible.

Benachbarter Stand der Technik ist auch aus der DE 10 2013 204 924 A1 bekannt. Dort wird eine Anordnung zur Bestimmung eines auf eine Welle, insbesondere eine Lenkwelle einwirkenden Drehmoments offenbart. Ein lenkradseitiger erster Lenkwellenabschnitt, ein lenkgetriebeseitiger zweiter Lenkwellenabschnitt und ein die Lenkwellenabschnitte verbindender Torsionsabschnitt werden dabei verwendet. Der Torsionsabschnitt weist eine dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens auf.Adjacent state of the art is also from the DE 10 2013 204 924 A1 known. There is disclosed an arrangement for determining a torque acting on a shaft, in particular a steering shaft. A steering wheel side first steering shaft section, a steering gear side second steering shaft section, and a torsion section connecting the steering shaft sections are used. The torsion section has a strain-sensitive direct coating with the structure of a strain gauge.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder zumindest zu mildern und eine präzisere Drehmomenterfassung bei geringeren Kosten und über eine lange Lebensdauer gesehen in Getrieben von Kraftfahrzeugen zu ermöglichen. It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art and to enable a more precise torque detection at a lower cost and over a long service life in transmissions of motor vehicles.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehmomentsensierbereich eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung direkt aufgebracht / befestigt / insbesondere beschichtet, bspw. aufgedampft ist.This object is achieved in a generic device according to the invention in that the torque sensing has a convex and / or convex outer contour to which the torque detecting device directly applied / attached / in particular coated, for example, is vapor-deposited.

Die der Erfindung zugrunde liegende Drehmomentmessvorrichtung wird also im Getriebegehäuse direkt auf der An- bzw. Abtriebswelle platziert. Das Messprinzip erfolgt dehnungsbasiert und wird mit Hilfe einer dehnungsempfindlichen Beschichtung, bspw. bekannt unter dem Namen „Sensotect®“, ermöglicht. Die Sensorschicht kann direkt auf der An- bzw. Abtriebswelle beschichtet sein, wie etwa in den Druckschriften DE 10 2013 204 924 A1 und DE 10 2012 208 492 A1 offenbart. Alternativ ist auch das Umsetzen im Rahmen einer Messhülse materialschlüssig in oder auf der Getriebewelle möglich. Durch die Erfindung wird eine Drehmomentmessung mit sehr hoher Genauigkeit und gleichzeitig starker Robustheit ohne Bauraumverlust ermöglicht. Die Erfindung lässt sich auch bei Kupplungen einsetzen, um die Anpresskraft abzustimmen.The torque measuring device on which the invention is based is therefore placed directly in the gearbox housing on the input or output shaft. The measuring principle is carried expansion based and is using a strain-sensitive coating, for example. Known as the "Sensotect ®" allows. The sensor layer can be coated directly on the input or output shaft, as in the documents DE 10 2013 204 924 A1 and DE 10 2012 208 492 A1 disclosed. Alternatively, the reaction within a measuring sleeve material fit in or on the transmission shaft is possible. The invention enables a torque measurement with very high accuracy and at the same time strong robustness without loss of space. The Invention can also be used in couplings to tune the contact force.

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 der Drehmomentsensierbereich als ein integraler, einmaterialiger und/oder einstückiger Abschnitt einer Getriebeeingangswelle oder einer Getriebeausgangswelle ausgebildet ist, oder durch einen solchen Abschnitt oberflächenseitig gestellt ist. Das Aufbringen des sensierenden Elementes kann bspw. durch ein Vapour Deposition-Verfahren nachhaltig erreicht werden. So bieten sich PVD- und PACVD-Verfahren diesbezüglich an. Besonders langlebige Getriebe lassen sich dann erhalten, die selbst am Ende der Lebensdauer noch präzise Drehmomentinformationen liefern. Thus, it is advantageous if the torque sensing region is formed as an integral, einmaterialiger and / or one-piece portion of a transmission input shaft or a transmission output shaft, or is provided on the surface side by such a section. The application of the sensing element can, for example, be sustainably achieved by a vapor deposition process. For example, PVD and PACVD methods are suitable for this purpose. Particularly durable transmissions can then be obtained, which even at the end of the life still provide precise torque information.

