DE3640360A1 - Vorrichtung zum messen der drehzahl einer differential-achse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse und insbesondere die Anordnung und Unterbringung einer solchen Meßvorrichtung innerhalb eines Differential-Achsensystems, insbesondere mit Bezug auf dessen Differentialgehäuse.

Es sind Systeme bekannt, die Drehzahl-Meßvorrichtungen haben, die in einem Differentialgehäuse für Antriebsachsen untergebracht sind. Die meisten verwenden eine Anordnung am Flansch des Zahnkranzes des Differentialgetriebes oder sie sind direkt an einem Lagerzapfen be­ festigt, der vom Zahnkranz ausgeht und integral mit diesem ausge­ bildet ist. Beide Ausdührungen haben Nachteile. Ein Hauptnachteil ist die Wärmeentwicklung, die durch das verzahnte Element erzeugt wird, welches in dem im Gehäuse umgewälzten Öl rotiert. Ein weiterer Nachteil liegt in der Verwendung von Zahnringen, die mit einem Auf­ nehmerelement zusammenwirken, wodurch zusätzliche Teile und Werk­ zeuge erforderlich sind und auch Lagerprobleme für diese zusätzlichen Teile entstehen. Wenn diese Drehzahlmeßgeräte an den Zahnkränzen angebracht sind, können ferner die Toleranzen beeinflußt werden durch Biegeverformungen des Zahnkranzes bei unterschiedlichen dynamischen Belastungen.

Die Erfindung sucht dies zu vermeiden. Bei ihr ist die Drehzahlmeß­ vorrichtung mindestens weniger dem herumspritzenden Öl ausgesetzt. Es sind keine zusätzlichen Zahnringe und damit auch keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich, womit auch die Probleme des Raumbedarfs weg­ fallen oder jedenfalls geringer sind.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat eine Mehrzahl von Zähnen, die integral in dem Endabschnitt eines Differentialgehäuses, das einen kleinen Durchmesser hat, ausgebildet sind. Die Zähne sind in gleich­ mäßigen Abständen in diesem Endabschnitt angeordnet, der dem Ende des Gehäuses gegenüberliegt, in welchem der Zahnkranz liegt. Ein stationäres elektronisches Aufnahmeelement erstreckt sich auf die Zähne zu und hat von diesen einen Abstand üblicher Abmessungen. Das Aufnahmeelement erstreckt sich von einer Deckplatte am Differentialgehäuse aus und ist an dieser befestigt, so daß es leicht zugänglich ist.

Vorzugsweise sind die Zähne integral in dem Endabschnitt des Gehäuses angegossen und symmetrisch bezüglich der Achse des Gehäuses bearbeitet.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt ein Differential zeigt mit einer Drehzahlmeßvorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt eines Differentialgehäuses nach der Er­ findung, wie es in Fig. 1 enthalten ist.

Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht des Differentialgehäuses nach Fig. 2 längs der Linien 3-3 von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Differential 10 mit einem äußeren Gehäuse oder Träger 12. Der Träger stützt drehbar ein Gehäuse 14 ab mittels einem Paar axial verlaufender Lagerzapfen 15, die integral mit dem Gehäuse ausgebildet und in einem Paar ringförmiger Lager 16 angeordnet sind.

Ein Antriebsritzel 18 steht in ständigem Eingriff mit einem Zahnkranz 20, der an einen Flansch 22 (Fig. 2 und 3) angeschraubt ist. Der Flansch 22 hat Schraubenlöcher 23, um den Zahnkranz anschrauben zu können. Durch eine Drehung des Antriebsritzels 18, das von einem nicht-gezeigten An­ triebsmotor oder dergleichen angetrieben wird, wird das Gehäuse 14 über den Flansch 22 gedreht, der ebenfalls ein integraler Teil des Gehäuses 14 ist.

In dem Gehäuse 14 ist eine Differential- oder Querwelle 24 untergebracht, die ein Paar drehbarer Differentialritzel 26 trägt zum Eingriff mit einem Paar Differentialräder 28. Die Zahnräder 28 sitzen ihrerseits z.B. mittels Keilverzahnung auf einer linken und einer rechten Halb­ welle 30 (von denen nur die rechte dargestellt ist) und es wird in üblicher Weise die Differentialwirkung erreicht. Es kann eine Kupplungspackung 32 verwendet werden, um das Schlupfverhalten des Differentials zu begrenzen, wie an sich bekannt.

Eine Deckplatte 34 ist für den äußeren Träger 12 vorgesehen und an diesem mittels einer Mehrzahl von mit Gewinde versehenen Augen 35 befestigt, von denen nur eines gezeigt ist. Die Deckplatte 34 hat Kühlrippen 36 zur Kühlung des Differentials. Vorzugsweise sind die Halbwellen 30 drehbar im Träger 12 mittels Lagern 38 (von denen nur das rechte gezeigt ist) gelagert, die auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 12 angeordnet sind. Das Gehäuse 14 dreht sich um die Achse a-a (Fig. 2), die zusammenfällt mit den Drehachsen der Halb­ wellen (nicht gezeigt).

Die Erfindung betrifft eine besondere Anordnung eines elektronischen Drehzahl-Meßgerätes oder Meßwandlers 40, wie in Fig. 1 dargestellt. Der Wandler 40 hat einen Sensor 42, von dem aus ein Aufnehmer 44 aus­ geht. Der Aufnehmer wird in einer Position benachbart zu dem drehbaren Gehäuse 14 fest gehalten.

