DE112015004110T5

DE112015004110T5 - Kupplung mit integriertem temperatursensor

Info

Publication number: DE112015004110T5
Application number: DE112015004110.9T
Authority: DE
Inventors: Mark R. Buchanan
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-06-14
Also published as: WO2016057263A1; CN106715948A; US20180231065A1; US10352375B2

Abstract

Bereitgestellt werden ein Temperaturüberwachungssystem und ein Verfahren für dessen Einsatz, die die Freiheit einer direkten Temperaturbestimmung von einer Reibplatte (oft auch als Scheibe bezeichnet) oder einer Reibungskupplungstrennplatte in einem Reibungskupplungssatz bieten. Das Temperaturüberwachungssystem umfasst einen Temperatursensor, der an der Reibscheibe oder Reibungstrennplatte platziert wird. Eine Induktionsspule wird an jener Reibscheibe oder Reibungstrennplatte platziert, die auch die Platzierung für den Temperatursensor vorsieht. Ein Magnet wird vorgesehen, um ein Magnetfeld für die Induktionsspule bereitzustellen, um Strom zur Versorgung des Temperatursensors zu erzeugen. Auch eine Antenne kann vorgesehen werden, die es erlaubt, die elektronischen Temperaturdaten an einen entfernten Empfänger zu übertragen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Temperatursensoren für Kupplungen. Insbesondere liegt die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Temperatursensoren für Kupplungen, die nützlich in Automobilanwendungen für Automatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und Verteilergetriebe sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Einer der Hauptfaktoren, die den Betrieb, die Haltbarkeit und Leistung von Kupplungen betreffen, ist die Kupplungstemperatur. Um die Kupplungstemperatur zu bestimmen, wird in der Regel die Temperatur des Schmiermittels, das in der Kupplung eingesetzt wird, bestimmt, und eine Berechnung vorgenommen. Es wäre wünschenswert, die Kupplungstemperatur direkt von einem Sensor zu kennen, der entweder mit einer Reibscheibe oder einer Reibplatte eines Reibungskupplungssatzes in Eingriff steht. Die Kupplungstemperatur zu kennen wäre nützlich, um ein Rattern der Kupplung bzw. deren Haltbarkeit vorherzusagen oder um eine optimale Kühlstrategie einsetzen zu können. Die optimale Kühlungsstrategie kann Drehverluste durch Verringern des Schmiermittelflusses für den Reibungskupplungssatz reduzieren. Darüber hinaus kann das Rutschen der Kupplung verwendet werden, um ein Automatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe oder Verteilergetriebe für eine bessere Effizienz beim ersten Start eines Fahrzeugs aufzuwärmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die obigen und weitere Wünsche zu manifestieren, wird eine Offenbarung der vorliegenden Erfindung vorgelegt. In einer bevorzugten Ausführungsform legt die vorliegende Erfindung ein Temperaturüberwachungssystem dar, das die Freiheit einer direkten Temperaturbestimmung von einer Reibplatte (oft auch als Scheibe bezeichnet) einer Reibungskupplungs-Trennplatte bietet. In einer von vielen bevorzugten Ausführungsformen legt die vorliegende Erfindung ein Temperaturüberwachungssystem dar, bei dem der Temperatursensor an einer der Reibscheiben oder einer der Kupplungstrennplatten platziert ist. Eine Induktionsspule wird an jener Reibscheibe oder Reibplatte platziert, die auch die Platzierung für den Temperatursensor bereitstellt. Auch ein Magnet wird vorgesehen, um ein Magnetfeld für die Induktionsspule bereitzustellen, um einen Strom zur Versorgung des Temperatursensors zu erzeugen. Auch eine Antenne kann vorgesehen werden, die es erlaubt, die elektronischen Temperaturdaten an einen entfernten Empfänger zu übertragen. Andere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden durch die im Folgenden gegebene detaillierte Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung sowie die spezifischen Beispiele, auch wenn sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, rein dem Zweck der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden, in denen:
1 ist eine Frontalansicht eines Temperaturüberwachungssystems für eine Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Temperatursensor in eine Reibungstrennplatte eingebettet ist;
