DE102020121267A1

DE102020121267A1 - Machine with at least one machine component

Info

Publication number: DE102020121267A1
Application number: DE102020121267.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Moellmann; Dirk Bleckmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2022-02-17

Abstract

Es wird eine Maschine 1 mit einem ersten und einem zweiten Maschinenabschnitt 2, 3, wobei der erste und der zweite Maschinenabschnitt 2, 3 räumlich voneinander getrennt sind, mit mindestens einem Maschinenbauteil 8, wobei sich das Maschinenbauteil 8 zumindest abschnittsweise in dem ersten und dem zweiten Maschinenabschnitt 2, 3 erstreckt, mit mindestens zwei Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a-f zum Senden- und/oder Empfangen von Daten, wobei die eine Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a-f in dem ersten Maschinenabschnitt 2 und die andere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a-f in dem zweiten Maschinenabschnitt 3 angeordnet ist, wobei die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f über eine drahtlose Verbindung 20 signaltechnisch miteinander verbunden sind, vorgeschlagen, wobei das Maschinenbauteil 8 einen mindestens abschnittsweise hohlen Übertragungsabschnitt 24 aufweist, wobei eine Hauptübertragungstrecke der drahtlosen Verbindung 20 durch den hohlen Übertragungsabschnitt 24 verläuft.A machine 1 with a first and a second machine section 2, 3, with the first and the second machine section 2, 3 being spatially separated from one another, with at least one machine component 8, with the machine component 8 being located at least in sections in the first and the second Machine section 2, 3 extends, with at least two transmitting and/or receiving devices 19a-f for transmitting and/or receiving data, one transmitting and/or receiving device 19a-f in the first machine section 2 and the other transmitting and/or receiving device 19a-f is arranged in the second machine section 3, with the transmitting and/or receiving devices 19a-f being connected to one another in terms of signaling via a wireless connection 20, with the machine component 8 having a transmission section 24 which is hollow at least in sections, wherein a main transmission path of the wireless link 20 through the hollow transmission section 24 runs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit mindestens einem Maschinenbauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a machine with at least one machine component having the features of the preamble of claim 1.

Zur Überwachung von Maschinenparametern, wie z.B. Temperatur, einer Maschine, insbesondere elektrischer Antriebsmaschinen, werden in der Regel ein oder mehrere Sensoren eingesetzt, welche zur Erfassung der einzelnen Parameter an relevanten Punkten an oder in der Maschine angeordnet sind. In der Regel werden die Maschinenparamater kabelgebunden durch die Sensoren erfasst. Dabei ist die Erfassung von Paramatern an drehenden Bauteilen, insbesondere auf einem Rotor einer elektrischen Antriebsmaschine nur mit hohem Aufwand möglich, weshalb empfindliche Maschinenbauteile üblicherweise überdimensioniert werden oder die Maschine mit einem Sicherheitsabstand zu der oberen Temperaturgrenze betrieben wird.To monitor machine parameters, such as temperature, of a machine, in particular electric drive machines, one or more sensors are usually used, which are arranged at relevant points on or in the machine to record the individual parameters. As a rule, the machine parameters are recorded by the sensors via a cable. The detection of parameters on rotating components, in particular on a rotor of an electric drive machine, is only possible with great effort, which is why sensitive machine components are usually oversized or the machine is operated with a safety margin to the upper temperature limit.

Die CN 109687805 A zeigt eine Steuerung für einen geschalteten Reluktanzmotor eines Kraftwagens. Die Steuerung umfasst einen Mikrocontroller, einen Leistungswandler, einen Geschwindigkeitssensor, ein Netzwerkverbindungsmodul, ein drahtloses Datenübertragungsmodul und eine Positionserfassungseinheit. Ein Ausgang des Mikrocontrollers ist mit einem Eingang des geschalteten Reluktanzmotors verbunden. Ein Eingang des Mikrocontrollers ist mit einem X-Kondensator versehen. Ein Eingang des X-Kondensators ist an eine Gleichtaktinduktivität angeschlossen. Es ist zudem ein Y-Kondensator vorhanden. Das Gleichtaktrauschen im Mikrocontroller soll dadurch unterdrückt werden, dass der X-Kondensator, die Gleichtaktinduktivität und der Y-Kondensator in Reihe mit der Eingangsschaltung des Mikrocontrollers geschaltet sind und der Y-Kondensatorausgang extern an ein Elektroaggregat im Fahrzeugsystem angeschlossen ist.the CN 109687805A shows a controller for a switched reluctance motor of a motor vehicle. The controller includes a microcontroller, a power converter, a speed sensor, a network connection module, a wireless communication module, and a position sensing unit. An output of the microcontroller is connected to an input of the switched reluctance motor. An input of the microcontroller is provided with an X-capacitor. An input of the X capacitor is connected to a common mode inductor. There is also a Y-capacitor. Common-mode noise in the microcontroller is to be suppressed by connecting the X-capacitor, common-mode inductor and Y-capacitor in series with the microcontroller's input circuitry, and connecting the Y-capacitor output externally to an electrical unit in the vehicle system.

Die CN 109515207 A zeigt ein intelligentes Fahrsteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug. Das Fahrsteuerungssystem umfasst eine Achse, ein Rad, einen Raddrehzahlsensor, einen Antriebsmotor, ein Radsteuerungssystem, einen Lenkmotor, eine Leistungssteuerungseinheit, eine Fernbedienungseinheit, eine drahtlose Datenübertragungseinheit, eine Kommunikationsschnittstelle und eine Hauptsteuerung. An beiden Enden der Achse ist jeweils ein Rad angebracht. An den Rädern ist jeweils einer der Raddrehzahlsensoren angeordnet. Der Lenkmotor ist in der Mitte der Achse installiert. Das Rad ist mit dem Antriebsmotor verbunden, während der Antriebsmotor und der Raddrehzahlsensor mit dem Radsteuersystem und dem Rad verbunden sind. Das Steuersystem ist über eine Kommunikationsschnittstelle mit der Hauptsteuerung verbunden. Die Hauptsteuerung ist jeweils auch mit der Energieverwaltungseinheit, dem Lenkmotor, der Fernbedienungseinheit und der drahtlosen Datenübertragungseinheit verbunden.the CN 109515207A shows an intelligent driving control system for an unmanned vehicle. The travel control system includes an axle, a wheel, a wheel speed sensor, a drive motor, a wheel control system, a steering motor, a power control unit, a remote control unit, a wireless data transmission unit, a communication interface, and a main controller. A wheel is attached to each end of the axle. One of the wheel speed sensors is arranged on each wheel. The steering motor is installed in the center of the axle. The wheel is connected to the drive motor while the drive motor and wheel speed sensor are connected to the wheel control system and the wheel. The control system is connected to the main controller via a communication interface. The main controller is also connected to the power management unit, the steering motor, the remote control unit and the wireless communication unit, respectively.

Aus der US 9,834,114 B2 sind Systeme und Verfahren zum Bestimmen von Batterieheizbedingungen und Vorheizzeiten von Batterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen bekannt. Die Vorheizzeiten betragen mindestens eine Minute oder mehr und werden auf der Grundlage von Eingabeparametern und Sätzen von Eingabeparametern bestimmt. Entsprechend der so bestimmten Vorheizzeit wird eine Sekundärbatterie dynamisch erwärmt.From the US 9,834,114 B2 systems and methods for determining battery heating conditions and preheating times of batteries in electric and hybrid vehicles are known. Preheat times are at least one minute or more and are determined based on input parameters and sets of input parameters. According to the preheating time thus determined, a secondary battery is dynamically heated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu schaffen, welche sich durch eine verbesserte Erfassung und Übertragung von Messgrößen in der Maschine auszeichnet.The invention is based on the object of creating a machine which is characterized by improved detection and transmission of measured variables in the machine.

Diese Aufgabe wird durch eine Maschine mit den Merkmalen das Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a machine having the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, the following description and the attached figures.

Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine, welche insbesondere zur Erzeugung und/oder Übertragung und/oder Übersetzung eines Drehmomentes und/oder einer Kraft dient. Beispielsweise ist die Maschine für ein Fahrzeug, eine Arbeitsmaschine, eine Windkraftanlage oder dergleichen geeignet.The subject matter of the invention is a machine which is used in particular to generate and/or transmit and/or convert a torque and/or a force. For example, the machine is suitable for a vehicle, a working machine, a wind power plant, or the like.

Die Maschine weist mindestens oder genau einen ersten und einen zweiten Maschinenabschnitt auf. Insbesondere sind die mindestens zwei Maschinenabschnitte als innere Maschinenabschnitte ausgebildet, wobei die inneren Maschinenabschnitte im Inneren der Maschine gebildet sind. Alternativ kann jedoch auch mindestens einer der Maschinenabschnitte als ein äußerer Maschinenabschnitt ausgebildet sein, wobei der äußere Maschinenabschnitt außerhalb der Maschine gebildet ist.The machine has at least or precisely a first and a second machine section. In particular, the at least two machine sections are designed as inner machine sections, with the inner machine sections being formed inside the machine. Alternatively, however, at least one of the machine sections can also be designed as an outer machine section, with the outer machine section being formed outside the machine.

Die beiden Maschinenabschnitte können räumlich voneinander getrennt sein. Insbesondere sind die beiden Maschinenabschnitte über eine Trennwand und/oder ein oder mehrere Maschinenbauteile und/oder weitere zwischenliegende Maschinenabschnitte voneinander getrennt. Alternativ können die Maschinenabschnitte jedoch auch einen gemeinsamen Raum, insbesondere einen gegenüber einer Umgebung abgeschlossenen Raum, bilden. Im Speziellen sind der erste und/oder der zweite Maschinenabschnitt durch ein Metallgehäuse gebildet und/oder mitgebildet. Alternativ oder optional ergänzend können der erste und/oder zweite Maschinenabschnitt jeweils durch ein separates, insbesondere in sich geschlossenes Gehäuse, gebildet sein. Vorzugsweise sind die beiden Maschinenabschnitte in axialer Richtung in Bezug auf eine Bauteil- und/oder Maschinenachse nebeneinander und/oder angrenzend zueinander angeordnet.The two machine sections can be spatially separated from one another. In particular, the two machine sections are separated from one another by a partition and/or one or more machine components and/or other machine sections located in between. Alternatively, however, the machine sections can also form a common space, in particular a space that is closed off from the environment. In particular, the first and/or the second machine section are formed and/or formed by a metal housing. Alternatively or optionally in addition, the first and/or second machine section can each be formed by a separate, in particular self-contained housing. Preferably, the two machines are Sections are arranged next to and/or adjacent to one another in the axial direction in relation to a component and/or machine axis.

Die Maschine weist mindestens oder genau ein Maschinenbauteil auf, wobei das Maschinenbauteil zumindest abschnittsweise in dem ersten und/oder dem zweiten Maschinenabschnitt angeordnet ist. Insbesondere erstreckt das Maschinenbauteil in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteil- und/oder Maschinenachse von dem ersten Maschinenabschnitt in den zweiten Maschinenabschnitt. Beispielsweise kann die Bauteilachse durch eine Längsachse, Mittelachse, Rotationsachse und/oder Symmetrieachse des Maschinenbauteils definiert sein. Insbesondere kann das Maschinenbauteil ein bewegliches, insbesondere rotierendes, oder stationäres Maschinenbauteil ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Maschinenbauteil durch das Drehmoment und/oder die Kraft beaufschlagbar und/oder antreibbar. Das Maschinenbauteil kann einstückig, beispielsweise aus einem Guss und/oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, ausgebildet sein. Alternativ kann das Maschinenbauteil jedoch auch mehrteilig ausgebildet sein.The machine has at least or precisely one machine component, the machine component being arranged at least in sections in the first and/or the second machine section. In particular, the machine component extends in the axial direction with respect to the component and/or machine axis from the first machine section into the second machine section. For example, the component axis can be defined by a longitudinal axis, central axis, axis of rotation and/or axis of symmetry of the machine component. In particular, the machine component can be a movable, in particular rotating, or stationary machine component. The machine component can preferably be acted upon and/or driven by the torque and/or the force. The machine component can be made in one piece, for example from a cast and/or from an aluminum alloy. Alternatively, however, the machine component can also be designed in several parts.

Die Maschine weist mindestens oder genau zwei Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen auf, welche zum Senden- und/oder Empfangen von Daten ausgebildet und/oder geeignet sind. Insbesondere dient zumindest die eine Sende- und/oder Empfangsvorrichtung dazu Daten, insbesondere maschinenspezifische Messdaten, zu erfassen und an die andere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung zu übermitteln. Die eine Sende- und/oder Empfangsvorrichtung ist dabei in dem ersten Maschinenabschnitt und die andere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung ist in dem zweiten Maschinenabschnitt angeordnet. Insbesondere sind die beiden Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen über den ersten und/oder den zweiten Maschinenabschnitt und/oder mindestens ein weiteres Maschinenbauteil und/oder das Maschinenbauteil voneinander abgegrenzt. Alternativ können die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen jedoch auch gemeinsam in dem durch die Maschinenabschnitte gebildeten Raum angeordnet sein.The machine has at least or exactly two transmitting and/or receiving devices which are designed and/or suitable for transmitting and/or receiving data. In particular, at least one transmitting and/or receiving device is used to record data, in particular machine-specific measurement data, and to transmit it to the other transmitting and/or receiving device. The one transmitting and/or receiving device is arranged in the first machine section and the other transmitting and/or receiving device is arranged in the second machine section. In particular, the two transmitting and/or receiving devices are separated from one another by the first and/or the second machine section and/or at least one further machine component and/or the machine component. Alternatively, however, the transmitting and/or receiving devices can also be arranged together in the space formed by the machine sections.

