DE102017207239A1 - Sensor arrangement for detecting the rotational speed of a transmission input shaft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle (4) eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit mindestens einem Geber (2) und mit mindestens einem Sensor (3), wobei der Geber (2) drehfest mit der Getriebeeingangswelle (4) verbunden ist, und wobei der Sensor (3) ortsfest innerhalb des Getriebegehäuses (5a) vorgesehen ist und/oder am Getriebegehäuse (5a) angeordnet ist.
Der Zeitaufwand ist im Hinblick auf eine Montage bzw. Demontage der Sensoranordnung reduziert und/oder der konstruktive Aufwand für die Sensoranordnung bzw. die damit verbundenen Kosten sind dadurch verringert, dass der Geber (2) stirnseitig an der Getriebeeingangswelle (4) angeordnet und/oder befestigt ist.
The invention relates to a sensor arrangement (1) for detecting the rotational speed of a transmission input shaft (4) of a motor vehicle transmission, comprising at least one transmitter (2) and at least one sensor (3), wherein the transmitter (2) rotatably connected to the transmission input shaft (4) is, and wherein the sensor (3) fixed within the transmission housing (5a) is provided and / or on the transmission housing (5a) is arranged.
The time required is reduced in terms of assembly or disassembly of the sensor assembly and / or the design effort for the sensor assembly and the associated costs are reduced by the fact that the encoder (2) arranged on the front side of the transmission input shaft (4) and / or is attached.
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit mindestens einem Geber und mit mindestens einem Sensor, wobei der Geber drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist, und wobei der Sensor ortsfest innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen ist und/oder am Getriebegehäuse angeordnet ist.The invention relates to a sensor arrangement for detecting the rotational speed of a transmission input shaft of a motor vehicle transmission, with at least one encoder and at least one sensor, wherein the encoder is rotatably connected to the transmission input shaft, and wherein the sensor is provided stationary within the transmission housing and / or arranged on the transmission housing is.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Sensoranordnung zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes bereits bekannt. Im Allgemeinen ist allen Sensoranordnungen gemeinsam, dass diese zumindest einen Geber und einen Sensor aufweisen. Die Geber sind unterschiedlich ausgebildet, wobei diese zumeist drehfest mit dem jeweiligen Bauteil, insbesondere der Getriebeeingangswelle verbunden sind. Der Sensor ist hingegen meist ortsfest und in der Nähe des Gebers beabstandet angebracht. Die Ausbildung der Sensoranordnung bzw. die Anordnung des Gebers und des Sensors beeinflusst damit die Art und Weise der Messwerterfassung sowie des benötigten Bauraums und der Vorgehensweise bei der Montage bzw. Demontage der Sensoranordnung. Im Stand der Technik sind nun unterschiedliche Sensoranordnungen zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt.In the prior art, different sensor arrangement for detecting the rotational speed of a transmission input shaft of a motor vehicle transmission are already known. In general, all sensor arrangements have in common that they have at least one encoder and one sensor. The encoders are designed differently, these are usually non-rotatably connected to the respective component, in particular the transmission input shaft. The sensor, however, is usually stationary and mounted in the vicinity of the transmitter spaced. The design of the sensor arrangement or the arrangement of the transmitter and the sensor thus influences the manner of the measured value detection and the required installation space and the procedure during assembly or disassembly of the sensor arrangement. In the prior art, different sensor arrangements for detecting the rotational speed of a transmission input shaft of a motor vehicle transmission are now known.
