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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils eines Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Drehzahlerfassung eines rotierenden topfförmigen Bauteils aus Aluminium, welches mittels einer Verzahnung mit einem Element eines Planetenradsatzes drehfest verbunden ist, einen Magnetring zu verwenden, welcher mittels eines Halterings aus Aluminium im topfförmigen Bauteil eingehängt ist. Hierbei wird die Drehzahl des Magnetrings durch einen Hall-Sensor erfasst. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung ist radial betrachtet zwischen dem Magnetring und dem topfförmigen Bauteil ein Teil des Halterings aus Aluminium angeordnet.
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Zur Tangentialspielverringerung der Verbindung zwischen dem topfförmigen Bauteil und dem Haltering, d.h. zur Dämpfung, wird ein Profildichtring verwendet, der radial betrachtet zwischen dem radial betrachtet zwischen dem Magnetring und dem topfförmigen Bauteil vorgesehen Teil des Halterings aus Aluminium und dem topfförmigen Bauteil angeordnet ist und das Radialspiel und somit auch das Tangentialspiel reduziert. Dies ist erforderlich, da das Tangentialspiel in einem die Signalgüte der Drehzahlerfassung negativ beeinflussenden Zahnflankenverschleiß resultiert, welcher wiederum das Tangentialspiel erhöht. Der Profildichtring ist in einer Profil-Nut im topfförmigen Bauteil angeordnet und verhindert Relativbewegungen zwischen dem Magnetring und dem topfförmigen Bauteil, wodurch die Verzahnung am Haltering des Magnetrings und die Verzahnung im topfförmigen Bauteil vor "Einschlagungen" geschützt sind.
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Da das topfförmige Bauteil und der Haltering des Magnetringes aus Aluminium sind, erfahren diese Bauteile bei Temperaturerhöhung eine ähnliche Ausdehnung, so dass der Spalt zwischen den beiden Bauteilen und somit die Vorspannung des Profildichtrings und die dadurch realisierte Dämpfung gleich bleiben.
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In nachteiliger Weise resultiert die Verwendung eines Profildichtrings in einem hohen Kosten- und Montageaufwand.
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Aus der
WO 00/28333 A1 ist eine Einrichtung zur berührungslosen Messung der Drehzahl eines ersten im Betrieb rotierenden Bauteils mittels einer ein Magnetfeld erzeugenden Anordnung und eines Magnetfelddetektors bekannt, wobei das erste Bauteil innerhalb eines zweiten Bauteils angeordnet ist, das entweder nicht rotiert oder mit einer Drehzahl rotiert, die unabhängig von der Drehzahl des ersten Bauteils ist, wobei beide Bauteile von einem Gehäuse umgeben sind. Hierbei ist die das Magnetfeld erzeugende Anordnung ein in das erste Bauteil integrierter Magnetring, wobei der Magnetfelddetektor als Hallsensor ausgebildet ist und wobei das zweite Bauteil aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff besteht. Der Magnetring weist die Form eines Polrades mit im Wesentlichen T-förmigem Querschnitt auf, wobei der Querbalken des T in eine entsprechende Aussparung im ersten Bauteil eingreift und der Längsbalken des T sich in Richtung Gehäuse bis zur Oberfläche des ersten Bauteils erstreckt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines sich drehenden topfförmigen Bauteils eines Getriebes anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils eines Getriebes vorgeschlagen, umfassend einen Magnetring und einen Differenz-Hall-Drehzahlsensor zur berührungslosen Erfassung der Drehzahl des Magnetrings, bei der der Magnetring als Elastomer-Magnetring ausgeführt ist, welcher auf einem mit dem topfförmigen Bauteil über eine Verzahnung drehfest verbundenen Trägerblech aus Stahl aufvulkanisiert ist und radial betrachtet zwischen dem Trägerblech und dem topfförmigen Bauteil angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung weist der Elastomer-Magnetring am Umfang gleichmäßig verteilte und axial betrachtet hinter den Zähnen des Trägerblechs angeordnete Erhabungen oder Erhabungseinheiten auf, welche sich im montierten Zustand radial in Richtung einer Innenwand des topfförmigen Bauteils erstrecken und gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils gedrückt werden, wobei durch die entstehende Reibung das Radialspiel und das Tangentialspiel weitgehend vermieden werden.
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Im Rahmen vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind die Erhabungen axial und/oder tangential betrachtet rampenförmig ausgeführt. Ferner können die Erhabungen axial betrachtet unmittelbar hinter den Zähnen des Trägerblechs des Elastomer-Magnetrings angeordnet sein.
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Zur Montage wird der Elastomer-Magnetring durch Einpressen in das topfförmige Bauteil eingeführt; um eine Beschädigung der am Umfang gleichmäßig verteilten Erhabungen zu vermeiden, sind diese vorzugsweise jeweils axial betrachtet unmittelbar hinter einem Zahn des Trägerblechs angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Erhabungen beim Einführen des Elastomer-Magnetrings beschädigt werden, was beispielsweise durch eine Sprengringnut des topfförmigen Bauteils der Fall sein kann. In vorteilhafter Weise sind die Erhabungen axial betrachtet rampenförmig absteigend ausgeführt; der höchste Punkt ist direkt hinter dem jeweiligen Zahn vorgesehen.