Optional kann die Maschine mindestens oder genau eine weitere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung aufweisen, wobei die weitere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung wahlweise in dem ersten oder zweiten Maschinenabschnitt oder in einem weiteren Maschinenabschnitt angeordnet ist. Dabei sind die mehreren Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen über eine drahtlose Verbindung, insbesondere über ein Netzwerk, signaltechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise ist zumindest eine, einige oder alle der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen für einen passiven Betrieb ausgebildet, wobei die entsprechende Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen zur Reflexion eines von der anderen Sende- und/oder Empfangsvorrichtung gesendeten Signals in Abhängigkeit von den zu erfassenden Daten ausgebildet sind. Beispielsweise sendet eine der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen ein Signal an die andere(n) Sende- und/oder Empfangsvorrichtung(en), welche dieses Signal, insbesondere den Wert einer Frequenz und/oder einer Amplitude und/oder einer Phasenlage dieses Signals, entsprechend einem Maß der jeweils zu erfassenden Daten verändert und zurück zu der einen Sende- und/oder Empfangsvorrichtung reflektiert bzw. sendet.Optionally, the machine can have at least or precisely one further transmitting and/or receiving device, with the further transmitting and/or receiving device being optionally arranged in the first or second machine section or in a further machine section. In this case, the multiple transmitting and/or receiving devices are connected to one another via a wireless connection, in particular via a network, in terms of signals. At least one, some or all of the transmitting and/or receiving devices are preferably designed for passive operation, with the corresponding transmitting and/or receiving devices for reflecting a signal transmitted by the other transmitting and/or receiving device depending on the signal to be detected data are formed. For example, one of the transmitting and/or receiving devices sends a signal to the other transmitting and/or receiving device(s), which transmits this signal, in particular the value of a frequency and/or an amplitude and/or a phase position of this signal, changed according to a measure of the data to be recorded in each case and reflected or sent back to the one transmitting and/or receiving device.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Maschinenbauteil einen mindestens abschnittsweise hohlen Übertragungsabschnitt aufweist. Insbesondere ist das Maschinenbauteil als ein Hohlkörper ausgebildet und/oder zumindest größtenteils hohl ausgebildet. Insbesondere bei der mehrteiligen Ausgestaltung des Maschinenbauteils sind die mehreren Teile zur Bildung des hohlen Übertragungsabschnitts jeweils als ein Hohlkörper ausgebildet und/oder zumindest größtenteils hohl ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich der hohle Übertragungsabschnitt von dem einen Maschinenabschnitt in Richtung des anderen Maschinenabschnitts. Vorzugsweise endet der hohle Übertragungsabschnitt mit mindestens oder genau einem offenen Ende in dem ersten und/oder zweiten Maschinenabschnitt bzw. optional in dem weiteren Maschinenabschnitt. Eine Hauptübertragungsstrecke der drahtlosen Verbindung verläuft dabei durch den hohlen Übertragungsabschnitt. Bevorzugt erfolgt eine Signalübertragung mindestens teilweise oder größtenteils über die Hauptübertragungstrecke durch das innere des Maschinenbauteils bzw. den hohlen Übertragungsabschnitt.In the context of the invention, it is proposed that the machine component has a transmission section that is hollow at least in sections. In particular, the machine component is embodied as a hollow body and/or is at least largely embodied as hollow. In particular in the case of the multi-part design of the machine component, the multiple parts for forming the hollow transmission section are each designed as a hollow body and/or are at least mostly hollow. In particular, the hollow transmission section extends from one machine section towards the other machine section. Preferably, the hollow transmission section ends with at least or exactly one open end in the first and/or second machine section or optionally in the further machine section. A main transmission path of the wireless connection runs through the hollow transmission section. A signal transmission preferably takes place at least partially or for the most part via the main transmission path through the interior of the machine component or the hollow transmission section.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch den hohlen Übertragungsabschnitt eine Funkübertragung zwischen den beiden voneinander getrennten Maschinenabschnitten ermöglicht wird. Zudem kann durch den holen Übertragungsabschnitt die Signalreichweite, Signalausbreitung und Signalintensität der drahtlosen Verbindung deutlich verbessert werden. Somit kann eine besonders kostengünstige drahtlose Verbindung geschaffen werden, da das Signal zwischen den Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen nicht oder nur geringfügig verstärkt werden muss.The particular advantage of the invention is that the hollow transmission section enables radio transmission between the two separate machine sections. In addition, the signal range, signal propagation and signal intensity of the wireless connection can be significantly improved by the fetch transmission section. A particularly cost-effective wireless connection can thus be created, since the signal between the transmitting and/or receiving devices does not have to be amplified, or only slightly so.

In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Übertragungsabschnitt durch mindestens einen axialen Hohlabschnitt gebildet ist, welcher das Maschinenbauteil in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse zumindest abschnittsweise durchsetzt und/oder den ersten und den zweiten Maschinenabschnitt in axialer Richtung miteinander verbindet. Insbesondere ist der axiale Hohlabschnitt durch eine axial verlaufende Vertiefung, Durchbruch, Bohrung, insbesondere Sackloch- oder Durchgangsbohrung, oder dergleichen gebildet. Bevorzugt durchsetzt der axiale Hohlabschnitt das Maschinenbauteil in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse mindestens zu mehr als 85%, vorzugsweise mehr als 90%, im Speziellen mehr als 95% der gesamten Bauteillänge. Besonders bevorzugt durchsetzt der axiale Hohlabschnitt das Maschinenbauteil in axialer Richtung vollständig, sodass die beiden Maschinenabschnitt über den hohlen Übertragungsabschnitt räumlich miteinander verbunden sind. Insbesondere verläuft die Hauptübertragungstrecke somit von dem einen Maschinenabschnitt über den axialen Hohlabschnitt zu dem anderen Maschinenabschnitt. Somit wird ein Maschinenbauteil vorgeschlagen, welches sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung des Übertragungsabschnitts auszeichnet.In a specific embodiment, it is provided that the transmission section is formed by at least one axial hollow section, which at least partially penetrates the machine component in the axial direction in relation to the component axis and/or connects the first and the second machine section to one another in the axial direction. In particular, the axial hollow section formed by an axially extending depression, opening, bore, in particular a blind hole or through bore, or the like. The axial hollow section preferably penetrates the machine component in the axial direction in relation to the component axis by at least more than 85%, preferably more than 90%, in particular more than 95% of the entire component length. The axial hollow section particularly preferably penetrates the machine component completely in the axial direction, so that the two machine sections are spatially connected to one another via the hollow transmission section. In particular, the main transmission path thus runs from one machine section via the axial hollow section to the other machine section. A machine component is thus proposed which is distinguished by a particularly simple and cost-effective design of the transmission section.

In einer alternativen oder optional ergänzenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Übertragungsabschnitt durch mindestens oder genau einen radialen Hohlabschnitt gebildet ist, welcher das Maschinenbauteil in radialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse zumindest abschnittsweise durchsetzt und/oder den ersten oder den zweiten Maschinenabschnitt in radialer Richtung mit dem axialen Hohlabschnitt verbindet. Insbesondere ist der radiale Hohlabschnitt durch eine radial verlaufende Vertiefung, Durchbruch, Bohrung, insbesondere Sackloch- oder Durchgangsbohrung, oder dergleichen gebildet. Vorzugsweise weist der Übertragungsabschnitt mehrere der radialen Hohlabschnitte auf, welche in axialer Richtung verteilt und/oder gleichmäßig voneinander beabstandet in das Maschinenbauteil eingebracht sind. Bevorzugt durchsetzt der radiale Hohlabschnitt das Maschinenbauteil in radialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse mindestens zu mehr als 85%, vorzugsweise mehr als 90%, im Speziellen mehr als 95% der gesamten Bauteilbreite. Besonders bevorzugt durchsetzt der radiale Hohlabschnitt das Maschinenbauteil in radialer Richtung vollständig, sodass der erste oder zweite Maschinenabschnitt in radialer Richtung mit dem axialen Hohlabschnitt räumlich verbunden ist. Insbesondere verläuft die Hauptübertragungstrecke somit von dem einen Maschinenabschnitt über den mindestens einen radialen und axialen Hohlabschnitt zu dem anderen Maschinenabschnitt. Somit wird ein Maschinenbauteil vorgeschlagen, welches sich durch eine deutlich verbesserte Signalübertragung entlang der Hauptübertragungstrecke auszeichnet.In an alternative or optionally supplementary embodiment, it is provided that the transmission section is formed by at least or exactly one radial hollow section, which at least partially penetrates the machine component in the radial direction in relation to the component axis and/or the first or the second machine section in the radial direction connects the axial hollow section. In particular, the radial hollow section is formed by a radially running indentation, opening, bore, in particular a blind hole or through bore, or the like. The transmission section preferably has a plurality of radial hollow sections, which are distributed in the axial direction and/or are introduced into the machine component at a uniform distance from one another. The radial hollow section preferably penetrates the machine component in the radial direction in relation to the component axis to at least more than 85%, preferably more than 90%, in particular more than 95% of the entire component width. Particularly preferably, the radial hollow section completely penetrates the machine component in the radial direction, so that the first or second machine section is spatially connected to the axial hollow section in the radial direction. In particular, the main transmission path thus runs from one machine section via the at least one radial and axial hollow section to the other machine section. A machine component is thus proposed which is distinguished by significantly improved signal transmission along the main transmission path.