Wie Fig. 2 zeigt, hat das Gehäuse 14 einen Endabschnitt 50 mit kleinerem Durchmesser, der symmetrisch bezüglich des Flansches 22 angeordnet ist, jedoch am entgegengesetzten Ende des Gehäuses relativ zu dem Flansch liegt. Der Endabschnitt 50 hat eine Vielzahl von Aufnehmerzähnen 52, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, die ein übliches Mittel für die elektronische Aufnahme und Messung von Winkelgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen von Wellen, Zahnräder und dgl. bilden. Vorzugsweise fluchtet der Aufnehmer 44 mit den rotierenden Zähnen mit einem radialen Abstand von etwa 0,25 bis 0,75 mm von jedem der Zähne im Augenblick der Fluchtung bzw. des Vorbei­ ganges. Zehn solche Aufnehmerzähne 52 sind vorgesehen für die Ausführung der Meßfunktion. Ein Kabel 46 (Fig. 1) ist mit dem Wandler 40 verbunden, um die elektronische Information an ein geeignetes Lesegerät oder dgl. zu übertragen (nicht gezeigt).

Die beschriebene bevorzugte Ausführungsform hat einige Vorteile. Der Aufnehmer 44 ist vollständig von dem Träger 12 umschlossen. Da der Aufnehmer nicht bei dem Flansch des Zahnkranzes liegt, wie in bekannten Ausführungsformen, bleibt er außerhalb des unmittelbaren Spritz- und Sprühbereichs des Öles, dem der Flansch ausgesetzt ist. Ferner wird ein internes Leitblech oder Schutzblech 60 als integraler Teil der Deckplatte 34 vorgesehen. Das Schutzblech schützt wirksam den Aufnehmer gegen eine Verschmutzung durch Öl ab.

Der Endabschnitt 50 des Gehäuses 14 ermöglicht auch eine große Genauigkeit hinsichtlich des Spaltes bzw. der Messung des Spaltes zwischen dem Aufnehmer 44 und den Zähnen 52. Soweit die Lager auf verschiedenen Lagerzapfen laufen, ist eine Toleranz erreichbar von nicht mehr als plus oder minus 0,05 mm oder weniger, während bisher größere Toleranzen erforderlich waren bzw. auftraten, wenn der Zahnkranz unter dynamischer Belastung stand. Da die Zähne 52 integral innerhalb des Endabschnittes 50 des Gehäuses ausgebildet sind, sind keine besonderen gepreßten Zahnringe oder andere externe Teile erforderlich, wodurch auch weniger Werkzeuge, weniger Bearbeitung und weniger Platz erforderlich ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse mit einem Träger, einem Differentialgehäuse mit einem Zahnkranz­ flansch an einem Ende, wobei das Gehäuse drehbar in dem Träger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Mehrzahl von Zähnen (52) aufweist, die in einem Endabschnitt (50) mit kleinerem Durchmesser des Gehäuses angeordnet sind, daß der Endabschnitt (50) entgegengesetzt zu dem Zahnkranzflansch (52) des Gehäuses (14) angeordnet ist, daß die Zähne (52) integral mit dem Gehäuse (14) ausgebildet und in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, und daß ein elektronischer Aufnehmer (44) fest am Träger (12) angebracht und im Abstand und fluchtend mit dem Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (44) vollständig vom Träger (12) umschlossen ist und daß er dadurch gegen äußere Verunreinigungen geschützt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein inneres Leitblech (60) am Träger (12) zum Schutz des Auf­ nehmers (44) gegen im Differentialgehäuse umgewälztes Öl.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (52) an dem Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) angeformt sind, daß ein Paar Achsenlager vorge­ sehen sind und daß der Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) in den Lagern und um die Drehachse des Gehäuses drehbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) im Träger (12) um Lager drehbar ist, die auf einem Paar gegenüberliegender Lagerzapfen sitzen, die sich von dem Zahnkranzflansch (22) und dem End­ abschnitt (50) des Gehäuses (14) aus erstrecken, und daß die radiale Toleranz der Gehäusebewegung relativ zum Träger (12) maximal etwa 0,05 mm beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Aufnehmer (44) einen radialen Abstand von den Zähnen (52) im Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) hat.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine abnehmbare Deckplatte (34) am Träger (12) und daß der Aufnehmer (44) fest an der Deckplatte (34) ange­ bracht ist.

8. Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse mit einem Träger, einem Differentialgehäuse mit einem Zahnkranz­ flansch an einem Ende, wobei das Gehäuse drehbar in dem Träger abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) eine Vielzahl von Zähnen (52) in einem Endabschnitt (50) mit kleinem Durchmesser hat, daß der Endabschnitt (50) entgegenge­ setzt zu dem Zahnkranzflansch (22) des Gehäuses (14) liegt, daß die Zähne (52) integral mit dem Gehäuse (14) ausgebildet und in gleichmäßigen Abständen um das Gehäuse angeordnet und mit diesem drehbar sind, und daß ein stationärer elektronischer Aufnehmer (44) am Träger (12) befestigt ist im Abstand und in Flucht mit dem Endabschnitt (50) des Gehäuses (14).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ nehmer (44) vollständig vom Träger (12) umschlossen und dadurch gegen äußere Verunreinigungen geschützt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Schutzwand am Träger (12) ausgebildet ist zum Schutz des Aufnehmers (44) gegen im Differentialgehäuse umgewälztes Öl.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zähne (52) am Endabschnitt (50) des Ge­ häuses (14) angeformt, z.B. angegossen sind, daß ferner ein Paar Achsenlager vorgesehen sind und daß der Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) so bearbeitet ist, daß er sich in den Lagern um die Drehachse des Gehäuses (14) symmetrisch dreht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Aufnehmer (44) einen radialen Abstand von den Zähnen (52) am Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) hat.