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Wenn sich bei höheren Temperaturen das topfförmige Bauteil stärker ausweitet als das Trägerblech des Elastomer-Magnetrings, welches aus Stahl hergestellt ist, hat dies eine Vergrößerung des radialen Abstandes zwischen der Innenwand des topfförmigen Bauteils und dem Trägerblech des Elastomer-Magnetrings zur Folge; das Spiel zwischen dem Elastomer-Magnetring und der Innenwand des topfförmigen Bauteils wird jedoch durch das Bestreben der gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils gedrückten Erhabungen die ursprüngliche Form anzunehmen, nicht vergrößert. Das topfförmige Bauteil weitet sich beispielsweise stärker aus, als das Trägerblech des Elastomer-Magnetrings, wenn das topfförmige Bauteil aus Aluminium hergestellt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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2: eine schematische Schnittansicht des auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes nach 1;
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3: eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles des auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und eines Teiles des topfförmigen Bauteils zur Veranschaulichung der Verbindung zwischen dem Magnetring und dem topfförmigen Bauteil und der Wirkung der erfindungsgemäß vorgesehenen Erhabungen;
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4: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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5: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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6: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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7: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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8: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes; und
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9: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines auf einem Trägerblech aus Stahl aufvulkanisierten Magnetringes;
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Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, umfasst die Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils 1 eines Getriebes einen Magnetring 2 und einen nicht dargestellten Differenz-Hall-Drehzahlsensor zur berührungslosen Erfassung der Drehzahl des Magnetrings 2, wobei der Magnetring 2 als Elastomer-Magnetring 2 ausgeführt ist, der auf einem mit dem topfförmigen Bauteil 1 über eine Verzahnung 3 drehfest verbundenen Trägerblech 4 aus Stahl aufvulkanisiert ist und radial betrachtet zwischen dem Trägerblech 4 und dem topfförmigen Bauteil 1 angeordnet ist.
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Hierbei weist der Elastomer-Magnetring 2 am Umfang gleichmäßig verteilte und axial betrachtet hinter den Zähnen 5 des Trägerblechs 4 zur Realisierung der Verzahnung 3 angeordnete Erhabungen 6 auf, welche sich im montierten Zustand radial in Richtung der Innenwand des topfförmigen Bauteils 1 erstrecken und gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils 1 gedrückt werden, so dass durch die entstehende Reibung das Radialspiel und das Tangentialspiel weitgehend vermieden werden.
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Bei dem in 1–3 gezeigten Beispiel sind die Erhabungen 6 axial betrachtet jeweils unmittelbar hinter einem Zahn 5 des Trägerblechs 4 angeordnet, wodurch vermieden wird, dass die Erhabungen 6 beim Einführen des Elastomer-Magnetrings 2 durch eine in 3 dargestellte Sprengringnut 7 des topfförmigen Bauteils 1 beschädigt werden. Vorzugsweise entspricht die Breite der Erhabungen 6 der Breite der Zähne 5, kann jedoch auch kleiner sein. Bei den in den 1–3 gezeigten Beispielen sind die Erhabungen 6 axial betrachtet rampenförmig absteigend ausgeführt, wobei der höchste Punkt axial betrachtet direkt hinter dem jeweiligen Zahn 5 vorgesehen ist.
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Im Rahmen einer weiterer Ausgestaltungen der Erfindung und bezugnehmend auf 4 und 5 sind jeweils zwei Erhabungen 6 tangential betrachtet unmittelbar nebeneinander und axial betrachtet unmittelbar hinter einem Zahn 5 des Trägerblechs 4 angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Summe der Breiten der Erhabungen 6 der Breite der Zähne 5, kann jedoch auch kleiner sein. Die in 5 und 6 dargestellten Erhabungen 6 sind zusätzlich in tangentialer Richtung auf- und anschließend absteigend rampenförmig ausgeführt. Die in 4 dargestellten Erhabungen 6 unterscheiden sich von den in 5 dargestellten Erhabungen hinsichtlich der unterschiedlichen Ausgestaltung der Rampenformen in axialer und/oder tangentialer Richtung.
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Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen können jeweils mehr als zwei Erhabungen 6 tangential betrachtet unmittelbar nebeneinander und axial betrachtet hinter einem Zahn 5 des Trägerblechs 4 angeordnet sein, wobei die Summe der Breiten der Erhabungen 6 der Breite der Zähne 5 entspricht oder kleiner ist.
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Die jeweils zumindest zwei Erhabungen 6, welche tangential betrachtet unmittelbar nebeneinander und axial betrachtet unmittelbar hinter einem Zahn 5 des Trägerblechs 4 angeordnet sind, bilden Erhabungseinheiten, die am Umfang des Elastomer-Magnetrings 2 gleichmäßig verteilt sind.
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In 6, 7 und 8 sind weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen gezeigt, bei denen die Erhabungen 6 axial betrachtet jeweils unmittelbar hinter einem Zahn 5 des Trägerblechs 4 angeordnet sind, wobei sich die Erhabungen 6 jeweils hinsichtlich der unterschiedlichen Ausgestaltung der Rampenformen in axialer und/oder tangentialer Richtung unterscheiden und wobei die Breite der Erhabungen 6 der Breite der Zähne 5 entspricht. Gemäß der Erfindung kann die Breite der Erhabungen 6 kleiner sein, als die Breite der Zähne 5, wie anhand 9 veranschaulicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- topfförmiges Bauteil
- 2
- Elastomer-Magnetring
- 3
- Verzahnung
- 4
- Trägerblech
- 5
- Zahn
- 6
- Erhabung
- 7
- Sprengringnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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