In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass das Maschinenbauteil als eine Welle ausgebildet ist. Insbesondere dient die Welle zur Übertragung des Drehmoments von dem einen Maschinenabschnitt auf den anderen Maschinenabschnitt. Die Welle kann in dem ersten und/oder zweiten Maschinenabschnitt drehbar gelagert sein. Insbesondere ist das Maschinenbauteil als eine Hohlwelle oder eine Welle mit mindestens teilweise hohlen Bereichen und/oder Bohrungen ausgebildet. Alternativ kann das Maschinenbauteil, insbesondere als stationäres Maschinenbauteil ausgebildet, als eine Achse ausgebildet sein.In a further specification, it is provided that the machine component is designed as a shaft. In particular, the shaft serves to transmit the torque from one machine section to the other machine section. The shaft can be rotatably mounted in the first and/or second machine section. In particular, the machine component is designed as a hollow shaft or a shaft with at least partially hollow areas and/or bores. Alternatively, the machine component, in particular designed as a stationary machine component, can be designed as an axle.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Sende- und/oder Empfangsvorrichtung in unmittelbarer Nähe zu dem Übertagungsabschnitt angeordnet sind. Alternativ oder optional ergänzend sind die erste und/oder die zweite Sende- und/oder Empfangsvorrichtung zumindest abschnittsweise in dem hohlen Übertragungsabschnitt angeordnet. Insbesondere ist zumindest eine der beiden Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen koaxial und/oder konzentrisch zu dem Übertragungsabschnitt, insbesondere zu dem axialen Hohlabschnitt angeordnet. Im Speziellen ist die mindestens eine Sende- und/oder Empfangsvorrichtung an einer axialen Endseite an oder in dem axialen Hohlabschnitt angeordnet, wobei die Sende- und/oder Empfangsvorrichtung bei einer Bewegung des Maschinenbauteils stationär verbleibt oder alternativ mit dem Maschinenbauteil fest verbunden und/oder bewegungsgekoppelt ist. Insbesondere ist die andere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung und optional die weiteren Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen an der anderen axialen Endseite und/oder um einen Umfang des Maschinenbauteils verteilt angeordnet. Somit kann eine besonders kompakte Integration der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen in die Maschine realisiert werden.In a further embodiment it is provided that the first and/or the second transmitting and/or receiving device is arranged in the immediate vicinity of the transmission section. Alternatively or optionally in addition, the first and/or the second transmitting and/or receiving device are arranged at least in sections in the hollow transmission section. In particular, at least one of the two transmitting and/or receiving devices is arranged coaxially and/or concentrically to the transmission section, in particular to the axial hollow section. In particular, the at least one transmitting and/or receiving device is arranged on an axial end side on or in the axial hollow section, with the transmitting and/or receiving device remaining stationary during movement of the machine component or alternatively being permanently connected to the machine component and/or coupled in terms of movement is. In particular, the other transmitting and/or receiving device and optionally the further transmitting and/or receiving devices are arranged on the other axial end side and/or distributed around a circumference of the machine component. A particularly compact integration of the transmitting and/or receiving devices into the machine can thus be implemented.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Sende- und/oder Empfangsvorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweist, welche zur Erfassung mindestens oder genau einer physikalischen Messgröße der Maschine ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient die Sensoreinrichtung zur Überwachung und/oder Regelung und/oder Steuerung der Maschine. Die Sensoreinrichtung ist in der Maschine, insbesondere in einem der Maschinenabschnitte, angeordnet und jeweils zur Messung einer in der Maschine auftretenden physikalischen Messgröße ausgebildet. Dabei ist die mindestens eine Messgröße über die drahtlose Verbindung übermittelbar. Insbesondere ist die Sende- und/oder Empfangsvorrichtung ausgebildet, die Messgröße an die andere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung zu übermitteln. Besonders bevorzugt ist eine der Sende- und/oder Empfangsvorrichtung signaltechnisch mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung der Messgröße verbunden und/oder in die Auswerteeinheit integriert. Insbesondere kann die Auswerteeinheit modular aufgebaut sein. Die Auswerteeinheit kann dabei ein Rechenmodul, z.B. ein Mikrocontroller und/oder ein Speichermodul, und/oder ein Energiewandlermodul, auch als „Energy Harvester“ bekannt, umfassen. Wenn die physikalische Messgröße mittelbar gemessen wird, ist der Messwert bevorzugt durch die Auswerteinheit auf der Grundlage mindestens eines Messsignals von der mindestens einen Sensoreinrichtung bestimmbar. Bevorzugt weisen einige, mehrere oder alle der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen jeweils eine weitere Sensorvorrichtung auf, wobei die mehreren Sensoreinrichtungen über ein Sensornetzwerk miteinander und/oder mit der Auswerteeinheit verbunden sind. Prinzipiell ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, beispielsweise eine auf ein Maschinenbauteil der Maschine einwirkende Kraft und/oder Drehzahl und/oder Drehmoment und/oder Drehwinkel und/oder Körperschall zu erfassen.In a further development it is provided that at least one of the transmitting and/or receiving devices has a sensor device which is designed and/or suitable for detecting at least or precisely one physical measured variable of the machine. In particular, the sensor device serves to monitor and/or regulate and/or control the machine. The sensor device is arranged in the machine, in particular in one of the machine sections, and is designed to measure a physical parameter occurring in the machine. The at least one measured variable can be transmitted via the wireless connection. In particular, the transmitting and/or receiving device is designed to transmit the measured variable to the other transmitting and/or receiving device. One of the transmitting and/or receiving devices is particularly preferably connected to an evaluation unit for evaluating the measured variable and/or is integrated into the evaluation unit. In particular, the evaluation unit can have a modular structure. The evaluation unit can be a computing module, for example a microcontroller and/or a memory module, and/or an energy converter module, also known as an "energy harvester". If the physical measured variable is measured indirectly, the measured value can preferably be determined by the evaluation unit on the basis of at least one measurement signal from the at least one sensor device. Preferably, some, several or all of the transmitting and/or receiving devices each have a further sensor device, the several sensor devices being connected to one another and/or to the evaluation unit via a sensor network. In principle, the sensor device is designed to detect, for example, a force and/or speed and/or torque and/or angle of rotation and/or structure-borne noise acting on a machine component of the machine.

Bevorzugt jedoch ist die Sensoreinrichtung als ein Temperatursensor ausgebildet, welcher zur Erfassung einer Temperatur in der Maschine ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind einige, mehrere oder alle der Sensoreinrichtungen als Temperatursensoren ausgebildet, wobei die mehreren Temperatursensoren an unterschiedlichen Positionen in der Maschine angeordnet sind, um die Temperatur in der Maschine bzw. dem jeweils zugehörigen Maschinenbauteil zu überwachen. Es wird somit eine kabellose Temperaturerfassung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache und kompakte Anordnung an insbesondere temperaturkritischen Maschinenbauteilen auszeichnet.However, the sensor device is preferably designed as a temperature sensor which is designed and/or suitable for detecting a temperature in the machine. In particular, some, several or all of the sensor devices are designed as temperature sensors, with the several temperature sensors being arranged at different positions in the machine in order to monitor the temperature in the machine or in the respectively associated machine component. A wireless temperature detection is thus proposed, which is characterized by a particularly simple and compact arrangement on machine components, in particular temperature-critical ones.

In einer weiteren Umsetzung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Sende- und/oder Empfangsvorrichtung ausgebildet sind, die Daten, insbesondere die Messsignale der Sensoreinrichtung(en), als ein elektromagnetisches Funksignal über die drahtlose Verbindung zu übertragen. Insbesondere ist die drahtlose Verbindung somit als eine Funkverbindung ausgebildet. Besonders bevorzugt sind sämtliche Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen über die Funkverbindung miteinander verbunden.A further implementation provides that the first and the second transmitting and/or receiving device are designed to transmit the data, in particular the measurement signals of the sensor device(s), as an electromagnetic radio signal via the wireless connection. In particular, the wireless connection is thus designed as a radio connection. All transmitting and/or receiving devices are particularly preferably connected to one another via the radio link.

In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die Maschine eine Antriebsvorrichtung aufweist, wobei das Maschinenbauteil als ein Antriebsbauteil ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung ausgebildet, ein Antriebsmoment bereitzustellen. Die Antriebsvorrichtung kann durch mindestens oder genau einen Elektro- und/oder Verbrennungsmotor gebildet sein. Vorzugsweise ist die Sende- und/oder Empfangsvorrichtung, insbesondere zumindest deren Sensoreinrichtung, in das Antriebsbauteil integriert und/oder an dem Antriebsbauteil angeordnet. Das Antriebbauteil kann beispielsweise als ein Rotor, eine Rotorwelle oder ein Rotorlager ausgebildet sein.A further embodiment provides that the machine has a drive device, with the machine component being designed as a drive component. The drive device is preferably designed to provide a drive torque. The drive device can be formed by at least or precisely one electric motor and/or internal combustion engine. The transmitting and/or receiving device, in particular at least its sensor device, is preferably integrated into the drive component and/or arranged on the drive component. The drive component can be designed, for example, as a rotor, a rotor shaft or a rotor bearing.

