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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem Wellenabschnitt, an dem eine zum Messen eines an dem Wellenabschnitt anliegenden Drehmoments ausgestaltete Drehmomentenmessvorrichtung angebracht ist. Auch betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit dem Getriebe.
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Gattungsgemäße Getriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die
EP 0 228 199 A2 einen Spannungssensor sowie eine Steueranordnung für ein CVT-Getriebe.
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Weiterer Stand der Technik ist mit der
WO 2016/050 241 A1 offenbart, die eine Vorrichtung zur Erfassung eines an einem drehbar gelagerten Bauelement anliegenden Drehmoments zeigt. Die
DE 10 2013 204 924 A1 zeigt eine recht ähnliche Ausführung zur Messung eines auf einer Lenkwelle einwirkenden Drehmoments.
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In CVT-Getrieben wird zur drehmomentgerechten Anpressung ihrer jeweiligen Antriebs- bzw. Abtriebsscheibenpaare häufig das Motormomentensignal MMI genutzt. Dieses Signal ist jedoch insbesondere im Teillastbetrieb relativ ungenau. Eine Überanpressung der einzelnen Scheiben des Antriebs- bzw. Abtriebsscheibenpaars verschlechtert wiederum den Getriebewirkungsgrad unmittelbar und erhöht unnötigerweise eine Pumpenleistungsaufnahme. Die bisher alternativ hierzu verwendet Drehmomentenfühler, insbesondere die hydraulisch-mechanisch wirkenden Drehmomentenfühler, bringen jedoch wiederum Nachteile bzgl. des axialen Bauraums sowie des hohen Herstellaufwandes mit sich.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, das auf den jeweiligen Betriebszustand des Antriebsstranges möglichst individuell einstellbar sein soll, wobei gleichzeitig eine Bauraumausnutzung sowie ein Herstellaufwand des Getriebes weiter verbessert werden soll.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine mit der Drehmomentenmessvorrichtung verbundene Elektronikeinheit radial innerhalb des Wellenabschnittes aufgenommen ist.
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Durch das Vorsehen dieser Drehmomentenmessvorrichtung wird der Bauraum des Getriebes noch intensiver ausgenutzt oder alternativ kann der Bauraum sogar im Vergleich zu bekannten Lösungen verkleinert werden. Zudem, aufgrund der ortsnahen Anordnung der Elektronikeinheit zur Drehmomentenmessvorrichtung, wird die Messgenauigkeit weiter erhöht. Andererseits ist ein derartiger Wellenabschnitt besonders kostengünstig herstellbar und bei der Montage einfach einzubauen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Von Vorteil ist es auch, wenn das Getriebe ein stufenlos verstellbares/stufenloses Getriebe (auch CVT-Getriebe genannt) ist, das weiter bevorzugt ein Antriebsscheibenpaar sowie ein Abtriebsscheibenpaar, die über ein Endloszugmittel miteinander wirkverbunden sind, aufweist, wobei der Wellenabschnitt dann vorzugsweise mit einer (ersten) Scheibe des Antriebsscheibenpaars drehfest verbunden ist. Dadurch ist der Wellenabschnitt besonders effektiv wirkend.
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Das durch den Wellenabschnitt im Betrieb übertragene Drehmoment wird insbesondere für die Steuerung der Anpresskräfte, bspw. in dem Getriebe, vorzugsweise dem stufenlosen Getriebe, in Kupplungen, in Wandlern, Bremsen, etc. genutzt.
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Ist die Elektronikeinheit an einer radialen Innenumfangsfläche des Wellenabschnittes angebracht/befestigt, wird der benötigte Bauraum außerhalb des Wellenabschnittes weiter reduziert. Denn dann bildet der Wellenabschnitt samt seiner Drehmomentenmessvorrichtung sowie der Elektronikeinheit ein Modul aus, das in möglichst wenigen Arbeitsschritten in das Getriebe integriert wird.
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Weist die Elektronikeinheit eine Auswerteelektronik auf, die ein von der Drehmomentenmessvorrichtung erfasstes, zu einem an dem Wellenabschnitt/der (ersten) Scheibe des Antriebsscheibenpaares angelegten Drehmoment korrespondierendes Messsignal in ein zu übertragendes Datenübertragungssignal wandelt, wird die Genauigkeit der Datenübertragung sowie der anschließenden Auswertung weiter verbessert.