In der
In der
Die
Die im Stand der Technik bekannte Sensoranordnung zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, von der die Erfindung ausgeht, bzw. auch die anderen bereits bekannten Sensoranordnungen sind noch nicht optimal ausgebildet. Einerseits wird aufgrund des um den Umfang der Getriebeeingangswelle bzw. der rotierenden Welle angeordneten Gebers (bzw. von der Geberscheibe) ein zusätzlicher Bauraum um die rotierende Welle beansprucht, was im Endeffekt einerseits einen großen Bauraum erfordert sowie andererseits auch die Gesamtlänge der Welle vergrößert (und somit auch die rotierende Masse), insbesondere um eine entsprechende umfängliche Anordnung des Gebers auf der Welle zu ermöglichen. Weiterhin sind die bekannten Sensoranordnungen konstruktiv sehr aufwendig, was insbesondere den Wartungs- oder Reparaturumfang vergrößert. Gerade im Hinblick auch auf die Montage bzw. die Demontage der Sensoranordnung, welche dann nur mit einer Demontage der rotierenden Welle selbst und weiterer Komponenten, insbesondere der Lager möglich ist, sind die bekannten Sensoranordnungen noch nicht optimal ausgebildet. Dies führt zwangsläufig zu einem erhöhten Zeitaufwand und damit folglich zu erhöhten Kosten. Im Ergebnis sind die im Stand der Technik bekannten Sensoranordnungen daher noch nicht optimal ausgebildet.The known in the prior art sensor arrangement for detecting the rotational speed of a transmission input shaft of a motor vehicle transmission from which the invention proceeds, and also the other known sensor arrangements are not yet optimally formed. On the one hand, an additional space around the rotating shaft is claimed due to the arranged around the circumference of the transmission input shaft or the rotating shaft encoder (or from the encoder disc), which in the end requires a large amount of space and on the other hand also increases the total length of the shaft (and thus also the rotating mass), in particular to allow a corresponding circumferential arrangement of the encoder on the shaft. Furthermore, the known sensor arrangements are structurally very complicated, which in particular increases the maintenance or repair scope. Especially with regard to the assembly or disassembly of the sensor arrangement, which is then only possible with a disassembly of the rotating shaft itself and other components, in particular the bearing, the known sensor arrangements are not yet optimally formed. This inevitably leads to an increased expenditure of time and consequently to increased costs. As a result, the sensor arrangements known in the prior art are therefore not yet optimally designed.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Sensoranordnung nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass insbesondere der Zeitaufwand im Hinblick auf eine Montage bzw. Demontage der Sensoranordnung sowie insbesondere auch der konstruktive Aufwand für die Sensoranordnung verringert sind, wobei die damit verbundenen Kosten ebenfalls minimiert sind.The invention is therefore based on the object, the above-mentioned sensor assembly now such design and further that in particular the time required in terms of assembly or disassembly of the sensor assembly and in particular the design effort for the sensor assembly are reduced, the associated costs also are minimized.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, das der Geber stirnseitig an der Getriebeeingangswelle angeordnet und/oder befestigt ist.The aforementioned object is now achieved in that the transmitter is arranged on the front side of the transmission input shaft and / or fixed.
Das Grundprinzip der Erfindung geht zunächst dahin, dass zunächst Bauraum eingespart werden kann, weil der Geber stirnseitig an der Getriebeeingangswelle angeordnet und/oder befestigt ist, insbesondere grundsätzlich nicht - wie bisher im Stand der Technik - außenumfänglich auf der Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Dadurch ist nicht nur der radiale Bauraumbedarf verringert, sondern auch die Gesamtlänge der Getriebeeingangswelle kann entsprechend reduziert werden. Weiterhin kann insbesondere durch die stirnseitige Anordnung und/oder Befestigung des Gebers an der Getriebeeingangswelle, eine möglicherweise bereits vorhandene stirnseitige Kavität in der Getriebeeingangswelle (bei einer Hohlwelle) nutzbar gemacht werden. Insbesondere wird dies dadurch möglich, dass der Geber mehrerer Abschnitte aufweist und/oder mehrteilig ausgeführt ist, wobei der Geber insbesondere als ein Geberrad oder als eine Geberscheibe ausgeführt ist und einen Schaft aufweist.The basic principle of the invention initially goes to the fact that initially space can be saved because the encoder is arranged on the front side of the transmission input shaft and / or fixed, in principle not - as previously in the prior art - is arranged externally on the outside of the transmission input shaft. As a result, not only the radial space requirement is reduced, but also the total length of the transmission input shaft can be reduced accordingly. Furthermore, in particular by the frontal arrangement and / or attachment of the encoder to the transmission input shaft, a possibly existing frontal cavity in the transmission input shaft (in a hollow shaft) can be used. In particular, this is made possible by the fact that the encoder has multiple sections and / or is designed in several parts, the encoder in particular as a Transmitter wheel or is designed as a donor disc and has a shaft.