Alternativ oder optional ergänzend weist die Maschine eine Getriebevorrichtung auf, wobei das Maschinenbauteil als ein Getriebebauteil ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung ausgebildet, das Antriebsmoment zu übersetzen und/oder zu verteilen. Die Getriebevorrichtung kann mindestens oder genau ein Übersetzungsgetriebe, z.B. ein Planetengetriebe und/oder Stirnradgetriebe, und/oder mindestens oder genau ein Verteilergetriebe, z.B. ein Differenzialgetriebe, und/oder eine Synchronisierungseinrichtung zur Synchronisierung des Getriebes und/oder eine Kupplungseinrichtung aufweisen. Alternativ ist die Sende- und/oder Empfangsvorrichtung, insbesondere zumindest deren Sensoreinrichtung, oder optional eine weitere Sende- und/oder Empfangsvorrichtung, insbesondere zumindest deren weitere Sensoreinrichtung, an einem Getriebebauteil der Getriebevorrichtung angeordnet. Das Getriebebauteil kann beispielsweise als eine Getriebewelle, ein Getriebelager, ein Getrieberad, ein Kupplungselement oder ein Synchronisierungselement sein.Alternatively or optionally in addition, the machine has a transmission device, with the machine component being designed as a transmission component. The transmission device is preferably designed to convert and/or distribute the drive torque. The transmission device can have at least or exactly one transmission gear, e.g. a planetary gear and/or spur gear, and/or at least or exactly one transfer case, e.g. a differential gear, and/or a synchronization device for synchronizing the transmission and/or a clutch device. Alternatively, the transmitting and/or receiving device, in particular at least its sensor device, or optionally a further transmitting and/or receiving device, in particular at least its further sensor device, is arranged on a transmission component of the transmission device. The transmission component can be, for example, a transmission shaft, a transmission bearing, a gear wheel, a clutch element or a synchronization element.

Die Maschine kann für einen Wankstabilisator, ein Differential und/oder einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs oder eine Windkraftanlage ausgebildet und/oder geeignet sein. Im Speziellen kann die Antriebsvorrichtung in dem einen Maschinenabschnitt und die Getriebevorrichtung in dem anderen Maschinenabschnitt angeordnet sein. , wobei die Antriebsvorrichtung und die Getriebevorrichtung über das Maschinenbauteil miteinander wirkverbunden sind. Vorzugsweise ist das Maschinenbauteil hierzu als eine Antriebswelle zur Übertragung des Antriebsmoments von der Antriebsvorrichtung auf die Getriebevorrichtung ausgebildet. Um mehrere Bauteile der Maschine unabhängig voneinander hinsichtlich der einwirkenden Belastung und/oder Temperatur zu überwachen, können mindestens zwei Sensoreinrichtungen an unterschiedlichen Bauteilen der Maschine angeordnet sein.The machine may be designed and/or suitable for a roll stabilizer, a differential and/or a drive train of a vehicle or a wind turbine. In particular, the drive device can be arranged in one machine section and the transmission device can be arranged in the other machine section. , wherein the drive device and the transmission device are operatively connected to one another via the machine component. For this purpose, the machine component is preferably designed as a drive shaft for transmitting the drive torque from the drive device to the gear device. In order to monitor several components of the machine independently of one another with regard to the load and/or temperature acting on them, at least two sensor devices can be arranged on different components of the machine.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigt:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Maschine mit mehreren Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Blockschaltbild der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen aus der 1.

Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention. It shows:

1 a schematic sectional view of a machine with multiple transmitting and / or receiving devices as an embodiment of the invention;
2 a block diagram of the transmitting and / or receiving devices from 1 .

1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Maschine 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise ist die Maschine 1 für ein Fahrzeug, z.B. ein Elektrofahrzeug, ausgebildet und/oder geeignet. Die Maschine 1 weist einen ersten und einen zweiten Maschinenabschnitt 2, 3 auf, wobei die beiden Maschinenabschnitte 2, 3 räumlich voneinander getrennt sind. Ferner weist die Maschine 1 eine Antriebsvorrichtung 4 und eine Getriebevorrichtung 5 auf, wobei die Antriebsvorrichtung 4 in dem ersten Maschinenabschnitt 2 und die Getriebevorrichtung 5 in dem zweiten Maschinenabschnitt 3 angeordnet ist. 1 1 shows a machine 1 as an exemplary embodiment of the invention in a highly schematic representation. For example, the machine 1 is designed and/or suitable for a vehicle, eg an electric vehicle. The machine 1 has a first and a second machine section 2, 3 on, wherein the two machine sections 2, 3 are spatially separated from each other. Furthermore, the machine 1 has a drive device 4 and a transmission device 5 , the drive device 4 being arranged in the first machine section 2 and the transmission device 5 being arranged in the second machine section 3 .

Die Antriebsvorrichtung 4 ist als eine elektrische Maschine, z.B. ein Elektromotor, ausgebildet und dient zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Traktionsmoments, insbesondere eines Haupttraktionsmoments, für das Fahrzeug. The drive device 4 is designed as an electrical machine, e.g. an electric motor, and is used to generate and/or provide a traction torque, in particular a main traction torque, for the vehicle.

Die Antriebsvorrichtung 4 weist einen Rotor 6 und einen Stator 7 auf, welche in Bezug auf eine Bauteilachse A koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet sind. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung 4 mit einer Energieeinrichtung, z.B. eine Batterie oder ein Akku, elektrisch verbunden sein, um Energie zur Erzeugung des Traktionsmoments zu erhalten.The drive device 4 has a rotor 6 and a stator 7 which are arranged coaxially and/or concentrically with respect to a component axis A with respect to one another. For example, the drive device 4 can be electrically connected to an energy device, e.g. a battery or an accumulator, in order to obtain energy for generating the traction torque.

Ferner weist die Antriebsvorrichtung 4 eine Antriebswelle 8 zur Übertragung des Traktionsmoments auf die Getriebevorrichtung 5 auf. Der Rotor 6 ist mit der Antriebswelle 8 antriebstechnisch verbunden, sodass die Antriebswelle 8 über und/oder durch den Rotor 6 angetrieben wird. Die Antriebswelle 8 ist somit als eine Rotorwelle ausgebildet und ist hierzu mechanisch, z.B. drehfest, und elektrisch mit dem Rotor 6 verbunden. Die Antriebswelle 8 definiert dabei mit ihrer Rotationsachse die Bauteilachse A.Furthermore, the drive device 4 has a drive shaft 8 for transmitting the traction torque to the transmission device 5 . The rotor 6 is drivingly connected to the drive shaft 8 so that the drive shaft 8 is driven via and/or by the rotor 6 . The drive shaft 8 is thus designed as a rotor shaft and is mechanically, e.g. non-rotatably, and electrically connected to the rotor 6 for this purpose. The drive shaft 8 defines the component axis A with its axis of rotation.

Die Getriebevorrichtung 3 weist ein erstes und ein zweites Übersetzungsgetriebe 9, 10 auf, wobei das erste Übersetzungsgetriebe 9 als ein Planetengetriebe und das zweite Übersetzungsgetriebe 10 als ein Stinradgetriebe ausgebildet ist. Beispielsweise bildet das erste Übersetzungsgetriebe 9 eine erste Gangstufe und das zweite Übersetzungsgetriebe 10 eine zweite Gangstufe. Die Antriebswelle 8 ist in dem ersten und dem zweiten Maschinenabschnitt 2, 3 angeordnet, wobei die Antriebswelle 8 getriebetechnisch mit dem ersten und dem zweiten Übersetzungsgetriebe 9, 10 verbunden und/oder verbindbar ist.The transmission device 3 has a first and a second transmission gear 9, 10, the first transmission gear 9 being a planetary gear and the second transmission gear 10 being a spur gear. For example, the first transmission 9 forms a first gear and the second transmission 10 forms a second gear. The drive shaft 8 is arranged in the first and the second machine section 2, 3, the drive shaft 8 being geared and/or connectable to the first and the second transmission gear 9, 10.

