DE102016205398A1

DE102016205398A1 - Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils eines Getriebes

Info

Publication number: DE102016205398A1
Application number: DE102016205398.1A
Authority: DE
Inventors: Arthur Strehlau; Kim Führer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, umfassend einen Magnetring (2) und einen Differenz-Hall-Drehzahlsensor zur berührungslosen Erfassung der Drehzahl des Magnetrings (2) vorgeschlagen, wobei der Magnetring (2) als Elastomer-Magnetring (2) ausgeführt ist, welcher auf einem mit dem topfförmigen Bauteil (1) über eine Verzahnung drehfest verbundenen Trägerblech (3) aus Stahl aufvulkanisiert ist und radial betrachtet zwischen dem Trägerblech (3) und dem topfförmigen Bauteil (1) angeordnet ist und wobei die Form des Elastomer-Magnetrings (2) zur Dämpfung vom Radialspiel und somit vom Tangentialspiel zum topfförmigen Bauteil (1) von der Kreisform abweicht, so dass der Elastome-Magnetring (2) im montierten Zustand teilweise gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) gedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils eines Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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.
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.
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.
In nachteiliger Weise resultiert die Verwendung eines Profildichtrings in einem hohen Kosten- und Montageaufwand.
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.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines sich drehenden topfförmigen Bauteils eines Getriebes anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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, wobei die Form des Magnetrings zur Dämpfung vom Radialspiel und somit vom Tangentialspiel zum topfförmigen Bauteil von der Kreisform abweicht, so dass der Elastomer-Magnetring im montierten Zustand teilweise gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils gedrückt wird.
Der Elastomer-Magnetring kann einen ovalisierten oder polygonförmigen, beispielsweise pentagonförmigen Querschnitt aufweisen. Grundsätzlich sind alle Polygonformen denkbar. Vorzugsweise weist der Elastomer-Magnetring eine Polygonform mit drei bis sechs Ecken auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung liegt der Elastomer-Magnetring im montierten Zustand vorgespannt an den Punkten mit höherem Radius bzw. an den "Ecken" innen im topfförmigen Bauteil an, wodurch das Radialspiel eliminiert und das Tangentialspiel weitgehend vermieden wird.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird das aufvulkanisierte Elastomer des Elastomer-Magnetrings an den Punkten mit höherem Radius bzw. an den Ecken des Polygons verstärkt gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils gedrückt, was in einer zusätzlichen Haftreibung zwischen dem Elastomer und der Innenwand des topfförmigen Bauteils und folglich zu einer Dämpfung führt.
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 des eingepressten Elastomer-Magnetrings die ursprüngliche Form anzunehmen, die wie bereits erläutert von der Kreisform abweicht, nicht vergrößert. Das topfförmige Bauteil weitet sich beispielsweise stärker aus, als das Trägerblech des Elastomer-Magnetrings, wenn das topfförmige Bauteil aus Aluminium hergestellt ist.
Zur Montage wird der Elastomer-Magnetring durch Vorspannen und Einpressen in das topfförmige Bauteil montiert/eingeführt, wobei der Elastomer-Magnetring durch ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise durch ein dornförmiges Werkzeug in eine runde Form gebracht wird, um die Montage in das topfförmige Bauteil zu ermöglichen. Durch Niederhalten des Magnetringes und Herausziehen des Werkzeugs ist der Montagevorgang beendet.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung weist der Elastomer-Magnetring sich radial in Richtung der Innenwand des topfförmigen Bauteils erstreckende "Erhabungen" auf, welche für zusätzlichen Puffer/Vorhalt sorgen und sich bei Vergrößerung des radialen Abstandes zwischen der Innenwand des topfförmigen Bauteils und dem Trägerblech des Elastomer-Magnetrings positiv auf das Radialspiel und dadurch auch auf das Tangentialspiel auswirken.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetringes und eines topfförmigen sich drehenden Bauteils vor der Montage zur Veranschaulichung der Ausgangsform des Magnetringes;
2: eine schematische Ansicht des Magnetringes nach 1 im montierten Zustand;
3: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetringes und des Trägerblechs aus Stahl; und
4: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des in 3 gezeigten Magnetringes und des topfförmigen Bauteils.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, insbesondere auf 4, umfasst die Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils 1 eines Getriebes einen Elastomer-Magnetring 2, welcher auf einem mit dem topfförmigen Bauteil 1 über eine Verzahnung drehfest verbundenen Trägerblech 3 aus Stahl aufvulkanisiert ist. Der Elastomer-Magnetring 2 ist im montierten Zustand radial betrachtet zwischen dem Trägerblech 3 und dem topfförmigen Bauteil 1 angeordnet, wobei erfindungsgemäß und wie anhand 1 und 2 veranschaulicht, die Form des Magnetrings 2 zur Dämpfung vom Radialspiel und somit vom Tangentialspiel zum topfförmigen Bauteil 1 von der Kreisform abweicht.
Bei dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Elastomer-Magnetring 2 einen pentagonförmigen Querschnitt auf. An den Ecken des Pentagons ist der Radius größer, als der Radius der Innenwand des topfförmigen Bauteils 1, wie anhand 1 veranschaulicht. Im montierten Zustand liegt der Elastomer-Magnetring 2 vorgespannt an den Punkten mit höherem Radius bzw. an den "Ecken" innen im Topfförmigen Bauteil 1 an, wodurch in vorteilhafter Weise das Radialspiel eliminiert und das Tangentialspiel weitgehend vermieden wird.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung und bezugnehmend auf 3 und 4 weist der Elastomer-Magnetring 2 sich im montierten Zustand radial in Richtung der Innenwand des topfförmigen Bauteils erstreckende "Erhabungen" 4 auf, welche gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils 1 gedrückt werden und somit für zusätzlichen Puffer/Vorhalt sorgen und sich bei temperaturbedingter Vergrößerung des radialen Abstandes zwischen der Innenwand des topfförmigen Bauteils 1 und dem Trägerblech 3 des Elastomer-Magnetrings 2 das Radialspiel und dadurch auch das Tangentialspiel verringern. In 4 sind die Erhabungen 4 im nicht montierten Zustand des Elastomer-Magnetrings 2 dargestellt, um die Dämpfungswirkung im montierten Zustand zu veranschaulichen.
Bezugszeichenliste