Der Schaft des Gebers wird nun insbesondere koaxial zur Rotationsachse der Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei der Schaft zumindest teilweise in eine stirnseitige Kavität der Getriebeeingangswelle positioniert ist bzw. vorzugsweise der Schaft in die als Hohlwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle zumindest teilweise in die stirnseitige Kavität eingreift. Somit wird bereits vorhandener Bauraum für die Montage des Gebers genutzt und eine weitere Ausdehnung des Bauraums der Getriebeeingangswelle vermieden.The shaft of the transmitter is now arranged in particular coaxially to the axis of rotation of the transmission input shaft, wherein the shaft is at least partially positioned in a frontal cavity of the transmission input shaft or preferably engages the shaft in the formed as a hollow shaft transmission input shaft at least partially into the frontal cavity. Thus, already existing space is used for mounting the encoder and avoided further expansion of the space of the transmission input shaft.
Damit der Geber in der Kavität der Getriebeeingangswelle sich nicht radial verdreht oder axial verrutscht, ist der Schaft des Gebers insbesondere kraftschlüssig und / oder formschlüssig lösbar innerhalb der Kavität befestigbar. Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, dass der Schaft des Gebers, zumindest teilweise kegelförmig ausgeführt ist, und der kegelförmige Schaft mit einem sogenannten Spreizelement in der Kavität kraftschlüssig und / oder formschlüssig innerhalb der stirnseitigen Kavität der Getriebeeingangswelle lösbar befestigt wird bzw. ist. Das Spreizelement ist insbesondere derart ausgeführt, dass der zumindest teilweise kegelförmige Schaft des Gebers umfänglich von der Innenfläche des Spreizelements überdeckt wird bzw. die Innenfläche des Spreizelementes an der Außenfläche des Schaftes anliegt, wenn das Spreizelement über den Schaft des Gebers geschoben ist.Thus, the encoder in the cavity of the transmission input shaft is not radially rotated or axially displaced, the shaft of the encoder is in particular non-positively and / or positively releasably fastened within the cavity. Preferably, this is achieved in that the shaft of the encoder, at least partially designed conical, and the conical shaft with a so-called expansion element in the cavity is positively and / or positively releasably secured within the frontal cavity of the transmission input shaft or is. The expansion element is in particular designed such that the at least partially conical shaft of the encoder is circumferentially covered by the inner surface of the expansion element or the inner surface of the expansion element rests against the outer surface of the shaft when the expansion element is pushed over the shaft of the encoder.
Mit Hilfe einer Schraubenverbindung ist das Spreizelement auch funktional wirksam mit dem Schaft verbindbar, und insbesondere koaxial, insbesondere konzentrisch zur Rotationsachse der Getriebeeingangswelle bzw. relativ zu dem Schaft des Gebers axial verschiebbar. Durch das Anziehen der Schraubenverbindung wird das Spreizelement über den vorzugsweise kegelförmigen Schaft des Gebers gezogen, wodurch das Spreizelement gespreizt bzw. zumindest teilweise radial aufgeweitet wird, wobei dann zumindest teilweise die Außenfläche des Spreizelements gegen die Innenwandung bzw. Innenfläche der Kavität der Getriebeeingangswelle gepresst wird und somit ein Kraftschluss zwischen der Getriebeeingangswelle, dem Spreizelement und dem Schaft hergestellt wird. Die Außenfläche des Spreizelements kann zur besseren Wirksamkeit zumindest teilweise eine Beschichtung oder eine Strukturierung oder auch längliche Ausbrüche aufweisen. Hierdurch lässt sich auf eine sehr elegante Weise eine Sicherung des Gebers gegen Verdrehen oder Verrutschen realisieren und es werden auch keine unzulässigen Kräfte auf die Lagerung der Getriebeeingangswelle übertragen wie es zum Beispiel bei einem umfänglichen Aufpressen eines Geberrads auf die Getriebeeingangswelle vorkommen kann.With the aid of a screw connection, the expansion element is also operatively operatively connected to the shaft, and in particular coaxially, in particular concentrically to the axis of rotation of the transmission input shaft or relative to the shaft of the encoder axially displaceable. By tightening the screw connection, the expansion element is pulled over the preferably conical shaft of the transmitter, whereby the expansion element is spread or at least partially expanded radially, in which case at least partially the outer surface of the expansion element against the inner wall or inner surface of the cavity of the transmission input shaft is pressed and Thus, a frictional connection between the transmission input shaft, the spreader and the shaft is made. For better effectiveness, the outer surface of the expansion element may at least partially have a coating or structuring or even elongated openings. As a result, can be realized in a very elegant way a fuse of the encoder against rotation or slippage and there are no inadmissible forces transmitted to the bearing of the transmission input shaft as may occur, for example, in a circumferential pressing a donor gear on the transmission input shaft.