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Zudem ist es zweckmäßig, wenn die Drehmomentenmessvorrichtung auf einer radialen Außenseite des Wellenabschnittes wiederum angebracht ist und elektrisch mit der Elektronikeinheit, vorzugsweise durch eine in radialer Richtung verlaufende Verbindungsleitung, verbunden ist. Somit ist eine direkte elektrische Verbindung zwischen der Elektronikeinheit und der Drehmomentenmessvorrichtung umgesetzt.
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Weist die Drehmomentenmessvorrichtung eine Dehnungsmessschicht/eine dehnungsempfindliche Beschichtung auf, die vorzugsweise unmittelbar auf die radiale Außenseite des Wellenabschnittes oder, weiter bevorzugt, auf einer separat zu dem Wellenabschnitt ausgebildeten jedoch drehfest an dem Wellenabschnitt angebrachten Hülse aufgebracht ist, ist die Drehmomentenmessvorrichtung besonders effektiv aufgebaut.
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Ist der Wellenabschnitt ein rohrförmiges Bauteil, das vorzugsweise mit einer Getriebewelle, vorzugsweise einer Getriebeeingangswelle, einer Getriebeteileinheit, bevorzugt einer Planetengetriebeeinrichtung, drehfest koppelt/verbindet, ist der Wellenabschnitt besonders geschickt sowie platzsparend, vorzugsweise als integraler Bestandteil einer Antriebswelle, eingesetzt. Der Wellenabschnitt dient bei Ausbildung des Getriebes als stufenloses Getriebe insbesondere dazu, die (erste) Scheibe des Antriebsscheibenpaares mit einer Getriebewelle drehfest zu koppeln.
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In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der Wellenabschnitt einen ersten Verzahnungsbereich (vorzugsweise in Form einer Steck-/Kerbverzahnung) aufweist, der eine erste Gegenverzahnung an der (ersten) Scheibe drehfest aufnimmt und/oder einen zweiten Verzahnungsbereich (wiederum vorzugsweise als Steck-/Kerbverzahnung ausgebildet) aufweist, der eine zweite Gegenverzahnung an der Getriebewelle (vorzugsweise als ein Ausgangsdrehteil, etwa als Sonnenrad der Planetengetriebeeinrichtung ausgestaltet) drehfest aufnimmt. Dadurch wird der Bauraum des Getriebes noch effizienter genutzt.
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Ist an die Elektronikeinheit eine zwischen einem Gehäuse und dem relativ zu dem Gehäuse rotierbaren Wellenabschnitt angeordnete Datenübertragungseinheit angeschlossen, ist die Elektronikeinheit besonders geschickt im Betrieb mit einer zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeuges verbindbar.
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In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Datenübertragungseinheit ein zur Datenübermittlung ausgebildetes Lager, vorzugsweise ein zur Datenübermittlung ausgebildetes Wälzlager, aufweist. Dadurch kann eine Datenübertragung besonders platzsparend stattfinden.
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Von Vorteil ist es dabei auch, wenn das zur Datenübermittlung ausgebildete Lager einen ersten Lagerring (vorzugsweise ein Lagerinnenring) aufweist, der drehfest mit der (ersten) Scheibe verbunden ist. Mit einem relativ zu dem ersten Lagerring drehbar angeordneten zweiten Lagerring (vorzugsweise ein Lageraußenring) des zur Datenübermittlung ausgebildeten Lagers ist der erste Lagerring dann weiter bevorzugt, bspw. berührungslos (über Rotor- und Statorantenne), datenübertragend verbunden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein an dem ersten Lagerring angeordnetes erstes Antennenelement (Rotorantenne) mittels einer in radialer Richtung verlaufenden elektrischen Verbindung mit der Elektronikeinheit gekoppelt/verbunden ist. Dadurch wird die platzsparende Ausgestaltung des Getriebes weiter verbessert.