Des Weiteren weist die Getriebevorrichtung 3 eine Synchronisierungseinrichtung 11 sowie ein Verteilergetriebe 12 auf. Die Synchronisierungseinrichtung 11 dient insbesondere dazu, wahlweise die erste oder die zweite Gangstufe zu schalten, wobei das Traktionsmoment in der ersten Gangstufe über das erste Übersetzungsgetriebe 9 und in der zweiten Gangstufe über das zweite Übersetzungsgetriebe 10 auf das Verteilergetriebe 12 übertragen wird. Beispielsweise ist das Verteilergetriebe 12 als ein Differentialgetriebe ausgebildet, wobei das Traktionsmoment durch das Verteilergetriebe 12 auf zwei Abtriebswellen 13a, b aufgeteilt wird.Furthermore, the transmission device 3 has a synchronization device 11 and a transfer case 12 . The synchronizing device 11 is used in particular to select the first or the second gear, with the traction torque being transmitted to the transfer case 12 in the first gear via the first transmission gear 9 and in the second gear via the second transmission gear 10 . For example, the transfer case 12 is designed as a differential gear, with the traction torque being divided by the transfer case 12 onto two output shafts 13a, b.

Die Antriebsvorrichtung 4 weist ein Antriebsgehäuse 14 und die Getriebevorrichtung 5 ein Getriebegehäuse 15 auf, wobei der erste Maschinenabschnitt 2 durch das Antriebsgehäuse 14 und der zweite Maschinenabschnitt 3 durch das Getriebegehäuse 15 gebildet ist. Beispielsweise ist das Antriebsgehäuse 14 fest, z.B. durch eine Schraubverbindung, mit dem Getriebegehäuse 15 verbunden. Die Antriebswelle 8 erstreckt sich dabei in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse A von dem Antriebsgehäuse 14 in das Getriebegehäuse 15, wobei die Antriebswelle 8 über ein oder mehrere Lagereinrichtungen 16a, b drehbar in dem Antriebsgehäuse 14 und/oder dem Getriebegehäuse 15 gelagert ist. Das erste Übersetzungsgetriebe 9 weist einen erste Getrieberadsatz 17, z.B. mehrere Planetenräder, und das zweite Übersetzungsgetriebe 9 weist einen zweiten Getrieberadsatz 18, z.B. mehrere Stirnräder, auf, wobei die Antriebswelle 8 über den ersten und den zweiten Getrieberadsatz 17, 18 mit dem jeweiligen Übersetzungsgetriebe 9, 10 in Eingriff steht und/oder bringbar ist.The drive device 4 has a drive housing 14 and the transmission device 5 has a transmission housing 15 , the first machine section 2 being formed by the drive housing 14 and the second machine section 3 being formed by the transmission housing 15 . For example, the drive housing 14 is firmly connected to the transmission housing 15, e.g. by a screw connection. The drive shaft 8 extends in the axial direction with respect to the component axis A from the drive housing 14 into the gear housing 15, with the drive shaft 8 being rotatably mounted in the drive housing 14 and/or the gear housing 15 via one or more bearing devices 16a, b. The first transmission gear 9 has a first gear wheel set 17, e.g. several planet wheels, and the second transmission gear 9 has a second gear wheel set 18, e.g. several spur gears, the drive shaft 8 being connected via the first and the second gear wheel set 17, 18 to the respective transmission gear 9 , 10 is engaged and/or can be brought.

Um die Antriebsvorrichtung 4 und die Getriebevorrichtung 5 optimal, insbesondere hinsichtlich Wirkungskrad und Kosten, betreiben zu können, ergibt sich der Bedarf bestimmte Maschinenparameter, wie z.B. Temperatur, Drehzahl, Drehmoment, Biegekräfte etc., der Maschine 1 zu erfassen. In aktuellen Anwendungen erfolgt die Erfassung der Maschinenparameter mittels kabelgebundener Sensoren. Beispielsweise wird die Temperatur kabelgebunden im Ölsumpf der Getriebevorrichtung 5 oder am Stator 7 der Antriebsvorrichtung 4 gemessen und mithilfe von Softwaremodellen berechnet. Die Erfassung der Temperatur an drehenden Maschinenbauteilen sowie an schwer zugänglichen Stellen in der Maschine 1 ist dabei aufgrund der kabelgebundenen Sensoren nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich. So besteht aktuell keine Möglichkeit auf Temperaturspitzen zu reagieren, da die bestehende Temperaturermittlung zu träge und zu ungenau ist. Um eine Überhitzung der Maschine 1 vorzubeugen, werden deren temperaturempfindlichen Maschinenbauteile häufig überdimensioniert. Beispielsweise kommt es bei zu hohen Temperaturen im Rotor 6 zu einer Entmagnetisierung der Magnete und so zu einer Beschädigung der Antriebsvorrichtung 4, weshalb in vielen Fällen auf ein teureres Magnetmaterial der Magnete zurückgegriffen werden muss. In order to be able to operate the drive device 4 and the transmission device 5 optimally, in particular with regard to efficiency and costs, there is a need to record certain machine parameters, such as temperature, speed, torque, bending forces, etc., of the machine 1. In current applications, the machine parameters are recorded using wired sensors. For example, the temperature is measured by cable in the oil sump of the transmission device 5 or on the stator 7 of the drive device 4 and calculated using software models. The detection of the temperature on rotating machine components and on hard-to-reach places in the machine 1 is not possible or only possible with great effort due to the wired sensors. There is currently no way to react to temperature peaks, since the existing temperature determination is too sluggish and too imprecise. In order to prevent the machine 1 from overheating, its temperature-sensitive machine components are often oversized. For example, if the temperatures in the rotor 6 are too high, the magnets become demagnetized and the drive device 4 is damaged, which is why in many cases it is necessary to resort to a more expensive magnetic material for the magnets.

Die Maschine 1 weist mehrere Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f auf, wobei die mehreren Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f in den beiden Maschinenabschnitten 2, 3 verteilt angeordnet sind. Die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f sind über eine drahtlose Verbindung 20, wie in 2 dargestellt, miteinander verbunden, wobei die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f ausgebildet sind, Daten, insbesondere Messsignale, berührungslos zu empfangen und/oder zu senden.The machine 1 has a plurality of transmitting and/or receiving devices 19a-f, with the plurality of transmitting and/or receiving devices 19a-f being distributed in the two machine sections 2, 3. The transmitting and / or receiving devices 19a-f are wireless Connection 20, as in 2 shown, connected to one another, with the transmitting and/or receiving devices 19a-f being designed to receive and/or transmit data, in particular measurement signals, without contact.

2 zeigt in einem stark schematisierten Blockschaltbild die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen 19a-f weisen jeweils eine Antenne 21 für die drahtlose Verbindung 20 untereinander auf. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen 19a-f sind dabei ausgebildet, die Messsignale über die drahtlose Verbindung 20 zu übertragen. Die drahtlose Verbindung 20 basiert dabei bevorzugt auf elektromagnetischen Wellen, sodass es sich bei der drahtlosen Verbindung 20 um eine Funkverbindung handelt. Bevorzugt wird das Messsignal zwischen den Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f reflektiert, so dass die Antennen 21 der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f sowohl als Sende- als auch als Empfangsantennen wirken. 2 shows the transmitting and/or receiving devices 19a-f in a highly schematic block diagram. The transmitting and/or receiving devices 19a-f each have an antenna 21 for the wireless connection 20 to one another. The transmitting and/or receiving devices 19a-f are designed to transmit the measurement signals via the wireless connection 20. The wireless connection 20 is preferably based on electromagnetic waves, so that the wireless connection 20 is a radio connection. The measurement signal is preferably reflected between the transmitting and/or receiving devices 19a-f, so that the antennas 21 of the transmitting and/or receiving devices 19a-f act both as transmitting and as receiving antennas.