Alternativ ist allerdings auch eine stirnseitige Verschraubung denkbar, wenn die Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgeführt ist und insbesondere eine Kavität für den Schaft des Gebers und für das Spreizelement nachträglich eingebracht werden müsste.Alternatively, however, an end-side fitting is conceivable if the transmission input shaft is designed as a solid shaft and in particular a cavity for the shaft of the encoder and for the expansion element would have to be introduced later.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Geber als einzige Komponente nur das Geberrad bzw. die Geberscheibe auf, wobei zumindest eine nachträgliche Gewindebohrung in die dann als Vollwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle anzubringen ist. Ebenso denkbar ist ein stirnseitiges Verkleben des Geberrads bzw. der Geberscheibe auf der Getriebeeingangswelle, wodurch das Erfordernis der nachträglich einzubringenden Gewindebohrung entfällt.In a further embodiment, the encoder has as the only component only the encoder wheel or the encoder disk, wherein at least one subsequent threaded bore is to be mounted in the then executed as a solid shaft transmission input shaft. Also conceivable is an end-side bonding of the encoder wheel and the encoder disk on the transmission input shaft, whereby the requirement of the subsequently introduced threaded hole is eliminated.
Ebenso denkbar ist eine formschlüssige Sicherung welche als Passfederverbindung zwischen dem Schaft des Gebers und der insbesondere als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle ausgeführt ist. Alternativ hierzu kann der Schaft des Gebers auch in der als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle verstiftet werden und das Geberrad bzw. die Geberscheibe anschließend mit dem Schaft verschraubt werden.Also conceivable is a positive locking which is designed as a feather key connection between the shaft of the encoder and the particular designed as a hollow shaft transmission input shaft. Alternatively, the shaft of the encoder can be pinned in the trained as a hollow shaft gear input shaft and the encoder wheel or the encoder disc are then bolted to the shaft.
Um die Montage bzw. die Demontage der Sensoranordnung zusätzlich zu vereinfachen ist vorgesehen, dass der Sensor in oder an einem Getriebegehäusedeckel angeordnet ist, wobei der Getriebegehäusedeckel als ein Teil des Getriebegehäuses ausgebildet ist. Somit ist der Sensor von außen bzw. ist von außerhalb des Getriebegehäuses leichter zugänglich.In order to simplify the assembly or disassembly of the sensor assembly in addition, it is provided that the sensor is arranged in or on a gear housing cover, wherein the gear housing cover is formed as a part of the transmission housing. Thus, the sensor from the outside or is easily accessible from outside the gear housing.
Durch das vollständige Entfernen des Getriebegehäusedeckels ist auch der Geber sehr einfach bei Wartungsvorgängen erreichbar, da ein vollständiges Öffnen des Getriebegehäuses nicht erfolgen muss.By completely removing the gear housing cover and the encoder is very easy to reach during maintenance operations, since a complete opening of the gear housing does not have to be done.
Vorteilhaft ist auch, dass der Sensorkopf des Sensors im Wesentlichen zur Stirnseite der Getriebeeingangswelle ausgerichtet ist, insbesondere so dass die Messwerterfassung axial durchführbar ist. Besonders Vorteilhaft ist es dann wenn der Getriebegehäusedeckel parallel zur Stirnseite der Getriebeeingangswelle positioniert ist. Somit kann der in den Getriebegehäusedeckel integrierte Sensor und somit die Position bzw. der Abstand des Sensorkopfes zum Geberrad bereits bei der Montage in den Getriebegehäusedeckel sichergestellt werden.It is also advantageous that the sensor head of the sensor is aligned substantially to the end face of the transmission input shaft, in particular so that the measured value detection is axially feasible. It is particularly advantageous if the gear housing cover is positioned parallel to the end face of the transmission input shaft. Thus, the sensor integrated in the gear housing cover and thus the position or the distance of the sensor head to the encoder wheel can already be ensured during assembly in the gear housing cover.
