DE10306641A1

DE10306641A1 - Sensor

Info

Publication number: DE10306641A1
Application number: DE10306641A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Bader; Hubert Dipl.-Ing. Remmlinger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Sensor (56) zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines Bauteils mit einem Signalaufnehmer (54) und einem Signalgeber (62), wobei der eine Signalgeber (62) geometrisch derart geformt ist, dass ein Signal der Drehzahl und ein Signal der axialen Verstellung des einen Signalgebers (62) von dem einen Signalaufnehmer (54) erfassbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Erfassung von Parametern an Bauteilen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Zur Erfassung von Parametern von Bauteilen insbesondere an Fahrzeugen sind eine Reihe von Sensoren bekannt geworden. In Fahrzeugen liefert insbesondere die Erfassung von Wegstrecken und von Drehzahlen wichtige Erkenntnisse und Daten zur Auswertung von aktuellen Zuständen des Fahrzeugs und zur Einleitung von Maßnahmen an elektronischen Stelleinrichtungen im Fahrzeug. Zu diesen Stelleinrichtungen sind insbesondere Getriebesteller und Kupplungssteller zu rechnen.
Ein Kupplungssteller mit einem Wegsensor ist beispielgebend aus der DE 197 25 302 A1 bekannt geworden, der zur Erfassung des von einem Kolben in einem Zylinder der Stelleinrichtung zurückgelegten Weges und damit des Öffnungsgrades der Kupplung vorgesehen ist.
Soll außer der Erkenntnis des Parameters des Verstellweges der Kupplung auch die Drehzahl der Kupplung, die im wesentlichen gleichbedeutend ist mit der Eingangswellendrehzahl des nachfolgenden Getriebes, erfasst werden, so wird beispielgebend in der DE 198 26 068 A1 die Anordnung von zwei separaten Sensoren vorgeschlagen, von denen ein Sensor die axiale Verstellung der Kupplung erfasst, während der andere Sensor die Drehzahl der Kupplung misst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drehzahl und axiale Verstellung an Bauteilen zu erfassen und dabei den benötigten Aufwand der Sensorik zu verringern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sensor mit den Merkmalen von Anspruch 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist in einem Sensor zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines Bauteils mit einem einzigen Signalaufnehmer und einem einzigen Signalgeber der Signalgeber geometrisch derart geformt ist, dass ein Signal der Drehzahl und ein Signal der axialen Verstellung des Signalgebers von dem Signalaufnehmer erfassbar ist. Dazu weist der Signalgeber vorzugsweise eine konische Formgebung auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Höhe des Konus wenigstens der Länge der axialen Verstellung. Eine vorteilhafte Ausbildung weist auf dem Signalgeber Segmente auf, die vom Signalaufnehmer erkannt werden. Vorzugsweise ist als Signalaufnehmer jeder Signalaufnehmer anwendbar, der einerseits Segmente auf dem Signalgeber diskret unterscheiden kann zur Bildung einer Information über die Drehzahl des Signalgebers und der andererseits den Abstand des Signalaufnehmers zum Signalgeber erfassen kann zur Bildung einer Information über die axiale Verstellung des Signalgebers. Vorzugsweise weist der Signalgeber konisch geformte Stege auf, deren Anzahl zur Bildung des Signals der Drehzahl von dem Signalaufnehmer erfassbar ist und deren konische Formgebung Impulse des Signalaufnehmers reflektiert, deren Längenänderung zur Bildung des Signals der axialen Verstellung des Signalgebers von dem Signalaufnehmer erfassbar ist.

Erfindungsgemäß weist eine Reibungskupplung in einem Fahrzeug eine Erfassung der Drehzahl der Reibungskupplung und die Erfassung der axialen Verstellung der Reibungskupplung auf, wobei die Erfassung von Drehzahl und axialer Verstellung in einem Sensor zusammengefasst ist, der einen einzigen Signalgeber und einen einzigen Signalaufnehmer aufweist.

Die Verwendung eines Sensors mit den Merkmalen nach der Erfindung findet sich vorteilhafterweise bis einem Bauteil eines Fahrzeugs, das einer Drehung und einer axialen Verstellung ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist die Verwendung bei einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges zur Bildung von Informationen über Verstellung und Drehzahl der Reibungskupplung vorzusehen.