Einige, mehrere oder alle der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f weisen jeweils eine Sensoreinrichtung 22 auf, wobei die Sensoreinrichtung 22 ausgebildet ist, eine physikalische Messgröße zu erfassen. Prinzipiell können die Sensoreinrichtungen 22 als Drehmoment-, Kraft- und/oder Drehzahlsensor ausgebildet sein. Bevorzugt jedoch sind die Sensoreinrichtungen 22 jeweils als ein Temperatursensor ausgebildet, um eine Temperatur in dem jeweiligen Maschinenabschnitt 2, 3 zu erfassen.Some, several or all of the transmitting and/or receiving devices 19a-f each have a sensor device 22, with the sensor device 22 being designed to detect a physical measured variable. In principle, the sensor devices 22 can be embodied as torque, force and/or speed sensors. Preferably, however, the sensor devices 22 are each designed as a temperature sensor in order to detect a temperature in the respective machine section 2, 3.

Eine der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a ist mit einer Auswerteeinheit 23 verbunden, welche ausgebildet, die von den Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f, insbesondere deren Sensoreinrichtungen 22 erfassten Messsignale auszuwerten und anwendungsspezifisch zu verarbeiten. Beispielsweise können die durch die Auswerteeinheit 23 ausgewerteten Messsignale zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebsvorrichtung 4 herangezogen werden. So kann eine optimale Systemregelung realisiert werden.One of the transmitting and/or receiving devices 19a is connected to an evaluation unit 23, which is designed to evaluate the measurement signals detected by the transmitting and/or receiving devices 19a-f, in particular their sensor devices 22, and to process them in an application-specific manner. For example, the measurement signals evaluated by the evaluation unit 23 can be used to control and/or regulate the drive device 4 . In this way, optimal system control can be implemented.

Es wird somit eine kabellose Temperatursensorik vorgeschlagen, welche besonders einfach an beliebigen, insbesondere temperaturkritischen Stellen, in die Maschine 1 integriert werden kann. Eine Herausforderung stellt dabei der Aufbau einer stabilen drahtlosen Verbindung 20 zwischen den einzelnen Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f dar, da diese nicht durch metallische Gegenstände hindurchgeleitet werden können und das Signal zudem an den Oberflächen reflektiert wird. Insbesondere bei geschlossenen Maschinen 1, wie in der 1 gezeigt, welche durch ein metallisches Gehäuse (Antriebsgehäuse 14, Getriebegehäuse 15) begrenzt werden und viele metallische Maschinenbauteile (Wellen, Zahnräder, Schaltelemente, etc.) enthalten, kommt es vermehrt zu einer starken Beeinträchtigung der Signalstärke. Des Weiteren sind die Maschinenbauteile häufig sehr kompakt in die Maschine 1 integriert, so dass kein Freiraum für die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen bzw. der Funkwellen verbleibt. Ein besonderer Fall stellt die Signalübertragung von dem einen Maschinenabschnitt 2 zum anderen Maschinenabschnitt 3 dar, wenn diese durch eine Trennwand vollständig voneinander getrennt sind. Bei Verwendung herkömmlicher Systeme muss sich das Signal den Weg durch die in der Trennwand verbauten Lagereinrichtungen 16a suchen, was die Signalintensität stark beeinflusst.A cable-free temperature sensor system is thus proposed, which can be integrated into the machine 1 particularly easily at any desired, in particular temperature-critical, locations. A challenge here is the establishment of a stable wireless connection 20 between the individual transmitting and/or receiving devices 19a-f, since these cannot be passed through metallic objects and the signal is also reflected on the surfaces. Especially with closed machines 1, as in the 1 shown, which are delimited by a metallic housing (drive housing 14, gear housing 15) and contain many metallic machine components (shafts, gears, switching elements, etc.), the signal strength is increasingly impaired. Furthermore, the machine components are often integrated into the machine 1 in a very compact manner, so that there is no free space for the propagation of the electromagnetic waves or radio waves. A special case is the signal transmission from one machine section 2 to the other machine section 3 when these are completely separated from one another by a partition. When using conventional systems, the signal has to find its way through the storage devices 16a installed in the partition wall, which has a strong influence on the signal intensity.

Wie in der 1 dargestellt, weist die Antriebswelle 8 einen hohlen Übertragungsabschnitt 24 auf, wobei eine Hauptübertragungsstrecke der drahtlosen Verbindung 20 durch den Übertragungsabschnitt 24 verläuft. Somit erfolgt eine Signalübertragung mindestens teilweise durch das innere der Antriebswelle 8. Beispielsweise ist die Antriebswelle 8 hierzu als eine Hohlwelle ausgebildet. Durch den hohlen Übertragungsabschnitt 24 kann die Signalausbreitung zwischen den einzelnen Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a-f innerhalb der Maschine 1 entscheidend verbessert werden.Like in the 1 As shown, the drive shaft 8 has a hollow transmission section 24 with a main transmission path of the wireless link 20 passing through the transmission section 24 . Thus, a signal is transmitted at least partially through the interior of the drive shaft 8. For example, the drive shaft 8 is designed as a hollow shaft for this purpose. The signal propagation between the individual transmitting and/or receiving devices 19a-f within the machine 1 can be decisively improved by the hollow transmission section 24 .

Der hohle Übertragungsabschnitt 24 weist einen axialen Hohlabschnitt 25 auf, welcher in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse A die Antriebswelle 8 durchsetzt. The hollow transmission section 24 has an axial hollow section 25 which penetrates the drive shaft 8 in the axial direction in relation to the component axis A.

Beispielsweise ist der axiale Hohlabschnitt 25 als eine koaxial zur Bauteilachse A verlaufende Durchgangsbohrung ausgebildet. Ferner weist der hohle Übertragungsabschnitt 24 mehrere radiale Hohlabschnitte 26 auf, welche in radialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse A die Antriebswelle 8 durchsetzen. Beispielsweise sind die radialen Hohlabschnitte 26 als umfangsseitig radial eingebrachte Durchgangsbohrungen ausgebildet. Dabei verbindet der axiale Hohlabschnitt 25 den ersten Maschinenabschnitt 2 mit dem zweiten Maschinenabschnitt 3 in axialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse A und die radialen Hohlabschnitte 26 den ersten oder den zweiten Maschinenabschnitt 2, 3 in radialer Richtung in Bezug auf die Bauteilachse A mit dem axialen Hohlabschnitt 25.For example, the axial hollow section 25 is designed as a through-bore running coaxially to the axis A of the component. Furthermore, the hollow transmission section 24 has a plurality of radial hollow sections 26 which penetrate the drive shaft 8 in the radial direction in relation to the component axis A. For example, the radial hollow sections 26 are designed as through-holes made radially on the peripheral side. The axial hollow section 25 connects the first machine section 2 to the second machine section 3 in the axial direction with respect to the component axis A, and the radial hollow sections 26 connect the first or the second machine section 2, 3 in the radial direction with respect to the component axis A with the axial hollow section 25.

Die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f sind dabei in der Maschine 1 verteilt angeordnet, wobei die elektromagnetischen Funkwellen zwischen den Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19a-f entlang der Hauptübertragungsstrecke nahezu unterbrechungsfrei übertragen werden können. Dabei ist eine erste Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a koaxial zu der Bauteilachse A am Wellenende der Antriebswelle 8 in dem zweiten Maschinenabschnitt 3 platziert. Die erste Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a ist dabei signaltechnisch, insbesondere über ein Kabel, mit der Auswerteeinheit 23 verbunden und bildet somit einen Knotenpunkt für die von den anderen Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19b-f übertragenen Messsignale. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit 23 an einer radialen Außenseite des Getriebegehäuses 15 angeordnet.The transmitting and/or receiving devices 19a-f are distributed in the machine 1, with the electromagnetic radio waves being able to be transmitted almost without interruption between the transmitting and/or receiving devices 19a-f along the main transmission path. A first transmitting and/or receiving device 19a is coaxial with the component axis A at the shaft end of the drive shaft 8 in the second Machine section 3 placed. The first transmitting and/or receiving device 19a is connected to the evaluation unit 23 in terms of signals, in particular via a cable, and thus forms a node for the measurement signals transmitted by the other transmitting and/or receiving devices 19b-f. For example, the evaluation unit 23 is arranged on a radial outside of the transmission housing 15 .