Alternativ ist es auch möglich, dass der Drehmomentsensierbereich als von der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle als ein (ursprünglich) separates Bauteil ausgebildet oder gestellt ist. Die Fertigung wird dadurch vereinfacht, da separate Bauteile vorgehalten werden können, die dann ihrerseits mit einen PVD- oder PACVD-Verfahren beschichtet wurden, wobei die fertigen separaten Bauteile dann nur an der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle angebracht werden müssen. Dabei ist das Anbringen derart möglich, dass das Drehmoment nach wie vor durch die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle vollständig / großteils / teilweise verläuft, und das separate Bauteil lediglich einen solch kleinen Drehmomentanteil überträgt, der ausreicht, dass eine Verwindung auftritt, die Rückschlüsse auf das gesamte Drehmoment zulässt.Alternatively, it is also possible for the torque-sensing area to be designed or set as a (originally) separate component from the transmission input shaft or the transmission output shaft. The manufacturing is simplified because separate components can be kept, which in turn have been coated with a PVD or PACVD process, the finished separate components then need only be attached to the transmission input shaft or the transmission output shaft. In this case, the attachment is possible such that the torque is still completely / largely / partially through the transmission input shaft or the transmission output shaft, and the separate component transmits only such a small amount of torque that is sufficient that a distortion occurs, the conclusions on the entire Torque allows.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das separate Bauteil als Zwischenstück der Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet ist, oder als ein die Drehmomentübertragungseinrichtung zumindest teilweise oder abschnittsweise oder in einem bestimmten Längenabschnitt vollständig ummantelndes Einhüllbauteil ausgebildet ist. Das Einhüllbauteil kann dann in großen Stückzahlen vorgehalten und bearbeitet werden, sodass es einfach und schnell verbaubar ist. It has been found to be advantageous if the separate component is designed as an intermediate piece of the torque transmission device, or is designed as a torque transmitting device at least partially or in sections or in a certain length completely enveloping Einhüllbauteil. The Einhüllbauteil can then be kept in large numbers and edited so that it is easy and quick to install.

In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Zwischenstück oder das Einhüllbauteil als Hülse, etwa als Metallhülse, ausgebildet ist. Ein platzsparender Einsatz bei gleichzeitig geringen Kosten kann dann sichergestellt werden. In this context, it has also proved to be advantageous if the intermediate piece or the Einhüllbauteil is designed as a sleeve, such as a metal sleeve. Space-saving use with low costs can then be ensured.

Wenn die bspw. zwiebelschalenartig oder drehmomentübertragungseinrichtungverlängernd angeordnete Hülse eine vollzylinderartige oder hohlzylinderartige Ausprägung / Ausgestaltung besitzt, so kann die Hülse effizient hergestellt werden. If, for example, the sleeve on the sleeve-like or torque-transmitting device extending sleeve has a full cylinder-like or hollow cylinder-like expression / configuration, the sleeve can be produced efficiently.

Es hat sich bewährt, wenn die Drehmomenterfassungsvorrichtung einen Innen- oder Außendurchmesser von 5 mm bis 100 mm besitzt. It has proven useful if the torque detecting device has an inner or outer diameter of 5 mm to 100 mm.

Wenn die Drehmomenterfassungsvorrichtung einen Schichtaufbau, aus einer oder mehreren Schichten besitzt, der zwischen 0,01 µm bis 100 µm hoch ist, so kann ein ausreichend qualitativ hochwertiges Signal geliefert werden.If the torque detecting device has a layer structure of one or more layers that is between 0.01 μm to 100 μm high, a sufficiently high quality signal can be provided.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse stirnseitig an einem ersten Befestigungsbereich, etwa einer Stirnseite oder einer Außenoberfläche der Drehmomentübertragungseinrichtung form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angebracht ist, etwa angeschweißt ist, bspw. über eine umlaufende oder flächige Naht durch Laserstrahlschweißen. An advantageous embodiment is also characterized in that the sleeve is frontally attached to a first attachment region, such as a front side or an outer surface of the torque transmitting device form, force and / or material fit, such as welded, for example. Via a circumferential or planar seam through laser beam welding.

Die Erfindung betrifft letztlich auch ein solches Getriebe, das als stufenlos verstellbares Getriebe, etwa nach Art eines CVT-Getriebes, ausgebildet ist.The invention ultimately also relates to such a transmission, which is designed as a continuously variable transmission, such as in the manner of a CVT transmission.