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Somit ist die Elektronikeinheit über die Datenübertragungseinheit, die zumindest das zur Datenübermittlung ausgebildete Lager sowie eine elektrische Verbindung aufweist, im Betriebszustand des Getriebes datenübertragend, vorzugsweise zusätzlich auch energieübertragend, mit einer zentralen Steuereinheit verbunden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe. Dadurch ist auch der Antriebsstrang besonders effizient aufgebaut.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine elektronische Drehmomentmessung zur Bestimmung einer Anpresskraft bei einem CVT-Getriebe umgesetzt. Es ist eine Drehmoment-Messeinheit (Drehmomentmessvorrichtung) vorgeschlagen, bei der die Messstelle und die notwendigen Elektronikbausteine (Elektronikeinheit) innerhalb der Antriebswelle (Wellenabschnitt) integriert sind. Das Messprinzip beruht auf einer dehnungsempfindlichen Beschichtung (Dehnungsmessschicht), vorzugsweise einer Schaeffler Sensotect®-Beschichtung. Als Datenübertragungseinheit dient hierbei ein Lager der CVT-Antriebseinheit/des Getriebes, das koaxial zum rohrförmigen Bauteil (Wellenabschnitt) der Drehmoment-Messeinheit angeordnet ist.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben, in welchem Zusammenhang auch prinzipiell verschiedene Ausführungsbeispiel erläutert sind. Es zeigen:
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1 eine detaillierte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Getriebes nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei insbesondere ein Bereich zwischen einer ersten Scheibe eines Antriebsscheibenpaars sowie einer über einen Wellenabschnitt mit der ersten Scheibe gekoppelten Planetengetriebeeinrichtung des Getriebes zu erkennen ist, und
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2 eine Längsschnittdarstellung eines stufenlos verstellbaren Getriebes nach dem Stand der Technik, wobei dieses Getriebe in seinem prinzipiellen Aufbau ähnlich wie das erfindungsgemäße, stufenlos verstellbare Getriebe aus 1 ausgestaltet ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In Verbindung mit 1 ist die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung eines stufenlosen/stufenlos verstellbaren Getriebes 1 gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels detailliert dargestellt. Das stufenlos verstellbare Getriebe 1 (auch als CVT-Getriebe bezeichnet) entspricht in seinem prinzipiellen Aufbau sowie in seiner prinzipiellen Funktionsweise den aus dem Stand der Technik bereits bekannten stufenlosen Getrieben. Exemplarisch ist in 2 ein stufenlos verstellbares Getriebe 1‘ aus dem Stand der Technik dargestellt. Das stufenlose Getriebe 1‘ des Standes der Technik weist, wie das Getriebe 1 nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, was jedoch der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht vollständig zu erkennen ist, auf typische Weise ein Antriebsscheibenpaar 2 sowie ein Abtriebsscheibenpaar 3 auf. Das Antriebsscheibenpaar 2 ist mit dem Abtriebsscheibenpaar 3 über einen auf diesen Scheibenpaaren 2 und 3 relativ verschiebbar aufgenommenen Endloszugmittel 4 drehverbunden/-gekoppelt.
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Das Antriebsscheibenpaar 2 ist in 2 indirekt, wie nachfolgend näher beschrieben mittels einer Planetengetriebeeinrichtung 12, mit einer Antriebswelle 22 drehfest gekoppelt. Insbesondere ist eine erste Scheibe 5 des Antriebsscheibenpaars 2 mit der Antriebswelle 22 (mittels der Planetengetriebeeinrichtung 12) gekoppelt. Eine zweite Scheibe 23 des Antriebsscheibenpaars 2 ist relativ zu der ersten Scheibe 5 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Beiden Scheiben 5 und 23 bilden zusammen das Antriebsscheibenpaar 2 aus. Insbesondere weisen beiden Scheiben 5 und 23 einander in axialer Richtung der Antriebswelle 22 zugewandte konische Anlageflächen auf. Die Anlageflächen der Scheiben 5 und 23 verlaufen in radialer Richtung der Antriebswelle 22 derart konisch nach außen, dass sich der axiale Abstand zwischen den Anlageflächen der Scheiben 5 und 23 in radialer Richtung vergrößert. Das Endloszugmittel 4 ist in Abhängigkeit des axialen Abstands zwischen der ersten Scheibe 5 und der zweiten Scheibe 23 auf einer bestimmten radialen Höhe an den Anlageflächen reibkraftschlüssig angedrückt.