Bei der Verwendung des Sensors an einer Fahrzeugreibungskupplung, insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem automatisierten Getriebe, dessen Reibungskupplung ebenfalls automatisiert ist, werden die Informationssignale, die vom Signalaufnehmer erfasst werden, der Getriebeelektronik des Fahrzeugs zugeführt, die auch die Steuerung der Reibungskupplung übernimmt und die ein Öffnen und Schließen der Reibungskupplung bedarfsgerecht vornimmt.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 die schematische Schnittdarstellung eines Sensors nach der Erfindung und
2 einen Sensor an einer Fahrzeugreibungskupplung.
Die 1 zeigt in einem Schnitt einen Signalaufnehmer 54 eines Sensors 56, der durch eine Öffnung 58 in einem Rahmen 60 hindurch auf einen Signalgeber 62 gerichtet ist. Der Signalgeber ist konusförmig ausgebildet und bewegt sich axial entlang der Achse 64 entlang des Signalaufnehmers 54. Die Höhe des Konus des Signalgebers 62 und die Größe der Öffnung 58 müssen zumindest so bemessen sein, dass der gesamte axiale Verstellweg des Signalgebers 62 vom Signalaufnehmer 54 erfasst werden kann. Der Signalgeber 62 dreht sich um eine Rotationsachse 66. Die Umdrehungszahlen des Signalgebers 62 werden vom Signalaufnehmer 54 ebenfalls erfasst.
Dazu weist nach der 1 der Signalgeber 62 konische Stege 72 auf, die bei ihrer Rotation vom Signalaufnehmer 54 erkannt und gezählt werden können. Der Signalaufnehmer 54 wertet darüber hinaus die Länge der Impulse aus, die an den Stegen 72 reflektiert werden. Die Veränderung der Impulslängen, hervorgerufen durch die konische Formgebung der Stege 72, ist ein Maß für die axiale Bewegung des Signalgebers 62 entlang der Achse 64.
Nach 2 ist in einer Kupplungsglocke 2 eines Fahrzeuggetriebes 4 eine Reibungskupplung 6 angeordnet. Von der Reibungskupplung 6 sind hier die Kupplungsscheibe 8 mit einer Schraubenfeder 10 als Dämpfungselement und die Druckplatte 12 gezeigt. Die Kupplungsscheibe 8 ist mit der Eingangswelle 16 des Getriebes 4 drehfest verbunden. Die Druckplatte 12 wird von einer Membranfeder 14 unter einer ständigen Vorspannung gehalten und drückt dadurch die Kupplungsscheibe 8 gegen das hier nicht gezeigte Schwungrad, das permanent mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Dabei stützt sich die Membranfeder 14 am Gehäuse 18 der Reibungs kupplung 6 ab. Ein Teil des Gehäuses 18 wird von einem Zylinder 20 gebildet, dessen Zylinderwandungen parallel zur Eingangswelle 16 ausgebildet sind. Innerhalb des Zylinders 20 ist ein Kolben 22 dichtend angeordnet, der axial entlang der Rotationsachse 24 der Kupplung verschoben werden kann. Die axiale Bewegungsfreiheit des Kolbens 22 wird einerseits von dem Zylinderboden 26 und andererseits von einem Anschlagring 28 begrenzt. Mit dem Kolben 22 sind Stangen 30 verbunden, von denen hier nur eine gezeigt ist, von denen sich aber mehrere über den Umfang der Reibungskupplung 6 verteilen. Die Stange 30 ist im Gehäuse 18 dichtend und entlang der Achse 24 axial beweglich gelagert. Die Stange 30 und der Kolben 22 sind über einen Anschlagring 32 derart miteinander verbunden, dass Kolben 22 und Stange 30 sich gegenseitig in ihrer axialen Bewegung mitnehmen. Das dem Kolben 22 gegenüberliegende Ende der Stange 30 wirkt mit der Membranfeder 14 zusammen. Dazu ist die Kontur des Stangenendes so geformt, dass die lineare Bewegung der Stange 30 und die auf einem Kreisbogen ablaufenden Bewegung der Membranfeder 14 aufeinander angepasst sind. Zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinderboden 26 ist eine Spiralfeder 34 angeordnet, die den Kolben 22 vom Zylinderboden 26 wegdrückt und in seine Ruheposition im nicht betätigten Zustand zwingt. Eine Zylinderwand 36 des Zylinders 20 weist einen Durchlass 38 auf, dessen eines Ende in den Raum zwischen Zylinderboden 26 und Kolben 22 mündet. Das andere Ende des Durchlasses 38 in der Zylinderwand 36 reicht bis zu einem Gehäusevorsprung 40 des Getriebes 4. Dort mündet das Ende des Durchlasses 38 zwischen zwei Dichtungen 42 und 44 in eine Verbindungsleitung 46 im Gehäuse des Getriebes 4. Durch diese Verbindungsleitung 46 wird das Betätigungsmittel der Betätigungsvorrichtung von einem Vorratsbehälter 52 aus zugeführt. An der Reibungskupplung 6 ist der Sensor 56 angebaut. Der Signalaufnehmer 54 ist stationär und gehäusefest in der Kupplungsglocke 2 montiert und steht über eine Leitung 68 mit der Getriebesteuerung 70 in Verbindung. Der Signalgeber 62 ist direkt an den Kolben 22 angeschlossen bzw. ist mit diesem einstückig ausgebildet.
Bei einer Betätigung der Reibungskupplung 6 wird nun von der Getriebesteuerung 70 veranlasst über Ventile Betätigungsmittel aus dem Vorratsbehälter 52 durch die Verbindungsleitung 46 in den Raum zwischen Zylinderboden 26 und Kolben 22 gebracht. Dadurch wird der Kolben 22 in der Zeichnungsebene nach rechts bewegt und zieht über die Stange 30 die Membranfeder 14 ebenfalls nach rechts, wodurch die Reibungskupplung 6 geöffnet wird. Zum Schließen der Kupplung wird der Druck des Betätigungsmittels reduziert und die Membranfeder 14 drängt wieder in ihre Ausgangslage zurück. Dadurch wird über die Stange 30 der Kolben 22 wieder nach links geführt. Durch die Wirkung der Spiralfeder 34 in Richtung nach rechts kann der Kolben 22 und die Stange 30 sich auch nicht weiter nach links bewegen, als sie durch die Membranfeder 14 gedrückt werden, somit behalten beide die Ruheposition der Membranfeder 14.