Mit anderen Worten wird die Drehmomentmessung durch eine Sensotect®-Direktbeschichtung, d.h. eine dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens, auf die Getriebewellen oder eine Drehmomentmessvorrichtung, umfassend eine / bestehend aus einer Torsionshülse, die auch als Einhüllbauteil oder Außenbuchse bezeichnet werden kann, nämlich dem so genannten Messelement, realisiert. Auf dem Messelement, bzw. der Getriebewelle, ist eine Isolationsschicht, bspw. aus Aluminiumoxid, aufgebracht, auf der sich eine verformungssensitive Schicht (oder Schichten) als Messschicht befindet. Die Isolationsschicht umfasst bspw. ein Oxid, wie Al2O3 sowie SiO2 oder Nitride, z.B. AlN. Die Isolationsschicht ist bspw. im PVD(Physical Vapour Deposition)- oder PACVD(Chemical Assisted Physical Vapour Deposition)-Verfahren herstellbar. Die Messschicht, welche sich auf der Isolationsschicht befindet, ist bspw. durch eine Nickellegierung, insbesondere eine Nickel-Chrom-Legierung gebildet oder aus einem AlxGa1-xAs (Halbleiter) gebildet / aufgebaut. Die verformungssensitive Beschichtung kann wiederum im PVD- oder PACVD-Verfahren hergestellt werden. In other words, the torque measurement ® by a Sensotect -Direktbeschichtung, that is, a strain sensitive direct coating with the structure of a strain gauge, on the gear shafts or a torque measuring device comprising a / consists of a torsion which may be referred to as Einhüllbauteil or outer sleeve, namely the so-called measuring element, realized. On the measuring element, or the gear shaft, an insulating layer, for example. Of aluminum oxide, applied, on which a deformation-sensitive layer (or layers) is located as a measuring layer. The insulating layer comprises, for example, an oxide, such as Al 2 O 3 and SiO 2 or nitrides, for example AlN. The insulation layer can be produced, for example, in the PVD (Physical Vapor Deposition) or PACVD (Chemical Assisted Physical Vapor Deposition) method. The measuring layer, which is located on the insulating layer, is formed, for example, by a nickel alloy, in particular a nickel-chromium alloy, or formed or constructed from an Al x Ga 1-x As (semiconductor). The strain sensitive coating can in turn be made by the PVD or PACVD process.

Die Messschicht wird ähnlich bekannter Dehnungsmessstreifen / Dehnmessstreifen strukturiert. Die Strukturierung der dehnungsempfindlichen Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens erfolgt erst nach Aufbringung der Beschichtung auf dem Messelement bzw. der Getriebewelle (vorzugsweise per Laser). The measuring layer is structured similarly to known strain gauges / strain gauges. The structuring of the strain-sensitive direct coating with the structure of a strain gauge takes place only after application of the coating on the measuring element or the transmission shaft (preferably by laser).

Auf die Messschicht wird in bevorzugter Ausgestaltung eine organische oder anorganische Schutzschicht gegen Umwelteinflüsse aufgebracht. Die Gesamtdicke der verformungssensitiven Direktbeschichtung ohne die Schutzschicht beträgt vorzugsweise nicht mehr als ca. 4 µm, ca. 12 µm oder ca. 20 µm. Insbesondere Schichtdicken von ca. 5 µm, ca. 10 µm und ca. 20 µm haben sich bewährt. In a preferred embodiment, an organic or inorganic protective layer against environmental influences is applied to the measuring layer. The total thickness of the strain-sensitive direct coating without the protective layer is preferably not more than about 4 μm, about 12 μm, or about 20 μm. In particular, layer thicknesses of about 5 microns, about 10 microns and about 20 microns have been proven.

Die per Laser bearbeitete dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens weist in vorteilhafter Ausgestaltung eine Streifenstruktur auf, welche zur Rotationsachse um vorzugsweise ca. 45° schräggestellt sind. Dabei wird direkt eine Schicht bearbeitet, die nicht nur in einer Ebene angeordnet ist, sondern eine räumliche Struktur darstellt. The laser-processed strain-sensitive direct coating with the structure of a strain gauge has, in an advantageous embodiment, a strip structure which is inclined to the axis of rotation by preferably approximately 45 °. Here, a layer is processed directly, which is not only arranged in a plane, but represents a spatial structure.