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Das Abtriebsscheibenpaar 3, wie ebenfalls in 2 zu erkennen, ist ähnlich wie das Antriebsscheibenpaar 2 aufgebaut sowie funktionierend. Das Abtriebsscheibenpaar 3 weist ebenfalls zwei Scheiben, nämlich eine erste Scheibe 24 und eine zweite Scheibe 25 auf. Die Scheiben 24 und 25 sind drehfest mit einer Abtriebswelle 26 verbunden. Insbesondere ist die erste Scheibe 24 des Abtriebsscheibenpaars 3 stoffeinteilig mit der Abtriebswelle 26 ausgeformt. Diese Stoffeinteiligkeit ist jedoch nicht zwingend. In weiteren Ausführungen ist die erste Scheibe 24 auch aufgeschrumpft/aufgepresst. Die zweite Scheibe 26 des Abtriebsscheibenpaars 3 ist relativ zur ersten Scheibe 24 axial verschiebbar angeordnet. Einander zugewandte konische Anlageflächen der beiden Scheiben 24 und 25 wirken wiederum mit dem Endloszugmittel 4 reibkraftschlüssig zusammen. Die jeweilige Relativstellung der zweiten Scheiben 23 bzw. 25 zu den ersten Scheiben 5 bzw. 24 legt die Übersetzung des stufenlosen Getriebes 1‘, 1 fest. Die Abtriebswelle 26 ist dann auf typische Weise mittels mehrerer weiterer Verzahnungsstufen sowie einem Differenzial 27 des Antriebsstranges mit den Rädern des Kraftfahrzeuges weiter verbunden.
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In 1 sind insbesondere die Unterschiede des erfindungsgemäßen Getriebes 1 gegenüber dem Getriebe 1‘ aus 2 zu erkennen.
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Das Getriebe 1 ist in 1 im Bereich zwischen der ersten Scheibe 5 sowie einem Planetengetriebe/einer Planetengetriebeeinrichtung 12 des Getriebes 1 dargestellt. Insbesondere ist hierbei ein erfindungsgemäßer Wellenabschnitt 6, der an der ersten Scheibe 5 drehfest angebracht ist, dargestellt. Die Planetengetriebeeinrichtung 12 stellt somit eine Teilgetriebeeinheit des Getriebes 1 dar. Die Planetengetriebeeinrichtung 12 kann in weiteren Ausführungen auch durch andere Getriebe/Teilgetriebe ersetzt werden.
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Der Wellenabschnitt 6 ist ein rohrförmiges Bauteil, das separat von der ersten Scheibe 5/dem Antriebsscheibenpaar 2 ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt 6 dient als zusätzliche Antriebswelle/Verbindungswelle. Insbesondere ist der Wellenabschnitt 6 ein relativ kurzer/axial kurzbauender Abschnitt.
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An dem Wellenabschnitt 6 ist eine Drehmomentenmessvorrichtung 7 angebracht. Diese Drehmomentenmessvorrichtung 7 weist eine Dehnungsmessschicht 11 auf, die fest mit dem Wellenabschnitt 6 verbunden ist. Die Dehnungsmessschicht 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines separat von dem Wellenabschnitt 6 ausgebildeten Hülsenbauteiles ausgestaltet. Der Wellenabschnitt ist fest an der Oberfläche der radialen Außenseite 10 des Wellenabschnittes 6 (mittels mehrerer Befestigungsmittel 28) befestigt. Die Befestigungsmittel 28 können grundsätzlich auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden, etwa als Schweiß- oder Klebeverbindungen, alternativ können jedoch auch Befestigungsstifte eingesetzt sein. Des Weiteren kann die Dehnungsmessschicht 11 alternativ auch als direkte Beschichtung des Wellenabschnittes 6 ausgeführt sein und als eine (stoffschlüssige) Schicht auf der Außenseite 10 angebracht sein.
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Die Drehmomentenmessvorrichtung 7 ist dabei samt ihrer Dehnungsmessschicht 11 stets so auf der Außenseite 10 des Wellenabschnittes 6 angebracht, dass sie im Betrieb des Getriebes 1 ein durch den Wellenabschnitt 6 (zwischen der Planetengetriebeeinrichtung 12 und der ersten Scheibe 5) übertragenes Drehmoment misst und ein mit dem Drehmoment korrespondierendes Messsignal erzeugt.
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Zur Verwertung/Umwandlung des Messsignals der Drehmomentenmessvorrichtung 7 ist an dem Wellenabschnitt 6 weiterhin eine elektronische Baueinheit/Elektronikeinheit 8 angebracht. Diese Elektronikeinheit 8 ist auf einer radialen Innenseite 36, nämlich einer radialen Innenumfangsfläche 9, des Wellenabschnittes 6 angeordnet. Insbesondere ist die Elektronikeinheit 8 an dieser Innenumfangsfläche 9 befestigt/angebracht.