Schließlich ist die Sensoranordnung auch derart vorteilhaft angeordnet und/oder ausgeführt, dass diese zur Montage und/oder zur Demontage ohne eine Demontage der Getriebeeingangswelle durchführbar ist.Finally, the sensor arrangement is also advantageously arranged and / or executed such that it can be carried out for assembly and / or disassembly without dismantling the transmission input shaft.
Gleichzeitig verringert dies den konstruktiven Aufwand der Sensoranordnung und vereinfacht die Montage bzw. Demontage womit die damit verbundenen Kosten ebenfalls verringert sind. At the same time this reduces the design complexity of the sensor assembly and simplifies the assembly and disassembly so that the associated costs are also reduced.
Im Ergebnis sind die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.As a result, the disadvantages described above are avoided and corresponding advantages are achieved.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Sensoranordnung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
-
1 die Sensoranordnung im montierten Zustand in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges in der bevorzugten Ausführungsform in einer schematischen, teils geschnittenen Darstellung, -
2 die Sensoranordnung aus1 in der bevorzugten Ausführungsform in einer anderen perspektivischen Teil-Darstellung, und -
3 die Sensoranordnung aus den1 und2 in der bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Teil-Darstellung, jedoch ohne weitere Getriebekomponenten.
-
1 the sensor arrangement in the assembled state in a transmission of a motor vehicle in the preferred embodiment in a schematic, partially sectioned representation, -
2 thesensor arrangement 1 in the preferred embodiment in another perspective part representation, and -
3 the sensor arrangement of the1 and2 in the preferred embodiment in a perspective part representation, but without further transmission components.
Die
Das Getriebe
Dargestellt in den
Die eingangs beschriebenen Nachteile sind nun zunächst dadurch vermieden, dass der Geber
Die
Mit einer Zentralschraube
Weiterhin zeigt die
Gut ersichtlich ist auch, dass durch eine Demontage des Getriebegehäusedeckels
In
In einer weiteren Ausführungsform ist der Geber
Durch die mehrteilige Ausführung kann für das Geberrad bzw. die Geberscheibe ein magnetisierbares Material Verwendung finden oder das Geberrad bzw. die Geberscheibe ist aus einem nicht magnetisierbaren Material hergestellt und ist als Träger für ein magnetisierbares Material oder mehreren Magneten vorgesehen. Für beide Alternativen ist vorgesehen das, dass die Geberscheibe bzw. das Geberrad als Inkrementaldrehgeber, Drehimpulsgeber oder allgemeiner Drehgeber ausgebildet ist.Due to the multi-part design, a magnetizable material can be used for the encoder wheel or the encoder disk or the encoder wheel or the encoder disk is made of a non-magnetizable material and is provided as a carrier for a magnetizable material or more magnets. For both alternatives, it is provided that the encoder disk or the encoder wheel is designed as incremental rotary encoder, rotary encoder or general rotary encoder.
Der Schaft des Gebers kann somit aus einem anderen Werkstoff, insbesondere aus einem nicht magnetisierbaren Material, als das Geberrad, zum Beispiel einem Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, oder auch einem Leichtmetall hergestellt sein. Durch die geschickte Auswahl der Materialien kann sowohl die rotierende Masse sowie auch die Kosten des Gebers verringert werden.The shaft of the encoder can thus be made of a different material, in particular of a non-magnetizable material, as the encoder wheel, for example a plastic, preferably polyamide, or even a light metal. The skillful selection of materials can reduce both the rotating mass and the cost of the encoder.
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Sensoranordnungsensor arrangement
- 22
- Gebergiver
- 2a2a
- Schaft des GebersShank of the encoder
- 2b2 B
- Geberrad (bzw. die Geberscheibe)Encoder wheel (or the encoder disk)
- 33
- Sensorsensor
- 3a3a
- Sensorkopfsensor head
- 44
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 4a4a
- Kavität der GetriebeeingangswelleCavity of the transmission input shaft
- 55
- Getriebetransmission
- 5a5a
- Getriebegehäusegearbox
- 5b5b
- GetriebegehäusedeckelGear housing cover
- 66
- Spreizelementspreader
- 6a6a
- Ausnehmungenrecesses
- 77
- Zentralschraubecentral screw
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102006018818 A1 [0004]DE 102006018818 A1 [0004]
- DE 202005005260 U1 [0005]DE 202005005260 U1 [0005]
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