2: Kupplungsglocke
4: Fahrzeuggetriebe
6: Reibungskupplung
8: Kupplungsscheibe
10: Schraubenfeder
12: Druckplatte
14: Membranfeder
16: Eingangswelle
18: Gehäuse
20: Zylinder
22: Kolben
24: Rotationsachse
26: Zylinderboden
28: Anschlagring
30: Stange
32: Anschlagring
34: Spiralfeder
36: Zylinderwand
38: Durchlass
40: Gehäusevorsprung
42: Dichtung
44: Dichtung
46: Verbindungsleitung
52: Vorratsbehälter
54: Signalaufnehmer
56: Sensor
58: Öffnung
60: Rahmen
62: Signalgeber
64: Achse
66: Rotationsachse
68: Leitung
70: Steuerung
72: Stege

Claims

Sensor (56) zur Erfassung wenigstens eines Parameters eines Bauteils mit einem Signalaufnehmer (54) und einem Signalgeber (62), dadurch gekennzeich net, dass der eine Signalgeber (62) geometrisch derart geformt ist, dass ein Signal der Drehzahl und ein Signal der axialen Verstellung des einen Signalgebers (62) von dem einen Signalaufnehmer (54) erfassbar ist.
Sensor (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Signalgeber (62) eine konische Formgebung aufweist.
Sensor (56) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Konus wenigstens der Länge der axialen Verstellung des Signalgebers (62) entspricht.
Sensor (56) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Signalaufnehmer (62) jeder Signalaufnehmer anwendbar ist, der einerseits eine Information über die Drehzahl des Signalgebers (62) und der andererseits eine Information über die axiale Verstellung des Signalgebers (62) bildet.
Sensor (56) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (62) konisch geformte Stege (72) aufweist, deren Anzahl zur Bildung des Signals der Drehzahl von dem Signalaufnehmer (54) erfassbar ist und deren konische Formgebung Impulse des Signalaufnehmers (54) reflektiert, deren Längenände rung zur Bildung des Signals der axialen Verstellung des Signalgebers von dem Signalaufnehmer (54) erfassbar ist.
Reibungskupplung (6) in einem Fahrzeug mit einer Erfassung der Drehzahl der Reibungskupplung (6) und mit einer Erfassung der axialen Verstellung an der Reibungskupplung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Drehzahl und axialer Verstellung in einem Sensor (56) zusammengefasst ist, der einen einzigen Signalgeber (62) und einen einzigen Signalaufnehmer (54) aufweist.
Verwendung eines Sensors (56) mit den Merkmalen nach den Ansprüchen 1 bis 5 bei einem einer Drehung und einer axialen Verstellung ausgesetzten Bauteil (6) eines Fahrzeugs.
Verwendung nach Anspruch 7 bei einer automatisierten Reibungskupplung (6) eines Fahrzeuges zur Bildung von Informationen über Verstellung und Drehzahl der Reibungskupplung (6).