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Die Elektronikeinheit 8 weist mehrere elektronische Komponenten/Bauteile auf, die zumindest teilweise eine Auswerteelektronik für das übermittelte Messsignal der Drehmomentenmessvorrichtung 7 bilden. Diese Auswerteelektronik ist dazu ausgestaltet, das von der Drehmomentenmessvorrichtung 7 erzeugte Messsignal in ein zur Datenübertragung geeignetes Datenübertragungssignal umzuwandeln/abzuändern. Dabei wird das Messsignal, das unmittelbar durch die Drehmomentenmessvorrichtung 7 erfasst wird, entsprechend verarbeitet/moduliert, um ein möglichst exaktes Datenübertragungssignal zu erzeugen, das, wie nachfolgend näher beschrieben, an die entsprechende zentrale Steuereinheit des Kraftfahrzeuges weitergeleitet wird.
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Die Drehmomentenmessvorrichtung 7 ist mit der Elektronikeinheit 8 direkt über eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Verbindungsleitung datenübermittelnd und/oder elektrisch verbunden. Hier dient die Elektronikeinheit 8 dazu, sowohl eine Datenverbindung mit der Drehmomentenmessvorrichtung 7 aufzubauen und im Betrieb aufrechtzuerhalten, als auch die Drehmomentenmessvorrichtung 7 mit elektrischer Energie zu versorgen. Bspw. sind Dehnungsmessstreifenabschnitte der Dehnungsmessschicht 11, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, im Betrieb an eine durch die Elektronikeinheit 8 bereitgestellte konstante Spannungsquelle angeschlossen, sodass eine sich mit der Dehnung/dem Drehmoment am Wellenabschnitt 6 ändernde Brückenspannung abgegriffen wird. Die Verbindungsleitung verläuft radial durch den Wellenabschnitt 6 hindurch.
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Die Elektronikeinheit 8 ist im Betrieb weiter mit einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten zentralen Steuereinheit, etwa einer Motorsteuereinheit, des Kraftfahrzeuges datenübermittelnd sowie zur Übermittlung einer elektrischen Energie verbunden. Hierfür ist eine Datenübertragungseinheit 19 in dem Getriebe 1 vorgesehen.
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Die Datenübertragungseinheit
19 weist ein Lager
20 in Form eines Wälzlagers, nämlich eines Kugellagers, auf, das prinzipiell in seiner Ausführung dem in der
DE 10 2013 207 864 A1 offenbarten Wälzlager entspricht, weshalb die bekannte Ausgestaltung in diesem Zusammenhang als hierin integriert gilt. Das Lager
20 ist jedoch nicht auf die Ausbildung als Kugellager beschränkt. Das Lager
20 ist somit zur Datenübermittlung ausgebildet. Insbesondere weist das Lager
20 auf einer axialen Seite zwei Antennenelemente
29 und
30 auf, die miteinander in elektrischer Wirkbeziehung stehen und eine drahtlose/berührungslose (Antennen-)Verbindung ausbilden. Alternativ hierzu kann jedoch auch eine Schleifkontaktvorrichtung oder eine Spulenvorrichtung, dann mit zwei Schleifkontaktelementen/Spulenelementen an dem Lager
20 angebracht sein.
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Ein erster Lagerring 31, in Form eines Lagerinnenrings, des Lagers 20 ist drehfest auf der ersten Scheibe 5 des Antriebsscheibenpaars 2 angebracht. Relativ zu diesem ersten Lagerring 31 ist ein zweiter Lagerring 32 des Lagers 20 über mehrere Wälzkörper 33 drehbar gelagert. Der zweite Lagerring 32 ist drehfest an einem Gehäuse 18 des Getriebes 1 (auch als Getriebegehäuse/Getriebeglocke bezeichnet) angebracht.
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Ein erstes Antennenelement 29/Übertragungselement in Form einer Rotorantenne ist an dem ersten Lagerring 31 angebracht und elektrisch weiter mit der Elektronikeinheit 8 verbunden. Ein zweites Antennenelement 30/Übertragungselement in Form einer Statorantenne ist an dem zweiten Lagerring 32 elektrisch leitend angebracht. Die beiden Antennenelemente 29 und 30 sind im Betriebszustand dauerhaft drahtlos verbunden, sodass zwischen dem Gehäuse 18 und der Elektronikeinheit 8 im Betrieb eine dauerhafte (drehpositionsunabhängige) Antennenverbindung/Daten- und/oder Energieverbindung besteht.