Eine zweite Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19b ist an dem Rotor 6, eine dritte Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19c an dem Stator 7, eine vierte Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19d an der Lagereinrichtung 16a, eine fünfte Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19e an dem ersten Getrieberadsatz 18, insbesondere an einem der Planetenräder oder Bolzen der Planetenräder, und eine sechste Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19f an dem zweiten Getrieberadsatz 19, insbesondere an einem der Stirnräder oder Bolzen der Stirnräder, angeordnet. Dabei erfassen die Sensoreinrichtungen 22 der jeweiligen Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19b-f eine Temperatur an dem jeweils angeordneten Maschinenbauteil.A second transmitting and/or receiving device 19b is on the rotor 6, a third transmitting and/or receiving device 19c on the stator 7, a fourth transmitting and/or receiving device 19d on the bearing device 16a, a fifth transmitting and/or Receiving device 19e on the first gear wheel set 18, in particular on one of the planetary gears or bolts of the planetary gears, and a sixth transmitting and/or receiving device 19f on the second gear wheel set 19, in particular on one of the spur gears or bolts of the spur gears. The sensor devices 22 of the respective transmitting and/or receiving device 19b-f record a temperature on the respectively arranged machine component.

Ein besonderer Vorteil liegt dabei in der Ermittlung der Rotortemperatur des Rotors 6, wobei die Temperatur mittels der kabellosen Temperaturerfassung durch die Sensoreinrichtung 22 der zweiten Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19b direkt an den Magneten des Rotors 6 gemessen werden kann, sodass die maximale Temperatur der Antriebsvorrichtung 4 exakt angesteuert werden kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Temperatur von temperaturkritischen Getriebebauteilen, wie die Lagereinrichtungen 16a, b sowie der Getrieberadsätze 17, 18, mittels der Sensoreinrichtungen 23 der Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19d-f zu überwachen und diese bedarfsgerecht zu kühlen. Dies verringert den Ölbedarf und damit auch die Planschverluste bzw. das Schleppmoment der Getriebevorrichtung 3.A particular advantage is the determination of the rotor temperature of the rotor 6, whereby the temperature can be measured directly on the magnets of the rotor 6 by means of the wireless temperature detection by the sensor device 22 of the second transmitting and/or receiving device 19b, so that the maximum temperature of the Drive device 4 can be controlled exactly. There is also the possibility of monitoring the temperature of temperature-critical transmission components, such as the bearing devices 16a, b and the gear wheel sets 17, 18, by means of the sensor devices 23 of the transmitting and/or receiving devices 19d-f and cooling them as required. This reduces the oil requirement and thus also the churning losses or the drag torque of the transmission device 3.

Durch den hohlen Übertragungsabschnitt 24 kann das Signal der ersten Sende- und/oder Empfangsvorrichtung 19a durch den Innendurchmesser der Antriebswelle 8 innerhalb des ersten und des zweiten Maschinenabschnitts 2, 3 bzw. von dem einen Maschinenabschnitt 2 in den anderen Maschinenabschnitt 3 übertragen werden, so dass das Signal durch den Welleninnendurchmesser verläuft und über den axialen Hohlabschnitt 25 sowie die radialen Hohlabschnitte 26 unmittelbar benachbart zu den anderen Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen 19b-f austreten kann und von deren Antennen 21 erfasst bzw. wieder zurück reflektiert werden kann. Somit wird eine drahtlose Verbindung 20 zwischen den räumlich voneinander getrennten Maschinenabschnitte 2, 3 ermöglicht, deren Signalausbreitung, Signalreichweite und Signalintensität deutlich verbessert ist. Des Weiteren sind für die Signalübertragung weniger Antennen notwendig, sodass eine kostengünstige und kompakte Umsetzung realisiert werden kann.Through the hollow transmission section 24, the signal of the first transmitting and/or receiving device 19a can be transmitted through the inner diameter of the drive shaft 8 within the first and the second machine section 2, 3 or from one machine section 2 to the other machine section 3, so that the signal runs through the inner diameter of the shaft and can exit via the axial hollow section 25 and the radial hollow sections 26 immediately adjacent to the other transmitting and/or receiving devices 19b-f and can be detected by their antennas 21 or reflected back again. Thus, a wireless connection 20 between the spatially separated machine sections 2, 3 is made possible, the signal propagation, signal range and signal intensity is significantly improved. Furthermore, fewer antennas are required for signal transmission, so that a cost-effective and compact implementation can be implemented.

BezugszeichenlisteReference List

11: Maschinemachine
22: erster Maschinenabschnittfirst machine section
33: zweiter Maschinenabschnittsecond machine section
44: Antriebsvorrichtungdrive device
55: Getriebevorrichtunggear device
66: Rotorrotor
77: Statorstator
88th: Antriebswelledrive shaft
99: erstes Übersetzungsgetriebefirst transmission gear
1010: zweites Übersetzungsgetriebesecond transmission gear
1111: Synchronisierungseinrichtungsynchronization device
1212: Verteilergetriebetransfer case
13a, b13a, b: Abtriebswellenoutput shafts
1414: Antriebsgehäusedrive housing
1515: Getriebegehäusegear case
16a, b16a, b: Lagereinrichtungenstorage facilities
1717: erster Getrieberadsatzfirst gear set
1818: zweiter Getrieberadsatzsecond gear set
19a-f19a-f: Sende- und/oder EmpfangsvorrichtungenTransmitting and/or receiving devices
2020: drahtlose Verbindungwireless connection
2121: Antennenantennas
2222: Sensoreinrichtungensensor devices
2323: Auswerteeinheitevaluation unit
2424: Übertragungsabschnitttransmission section
2525: axialer Hohlabschnittaxial hollow section
2626: radiale Hohlabschnitteradial hollow sections
AA: Bauteilachsecomponent axis

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

CN 109687805A [0003]
CN109515207A [0004]
US 9834114 B2 [0005]

Claims

Machine (1) with at least a first and a second machine section (2, 3), with at least one machine component (8), the machine component (8) being arranged at least in sections in the first and/or the second machine section (2, 3). , With at least two transmitting and/or receiving devices (19a-f) for transmitting and/or receiving data, one transmitting and/or receiving device (19a-f) in the first machine section (2) and the other transmitting - and/or receiving device (19a-f) is arranged in the second machine section (3), the transmitting and/or receiving devices (19a-f) being connected to one another via a wireless connection (20), characterized in that the Machine component (8) has a transmission section (24) that is hollow at least in sections, with a main transmission path of the wireless connection (20) running through the hollow transmission section (24).

machine (1) after claim 1 , characterized in that the transmission section (24) is formed by at least one axial hollow section (25), the axial hollow section (25) passing through the machine component (8) at least in sections in the axial direction in relation to a component axis (A) and/or connects the first and the second machine section (2, 3) to one another in the axial direction.

machine (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the transmission section (23) is formed by at least one radial hollow section (26), the radial hollow section (26) passing through the machine component at least in sections in the radial direction in relation to the component axis (A) and/or the first or connects the second machine section (2, 3) in the radial direction to the axial hollow section (25).

Machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the machine component (8) is designed as a shaft.

Machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the transmitting and/or receiving devices (19a-f) is arranged in the immediate vicinity of the transmission section (24) and/or at least in sections in the hollow transmission section (24). is.

Machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the transmitting and / or receiving devices (19a-f) has a sensor device (22) for detecting at least one physical measured variable of the machine (1), the at least one Measured variable can be transmitted via the wireless connection (20).

machine (1) after claim 6 , characterized in that the sensor device (22) is designed as a temperature sensor for detecting a temperature in the machine (1).

Machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and/or receiving devices (19a-f) are designed to transmit the data as an electromagnetic radio signal via the wireless connection (20).

Machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the machine (1) has a drive device (4), the machine component (8) being designed as a drive component, and/or that the machine (1) has a transmission device ( 5), wherein the machine component (8) is designed as a transmission component.