2 ist eine Frontalansicht eines Temperaturüberwachungssystems für eine Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nach einer alternativen Ausführungsform zu jener, die in 1 gezeigt ist, wobei der Temperatursensor in eine Reibscheibe eingebettet ist; und
3 ist eine schematische Ansicht eines Temperaturüberwachungssystems für eine Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Elektronik für einen Temperatursensor von der Reibscheibe entfernt positioniert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) erfolgt rein beispielhaft und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Einsatzmöglichkeiten beschränken.
1 veranschaulicht eine Reibungstrenn- oder Grundplatte, die das Temperaturüberwachungssystem für eine Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt. Die Reibungstrennplatte 10 ist ringförmig und weist an ihrem Innendurchmesser eine Reihe von Zahnrad- oder Keilzähnen 12 zum Eingriff mit einer Welle (nicht dargestellt) auf. In der Regel ist die Reibungstrennplatte aus einem Metallmaterial hergestellt, etwa einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. In die Reibungstrennplatte ist ein Temperatursensor 14 eingebettet. Der Temperatursensor ist in der Regel innerhalb eines Ausschnitts 16 der Reibungstrennplatte 10 positioniert, so dass er nicht in direktem physischen Kontakt mit einer Reibscheibe steht, die seitlich mit der Reibungstrennplatte in Eingriff steht. In der Regel ist die Reibungstrennplatte 10 in der Lage, axial an einer Welle zu gleiten, mit der sie drehend in Eingriff steht. Der Sensor 14 ist in der Regel ein Widerstandstemperaturerfassungselement oder ein Thermistor. Der Sensor 14 ist elektrisch mit unterstützender Elektronik 18 verbunden. Über die Leitung 20 ist der Sensor 14 mit einer Induktionsspule 22 verbunden. Die Induktionsspule 22 ist innerhalb einer Nut positioniert, die in der Reibungstrennplatte 10 vorgesehen ist, um nicht mit der Reibscheibe in Kontakt zu stehen, die mit der Reibungstrennplatte in Passung ist.
Um ein Magnetfeld für die Induktionsspule 22 bereitzustellen ist ein Magnet 24 vorgesehen. Dementsprechend verursacht eine relative Drehung der Reibungstrennplatte 10 in Bezug auf den Magnet 24 die Induktion eines Stroms innerhalb der Induktionsspule 22. Der Strom von der Induktionsspule 22 wird über Leitung 20 eingesetzt, um den Sensor 14 zu versorgen. Eine Antenne 28 ist mit der Elektronik 18 des Temperatursensorsystems verbunden. Die Antenne 28 überträgt die Temperaturdaten an ein Steuergerät (nicht dargestellt).
Unter Bezugnahme auf 2 ist auch eine Reibplatte 50 vorgesehen. Die Reibplatte 50 weist einen Reibbelag 52 auf, der in der Regel aus einem, Papier- oder Keramikmaterial besteht, das mit einer Grundplatte 54, in der Regel auf beiden Seiten, verklebt oder verschraubt ist. Die Grundplatte weist zusammen mit ihrem äußeren Umfang einen Satz von Zahnrad- oder Keilzähnen 56 zur Verbindung mit einer Welle, Trommel oder einem Gehäuse (nicht dargestellt) des Kupplungsmechanismus auf. In der in 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist die Reibplatte einen Ausschnitt 16 auf, um das Einsetzen eines Temperatursensors 14 und der dazugehörigen Elektronik 18 zu erlauben. In ähnlicher Weise wie die Reibungstrennplatte weist die Reibplatte 50 eine Antenne 28 und eine Induktionsspule 22 auf. Die Induktionsspule 22 wird durch einen Permanentmagnet 24 mit Leistung versorgt, der in der Regel an einem feststehenden Teil des Kupplungsmechanismus befestigt ist.
In 3 ist schematisch ein Kupplungsgehäuse 70 mit einem Reibungspaketelement 72 gezeigt. Die Reibungspaketelemente 72 sind mit dem drehenden Kupplungsgehäuse 70 durch Keilzähne verbunden. Mit dem Kupplungsgehäuse 70 ist auch die Elektronik 76 zusammen mit der zugehörigen Antenne 78 verbunden. Die Elektronik 76 ist mit einem Sensor fernverbunden, der in einen der Reibbeläge 82 eingebettet ist. Ein weiterer getrennter Reibbelag 83 bettet auch eine Induktionsspule ein, die durch Bewegung innerhalb eines durch einen Permanentmagnet 86 bereitgestellten Magnetfelds erregt wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhafter Natur, und somit werden auch Variationen, die vom Prinzip der Erfindung nicht abweichen, als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet. Solche Variationen werden nicht als Abweichungen vom Geist und Umfang der Erfindung betrachtet.