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Wie zudem erkennbar, ist der erste Lagerring 31 auf einem Lagerzapfen 34 der ersten Scheibe 5 drehfest, etwa über eine Art Passfederverbindung, angebracht. Dieser Lagerzapfen 34 ist in radialer Richtung von einem Verbindungskanal 35 durchdrungen, der zur Aufnahme einer elektrischen Verbindung/Verbindungsleitung 21 dient. Der Verbindungskanal 35 kann durch eine Bohrung geschehen wie in 1, oder, vorzugsweise, durch eine in die Stirnfläche des Lagerzapfens 34 eingebrachte Ausnehmung/Vertiefung/Nut, in die die im Wesentlichen radial verlaufende Verbindungsleitung 21 dann eingelegt ist. Die Verbindungsleitung 21 ist über einer Steckerverbindung/Steckeraufnahme an dem ersten Lagerring 31 mit dem ersten Antennenelement 29 elektrisch verbunden.
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Die Datenübertragungseinheit 19 ist somit einerseits durch das Lager 20, andererseits durch die elektrisch leitenden Materialabschnitte/-komponenten der ersten Scheibe 5 sowie des Gehäuses 18 ausgebildet. Die Datenübertragungseinheit 19 ist so ausgestaltet, dass die Elektronikeinheit 8 im Betrieb zum einen datenübertragend mit einer zentralen Steuereinheit verbunden ist, zum anderen auch elektrische Energie, die von Steuereinheit (mittelbar oder unmittelbar) bereitgestellt wird, erhält.
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Des Weiteren ist in 1 erkennbar, dass der Wellenabschnitt 6 einen drehmomentübertragenden Abschnitt des Getriebes 1 darstellt. Der Wellenabschnitt 6 ist im Drehmomentenfluss des Getriebes 1 zwischen der Planetengetriebeeinrichtung 12 und der ersten Scheibe 5 angebracht. Zum drehfesten Verbinden des Wellenabschnittes 6 mit der ersten Scheibe 5 bzw. einer Getriebewelle 17 in Form eines Ausgangsdrehteils, nämlich einer Sonne/eines Sonnenrades, der Planetengetriebeeinrichtung 12 weist der Wellenabschnitt 6 zwei Verzahnungsbereiche 13 und 14 auf. Es kann statt der Sonne jedoch auch ein anderes Ausgangsdrehteil der Planetengetriebeeinrichtung 12, etwa ein Steg, mit dem Wellenabschnitt 6 auf diese Weise gekoppelt sein. Auch ist das Ausgangsdrehteil nicht zwingend Bestandteil der Planetengetriebeeinrichtung 12. Das Ausgangsdrehteil kann prinzipiell Bestandteil jeder Drehrichtungswechselvorrichtung sein. Manchmal ist die Einrichtung auch nach dem Variator angeordnet, dann ist die Messstelle direkt an den Wandler angeschlossen.
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Mit einem ersten Verzahnungsbereich 13, der in einem ersten Endbereich des Wellenabschnittes 6 auf der radialen Außenseite 10 ausgestaltet ist, greift eine erste Gegenverzahnung 15 an einer radialen Innenseite der ersten Scheibe 5 drehfest ein. Verzahnungsbereich 13 und Gegenverzahnung 15 bilden zusammen eine Steck-/Kerbverzahnung aus. Der zweite Verzahnungsbereich 14 ist an einer dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des Wellenabschnittes 6 angeordnet. Auch der zweite Verzahnungsbereich 14 ist auf der radialen Außenseite 10 des Wellenabschnittes 6 angebracht. Wiederum formschlüssig in diesem zweiten Verzahnungsbereich 14 greift eine zweite Gegenverzahnung 16 der Getriebewelle 17 ein. Gegenverzahnung 16 sowie Verzahnungsbereich 14 bilden eine Steck-/Kerbverzahnung aus. Wiederum axial zwischen diesen beiden Verzahnungsbereichen 13 und 14 ist dann die Drehmomentenmessvorrichtung 7 sowie die Elektronikeinheit 8 an dem Wellenabschnitt 6 angeordnet.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Messstelle (die Drehmomentenmessvorrichtung