1: topfförmiges Bauteil
2: Elastomer-Magnetring
3: Trägerblech
4: Erhabung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 00/28333 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, umfassend einen Magnetring (2) und einen Differenz-Hall-Drehzahlsensor zur berührungslosen Erfassung der Drehzahl des Magnetrings (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetring (2) als Elastomer-Magnetring (2) ausgeführt ist, welcher auf einem mit dem topfförmigen Bauteil (1) über eine Verzahnung drehfest verbundenen Trägerblech (3) aus Stahl aufvulkanisiert ist und radial betrachtet zwischen dem Trägerblech (3) und dem topfförmigen Bauteil (1) angeordnet ist, wobei die Form des Elastomer-Magnetrings (2) zur Dämpfung vom Radialspiel und somit vom Tangentialspiel zum topfförmigen Bauteil (1) von der Kreisform abweicht, so dass der Elastomer-Magnetring (2) im montierten Zustand teilweise gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) gedrückt wird.
Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Magnetring (2) einen ovalisierten oder polygonförmigen Querschnitt aufweist und dass der Elastomer-Magnetring (2) im montierten Zustand vorgespannt an den Punkten mit höherem Radius innen im topfförmigen Bauteil (1) anliegt, wodurch das Radialspiel eliminiert und das Tangentialspiel weitgehend vermieden wird.
Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Bauteil (1) aus Aluminium hergestellt ist, wobei sich bei höheren Temperaturen das topfförmige Bauteil (1) stärker ausweitet, als das Trägerblech (3) des Elastomer-Magnetrings (2), so dass der radiale Abstand zwischen einer Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) und dem Trägerblech (3) des Elastomer-Magnetrings (2) vergrößert wird und wobei das Spiel zwischen dem Elastomer-Magnetring (2) und der Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) durch das Bestreben des eingepressten Elastomer-Magnetrings (2) die ursprüngliche Form anzunehmen, nicht vergrößert wird.
Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Montage der Elastomer-Magnetring (2) durch Vorspannen und Einpressen in das topfförmige Bauteil (1) einführbar ist, wobei der Elastomer-Magnetring (2) durch ein geeignetes Werkzeug in eine runde Form bringbar ist, um die Montage in das topfförmige Bauteil (1) zu ermöglichen.
Vorrichtung zur Drehzahlerfassung eines topfförmigen Bauteils (1) eines Getriebes, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomer-Magnetring (2) sich im montierten Zustand radial in Richtung der Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) erstreckende Erhabungen (4) aufweist, welche gegen die Innenwand des topfförmigen Bauteils (1) gedrückt werden.