Die Bohrung einer Torsionshülse, die auch als Einhüllbauteil oder Außenbuchse bezeichnet werden kann, wird mit leichtem Spiel zum Wellendurchmesser ausgeführt. Die fertiggestellte Torsionshülse wird auf die Welle bzw. einen als Hülsensitz bearbeiteten Bereich der Antriebswelle geschoben und mittels eines Schweißverfahrens (bspw. eines Laserschweißverfahrens, eines Reibschweißverfahrens oder eines Widerstandsschweißverfahrens) oder einem Lötverfahren auf der Welle bzw. dem Hülsensitz direkt materialschlüssig gefügt, sodass die Torsion der Welle auf die Torsionshülse, dem Messelement, übertragen wird. Alternativ kann die Hülse mit Borden ausgefüllt sein, welche ermöglichen, die Torsionshülse auf / in eine (Hohl-)Welle einzupressen und sie gemäß einer besonderen Ausführungsform materialschlüssig zu fixieren. The bore of a torsion sleeve, which can also be referred to as Einhüllbauteil or outer sleeve is performed with ease to the shaft diameter. The finished torsion sleeve is pushed onto the shaft or an area of the drive shaft machined as a sleeve seat and joined directly to the shaft or sleeve seat by means of a welding process (eg a laser welding process, a friction welding process or a resistance welding process) or a soldering process, so that the torsion the shaft is transmitted to the torsion, the measuring element. Alternatively, the sleeve can be filled with ribs, which allow to compress the torsion sleeve on / in a (hollow) shaft and to fix them in a material-locking manner according to a particular embodiment.

Zusätzlich zu einer dehnungsempfindlichen Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens befindet sich auf der Torsionshülse eine Signalübertragungskomponente, welche mit einer weiteren, ortsfesten Signalübertragungskomponente zusammenwirkt. Die Signalübertragung kann aber auch auf die Welle zusätzlich verbracht / angebracht werden. Es ist eine drahtlose, bspw. induktive Signalübertragung zwischen der Torsionshülse bzw. Welle, dem Rotor und einem nicht rotierenden Bauteil, etwa dem Stator, vorgesehen. In addition to a strain-sensitive direct coating having the structure of a strain gauge, there is a signal transmission component on the torsion sleeve which cooperates with another stationary signal transmission component. The signal transmission can also be spent on the shaft / attached. It is a wireless, for example. Inductive signal transmission between the Torsionshülse or shaft, the rotor and a non-rotating component, such as the stator provided.

Einschließlich der gesamten Aufbau- und Verbindungstechnik sowie Energie- und Signalübertragungstechnik ist die gesamte Drehmomentmessvorrichtung äußerst platzsparend aufgebaut. Durch das zur Verfügungstellen eines solchen Getriebes mit erfindungsgemäßer Drehmomentmessvorrichtung wird eine verbesserte Anpressung bei stufenlosen Getrieben erreicht, was sich positiv im Verbrauch bemerkbar macht.Including the entire assembly and connection technology as well as energy and signal transmission technology, the entire torque measuring device is extremely space-saving. By providing such a transmission with torque measuring device according to the invention an improved contact pressure is achieved with continuously variable transmissions, which makes itself felt positively in consumption.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing. Show it:

1 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a longitudinal section through a section of a transmission according to the invention according to a first embodiment,

2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer zur 1 vergleichbaren Darstellungsweise, und 2 a second embodiment in a for 1 comparable presentation, and

3 eine weitere Ausführungsform in einer zu der 1 vergleichbaren Weise. 3 another embodiment in one of the 1 comparable way.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können teilweise untereinander ausgetauscht werden.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. Features of the individual embodiments may be partially interchanged.

In 1 ist ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes 1 dargestellt. Das Getriebe 1 ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie einem Pkw, einem Lkw oder einem anderen Nutzfahrzeug vorgesehen, nämlich in einem Antriebsstrang. Es weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 2 auf. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 hat eine ballige oder konvexe Außenkontur 3. Insbesondere ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 nach Art einer Welle 4 ausgebildet. Es besitzt einen Drehmomentsensierbereich 5. Auf diesem Drehmomentsensierbereich 5 ist eine Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 vorhanden. Mittels dieser Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 ist in Abhängigkeit von einer drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal erzeugbar. Dieses Signal wird zu einem nicht dargestellten Auswerteelement verbracht. Dabei werden Mittel eingesetzt, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Insbesondere können induktiv arbeitende Prinzipien eingesetzt werden. In 1 is a section of a transmission according to the invention 1 shown. The gear 1 is intended for use in a motor vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, namely in a drive train. It has a torque transmission device 2 on. The torque transmitting device 2 has a convex or convex outer contour 3 , In particular, the torque transmission device 2 in the manner of a wave 4 educated. It has a torque sensing area 5 , On this torque sensing area 5 is a torque detecting device 6 available. By means of this torque detecting device 6 is an electrical signal generated in dependence on a torque-dependent torsion and / or strain. This signal is sent to an evaluation element, not shown. This means are used, which are also not shown. In particular, inductively operating principles can be used.