7) relativ bauraumneutral im Bereich einer Antriebswelle
22 eines CVT-Getriebes
1 integriert. Der Kraftschluss erfolgt vom Planetensatz/von der Planetengetriebeeinrichtung
12 (für die Drehrichtungsumkehr) über die Drehmomentenmesseinheit/-vorrichtung
7 auf die erste Scheibe
5 des CVT-Getriebes
1. Für die Drehmomentenmessung wird ein rohrförmiges Bauteil
6 verwendet. Das Messprinzip erfolgt dehnungsbasiert und wird mit Hilfe einer dehnungsempfindlichen Beschichtung
11, bevorzugt einer Schaeffler-Sensotect
®-Beschichtung, ermöglicht. Die Sensorschicht
11 kann somit entweder direkt auf dem Bauteil
6 beschichtet sein oder in Form einer aufgeschweißten Messhülse materialschlüssig an dem Bauteil
6 angebracht sein. Innerhalb des rohrförmigen Bauteils
6 sind die notwendigen Elektronikbausteine
8 positioniert. In anderen Ausführungsformen kann die Elektronik
8 auch in einem separaten Bauteil zwischen Lager
20 und Sensorschicht
11 untergebracht sein. Das gemessene Signal wird über eine Datenübertragungseinheit
19 von den rotierenden Bauteilen zu dem mit dem Getriebegehäuse
18 räumlich stehenden, signalverarbeitenden Bauteilen übertragen, um sie anschließend weiter verarbeiten zu können. Als Datenübertragungseinheit
19 dient hierbei ein Lager
20 der CVT-Antriebseinheit
1, das koaxial zum rohrförmigen Bauteil
6 der Drehmomentenmesseinheit
7 positioniert ist. Das Lager
20 soll dabei ausgeführt werden, wie mit der
DE 10 2013 207 864 A1 offenbart. Zusätzlich ist das rohrförmige Bauteil
6 an seiner Eingangs- und Ausgangsseite mit einer Steckverzahnung
13,
14 ausgeführt, um das Bauteil einfach mit den Anschlusspartnern zu verbinden. Die Signalverbindung vom rohrförmigen Bauteil
6 zum Lagerinnenring
31 erfolgt über eine Kabelverbindung
21 mit Stecker oder alternativ durch eine steckerlose Verbindung (z.B. eine Klebe-, Schweiß und/oder Lötverbindung). Der Lagerinnenring
31 wird z.B. mit einer Art Passfederverbindung daran gehindert, sich relativ zur Getriebewelle/zur ersten Scheibe
5 zu verdrehen (die Kabelverbindung wird dadurch geschützt). Die Signalverbindung vom rohrförmigen Bauteil
6 zum Lagerinnenring
31 erfolgt über eine Antennenverbindung mit dem Lagerinnenring
31.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1‘
- Getriebe
- 2
- Antriebsscheibenpaar
- 3
- Abtriebsscheibenpaar
- 4
- Endloszugmittel
- 5
- erste Scheibe des Antriebsscheibenpaars
- 6
- Wellenabschnitt
- 7
- Drehmomentenmessvorrichtung
- 8
- Elektronikeinheit
- 9
- Innenumfangsfläche
- 10
- Außenseite
- 11
- Dehnungsmessschicht
- 12
- Planetengetriebeeinrichtung
- 13
- erster Verzahnungsbereich
- 14
- zweiter Verzahnungsbereich
- 15
- erste Gegenverzahnung
- 16
- zweite Gegenverzahnung
- 17
- Getriebewelle
- 18
- Gehäuse
- 19
- Datenübertragungseinheit
- 20
- Lager
- 21
- Verbindungsleitung
- 22
- Antriebswelle
- 23
- zweite Scheibe des Antriebsscheibenpaars
- 24
- erste Scheibe des Abtriebsscheibenpaars
- 25
- zweite Scheibe des Abtriebsscheibenpaars
- 26
- Abtriebswelle
- 27
- Differenzial
- 28
- Befestigungsmittel
- 29
- erstes Antennenelement
- 30
- zweites Antennenelement
- 31
- erster Lagerring
- 32
- zweiter Lagerring
- 33
- Wälzkörper
- 34
- Lagerzapfen
- 35
- Verbindungskanal
- 36
- Innenseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0228199 A2 [0002]
- WO 2016050241 A1 [0003]
- DE 102013204924 A1 [0003]
- DE 102013207864 A1 [0040, 0047]