Claims

Temperaturüberwachungssystem für eine Kupplungsvorrichtung, wobei das System umfasst: eine Reibscheibe; eine Reibungstrennplatte für den selektiven Eingriff mit der Reibscheibe; einen Temperatursensor zur Platzierung entweder an der Reibscheibe oder der Reibplatte; eine Induktionsspule zur Platzierung entweder an der Reibscheibe oder der Reibungstrennplatte; und einen Magnet, um ein Magnetfeld für die Induktionsspule bereitzustellen, um der Spule zu ermöglichen, den Temperatursensor mit Leistung zu versorgen.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor in die Reibscheibe eingebettet ist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor in die Reibungstrennplatte eingebettet ist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor elektrisch mit einer Antenne verbunden ist, die eine in Bezug auf den Temperatursensor feststehende Position aufweist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei die Antenne an der Reibscheibe oder der Reibungstrennplatte positioniert ist, an der auch der Temperatursensor platziert ist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor ein Widerstandstemperaturerfassungselement ist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor ein Thermistor ist.
Temperaturüberwachungssystem für eine Kupplungsvorrichtung, wobei das System umfasst: eine Reibscheibe; eine Reibungstrennplatte für den selektiven Eingriff mit der Reibscheibe; einen Temperatursensor, der entweder in die Reibscheibe oder in die Reibplatte eingebettet ist; eine Induktionsspule zur Platzierung entweder an der Reibscheibe oder der Reibungstrennplatte, in die auch der Temperatursensor eingebettet ist; eine Antenne, die an der Reibscheibe oder der Reibungstrennplatte, in die der Temperatursensor eingebettet ist, positioniert und elektrisch mit dem Temperatursensor verbunden ist; und einen Magnet, um ein Magnetfeld für die Induktionsspule bereitzustellen, um der Spule zu ermöglichen, den Temperatursensor mit Leistung zu versorgen.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der folgenden oder vorhergehenden Ansprüche, wobei elektronische Komponenten zur Verarbeitung der elektrischen Signale von dem Temperatursensor von der Reibscheibe oder der Trennplatte, an der der Temperatursensor platziert ist, entfernt positioniert sind.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei eine Elektronik zur Verarbeitung der elektrischen Erfassungen, die von dem Sensor geliefert werden, vorgesehen sind, und wobei die Elektronik sich an derselben Reibscheibe oder Trennplatte befindet, an der auch der Temperatursensor positioniert ist.
Temperaturüberwachungssystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden oder folgenden Ansprüche, wobei die Reibscheibe oder Reibungstrennplatte, an der der Temperatursensor sich befindet, von der Reibscheibe oder Reibungstrennplatte getrennt ist, an der sich die Induktionsspule befindet.
Verfahren zur Überwachung der Temperatur für eine Kupplungsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Reibscheibe; Bereitstellen einer Reibungstrennplatte für den selektiven Eingriff mit der Reibscheibe; Platzieren eines Temperatursensors an einer der Reibscheiben und der Reibplatte; Bereitstellen einer Induktionsspule zur Platzierung entweder an der Reibscheibe oder der Reibungstrennplatte; und Bereitstellen eines Magnets zur Bereitstellung eines Magnetfelds für die Induktionsspule, um der Induktionsspule zu ermöglichen, den Temperatursensor mit Leistung zu versorgen.