Der Drehmomentsensierbereich 5 selber weist auch eine ballige und/oder konvexe Außenkontur auf. Insbesondere weist er eine zylinderartige Außenkontur auf. Die Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 ist direkt auf den Drehmomentsensierbereich 5 beschichtet. Insbesondere ist sie aufgedampft oder gesputtert.The torque sensing area 5 itself also has a convex and / or convex outer contour. In particular, it has a cylindrical outer contour. The torque detecting device 6 is directly on the torque sensing area 5 coated. In particular, it is vapor-deposited or sputtered.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 nach Art einer Welle 4 ausgebildet, nämlich als Getriebeeingangswelle 7 oder Getriebeausgangswelle 8. In the embodiment according to the 1 is the torque transmission device 2 in the manner of a wave 4 formed, namely as a transmission input shaft 7 or transmission output shaft 8th ,

Eine solche Ausgestaltung ist auch in den 2 und 3 dargestellt, wobei jedoch dort Unterschiede festzustellen sind. So ist der Drehmomentsensierbereich 5 von einem von der Getriebeeingangswelle 7 bzw. der Getriebeausgangswelle 8 separaten Bauteil 9 gestellt. In diesem Punkt ähneln sich die Ausführungsbeispiele der 2 und 3. Such an embodiment is also in the 2 and 3 but differences are found there. Such is the torque sensing range 5 from one of the transmission input shaft 7 or the transmission output shaft 8th separate component 9 posed. In this point, the embodiments of the 2 and 3 ,

Doch unterscheiden sie sich wiederum darin, dass in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 das separate Bauteil 9 als Zwischenstück 10 ausgebildet ist, wohingegen es in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 als Außenbuchse 11 ausgebildet ist. Das Zwischenstück 10 ist als Hülse ausgebildet und in einem stirnflächennahen Bereich über eine Schweißnaht 13 jeweils am Rest der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 befestigt. Eine solche Schweißnaht 13 weist die Außenbuchse 11 im Bereich von Flanschenden 14 auf. Die Schweißnaht sollte außen liegen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Außenbuchse Flanschenden haben kann, aber nicht zwingend besitzen muss. Es kann auch eine Vertiefung in der Welle eingebracht sein. Zwischen der Außenkontur 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und einer Innenseite 15 der Außenbuchse 11 ist zwischen den Flanschenden 14 kann ein Spalt 16 bzw. eine Beabstandung vorhanden sein. However, they differ again in that in the embodiment according to 3 the separate component 9 as an intermediate piece 10 is formed, whereas in the embodiment according to 2 as external socket 11 is trained. The intermediate piece 10 is formed as a sleeve and in a region close to the end face via a weld 13 each at the rest of the torque transmitting device 2 attached. Such a weld 13 has the outer sleeve 11 in the area of flange ends 14 on. The weld should be on the outside. It should be noted that the outer sleeve flange ends may have, but not necessarily possess. It can also be introduced a depression in the shaft. Between the outer contour 3 the torque transmitting device 2 and an inside 15 the outer sleeve 11 is between the flange ends 14 can a gap 16 or a spacing may be present.

Auf die Außenbuchse 11 bzw. die Hülse 12 ist außenseitig die Drehmomenterfassungsvorrichtung 6, nach Art einer Beschichtung oder Bedampfung aufgebracht. On the outer bush 11 or the sleeve 12 is outside the torque detecting device 6 applied in the manner of a coating or vapor deposition.

Die Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 kann aus mehreren Schichten bestehen. Insbesondere bietet sich der Aufbau umfassend eine Isolationsschicht, eine elektrisch leitende Schicht und eine Schutzschicht an. Es können auch mehrere elektrisch leitende Schichten verwendet werden.The torque detecting device 6 can consist of several layers. In particular, the structure offers an insulating layer, an electrically conductive layer and a protective layer. It is also possible to use a plurality of electrically conductive layers.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Getriebe transmission
22
Drehmomentübertragungseinrichtung Torque transfer device
33
Außenkontur des Drehmomentübertragungseinrichtung Outer contour of the torque transmitting device
44
Welle wave
55
Drehmomentsensierbereich Torque sensing region
66
Drehmomenterfassungsvorrichtung Torque detection device
77
Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
88th
Getriebeausgangswelle Transmission output shaft
99
separates Bauteil separate component
1010
Zwischenstück connecting piece
1111
Außenbuchse outer bush
1212
Hülse shell
1313
Schweißnaht Weld
1414
Flanschende flanging
1515
Innenseite inside
1616
Spalt gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013204924 A1 [0007, 0010] DE 102013204924 A1 [0007, 0010]
  • DE 102012208492 A1 [0010] DE 102012208492 A1 [0010]

Claims (10)

Getriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (2) mit einer balligen oder konvexen Außenkontur (3) und einem Drehmomentsensierbereich (5) auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von der drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensierbereich (5) eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) direkt aufgebracht ist.Transmission ( 1 ) for a motor vehicle with a torque transmission device ( 2 ) with a convex or convex outer contour ( 3 ) and a torque sensing area ( 5 ) on which a torque detecting device ( 6 ), which is prepared to generate an electrical signal depending on the torque-dependent torsion and / or expansion, which allows conclusions to be drawn about the torque, characterized in that the torque-sensing region (FIG. 5 ) has a crowned and / or convex outer contour, to which the torque detecting device ( 6 ) is applied directly. Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensierbereich (5) als ein integraler / einmaterialiger und/oder einstückiger Abschnitt einer Getriebeeingangswelle (7) oder einer Getriebeausgangswelle (8) ausgebildet ist.Transmission ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the torque sensing area ( 5 ) as an integral / monolithic and / or integral portion of a transmission input shaft ( 7 ) or a transmission output shaft ( 8th ) is trained. Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensierbereich (5) als ein von der Getriebeeingangswelle (7) oder der Getriebeausgangswelle (8) ursprünglich separates Bauteil (9) ausgebildet oder gestellt ist.Transmission ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the torque sensing area ( 5 ) as one of the transmission input shaft ( 7 ) or the transmission output shaft ( 8th ) originally separate component ( 9 ) is formed or set. Getriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Bauteil (9) als Zwischenstück (10) der Drehmomentübertragungseinrichtung (2) ausgebildet ist oder als ein die Drehmomentübertragungseinrichtung (2) zumindest teilweise oder abschnittsweise oder in einem bestimmten Längenabschnitt vollständig ummantelndes Einhüllbauteil (11) ausgebildet ist.Transmission ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the separate component ( 9 ) as an intermediate piece ( 10 ) of the torque transmission device ( 2 ) or as the torque transmission device ( 2 ) at least partially or in sections or in a certain length completely enveloping Einhüllbauteil ( 11 ) is trained. Getriebe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (10) oder das Einhüllbauteil (11) als Hülse (12) ausgebildet ist.Transmission ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the intermediate piece ( 10 ) or the enveloping component ( 11 ) as a sleeve ( 12 ) is trained. Getriebe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) eine vollzylinderartige oder hohlzylinderartige Ausprägung besitzt. Transmission ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the sleeve ( 12 ) has a full cylinder-like or hollow cylinder-like expression. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) einen Innen- oder Außendurchmesser von ca. 5 mm bis ca. 100 mm besitzt. Transmission ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the torque detecting device ( 6 ) has an inner or outer diameter of about 5 mm to about 100 mm. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (5) einen Schichtaufbau besitzt aus einer Isolationsschicht und einer verformungsempfindlichen Messschicht.Transmission ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the torque detecting device ( 5 ) has a layer structure comprising an insulating layer and a strain-sensitive measuring layer. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (5) einen Schichtaufbau besitzt aus einer verformungsempfindlichen Messschicht, die nach dem Beschichten mäanderförmig strukturiert wurde.Transmission ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the torque detecting device ( 5 ) has a layer structure of a deformation-sensitive measuring layer, which was structured meandering after coating. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenbuchse (11) an einem ersten Befestigungsbereich form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angebracht ist.Transmission ( 1 ) According to one of claims 1 to 9, characterized in that an outer sleeve ( 11 ) is positively, positively and / or materially attached to a first fastening region.
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