DE3640360C2 - Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus DE-OS 23 24 568 ist eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse der eingangs genannten Art bekannt. Diese Drehzahl-Meßvor­ richtung ist direkt an einem Lagerzapfen befestigt, der vom Zahnkranzflansch ausgeht und integral mit diesem ausgebildet ist. Diese Drehzahl-Meßvorrichtung umfaßt zwei Geber, welchen eine Meßkopfeinheit zugeordnet ist. Der erste Geber ist direkt am Lagerzapfen in Form eines zusätzlich dort befestigten Bauteils in Form eines Zahnringes ausgebildet, während der zweite Geber im Lagerbereich in der Nähe des ersten Gebers und unmittelbar angrenzend an diesen unter Zuordnung zu dem Lagerzapfen vorgesehen ist. Hierbei ergeben sich nicht nur Schwierigkeiten hinsichtlich Wärmebeeinflussungen bei der Drehzahlmessung einer zugeordneten Differential-Achse, sondern es sind auch Durchbiegungen im Bereich der Lagerung des Lagerzapfens zu berücksichtigen, welche zu Meßwertabweichungen oder gegebenenfalls größeren Toleranzen führen können.

Aus DE-OS 21 54 448 ist eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse bekannt, welche Zahnringe umfaßt, die mit einem Auf­ nahmeelement zusammenwirken. Hierbei werden ein zusätzliches Teil und Werkzeuge benötigt, wodurch sich Schwierigkeiten bei der Lagerung für diese zusätzlichen Teile ergeben.

Aus DE 22 30 923 B2 ist eine weitere Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse bekannt, bei der die Zähne am Zahnkranzflansch angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse bereitzustellen, welche einen vereinfachten Aufbau hat und weitgehend frei von Nachteilen im Zusammenhang mit Wärmeentwicklungen ist sowie unabhängig von Biegeverformungen zuverlässig arbeiten kann.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse bereitgestellt, welche im Patentanspruch 1 angegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential- Achse sind die als Geber dienenden Zähne integral an dem Endabschnitt des Differentialgehäuses ausgebildet, so daß sie an einem solchen Bereich des Gehäuses vorgesehen sind, welcher weitgehend unbeeinflußt von Biegeverformun­ gen und Wärmeentwicklungen ist. Die als Geber dienenden Zähne sind sowohl beabstandet von den gegenüberliegenden Lagerzapfen des Differentialgehäuses als auch von dem Zahnkranzflansch vorgesehen, so daß der Geber und der Aufnehmer weitgehend frei von Wärmeentwicklungen beim Arbeiten des Differentials sind. Auch ist die Anordnung aus Geber und Aufnehmer vor Außenbeeinflussungen geschützt angeordnet und die Drehzahlmeßvorrichtung läßt sich bei geringem Platzbedarf verwirklichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Differential-Achse mit einer Vorrichtung zum Messen der Drehzahl derselben,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Differentialgehäuses nach Fig. 1 in Einzeldarstellung, und

Fig. 3 eine Stirnansicht auf das Differentialgehäuse in Fig. 2 längs der Linie 3-3 in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Differential 10 mit einem Träger 12. Der Träger 12 lagert drehbar ein Differentialgehäuse 14 mittels einem Paar von axial gegenüberliegenden Lagerzap­ fen 15, die integral mit dem Differentialgehäuse 14 ausgebildet und in einem Paar ringförmiger Lager 16 angeordnet sind.

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

In dem Differentialgehäuse 14 ist eine Querwelle 24 untergebracht, die ein Paar drehbarer Differentialräder 26 trägt, welche in Eingriff mit einem Paar Differentialräder 28 sind. Die Differentialräder 28 sitzen ihrerseits z. B. mittels Keilverzahnung auf einer linken und einer rechten Halbwelle 30 (von denen nur die rechte dargestellt ist) und es wird in üblicher Weise die Differentialwirkung erreicht. Es kann eine Kupplungs­ anordnung 32 eingesetzt 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 Schrauben 35 befestigt, von denen nur eine gezeigt ist. Die Deckplatte 34 hat Kühlrippen 36 zur Kühlung des Differentials. Zweckmäßigerweise 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 Differentialgehäuse 14 dreht sich um die Achse a-a (Fig. 2), die zusammenfällt mit den Drehachsen der Halbwellen (nicht gezeigt).

Ferner ist in Fig. 1 eine elektronische Drehzahl-Meßeinrichtung 40 gezeigt. Die Drehzahl-Meßeinrichtung 40 hat einen Sensor 42, von dem aus ein Aufnehmer 44 ausgeht. Der Aufnehmer 44 wird in einer Position benachbart zu dem drehbaren Differentialgehäuse 14 fest gehalten.

Wie Fig. 2 zeigt, hat das Differentialgehäuse 14 einen Endabschnitt 50 mit kleinerem Durchmesser, der symmetrisch bezüglich des Zahnkranzflansches 22 angeordnet ist, jedoch am entgegengesetzten Ende des Differentialgehäuses 14 relativ zu dem Zahnkranzflansch 22 liegt. Der Endabschnitt 50 hat eine Vielzahl von Zähnen 52, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, die ein übliches Mittel für die elektronische Aufnahme und Messung von Winkelgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen von Wellen, Zahnräder und dergleichen bilden. Der Aufnehmer 44 fluchtet mit den rotierenden Zähnen 52 mit einem radialen Abstand von etwa 0,25 bis 0,75 mm von jedem der Zähne im Augenblick der Fluchtung bzw. des Vorbeiganges. Zehn solcher Zähne 52 sind hierbei beispielsweise vorgesehen. Ein Kabel 46 (Fig. 1) ist mit der Drehzahl- Meßeinrichtung 40 verbunden, um die elektronische Information an ein geeignetes Lesegerät oder dergleichen zu übertragen (nicht gezeigt).

Dank dieser Auslegung erhält man nachstehende Vorteile. Der Aufnehmer 44 ist vollständig von dem Träger 12 umschlossen. Da der Aufnehmer 44 nicht bei dem Zahnkranzflansch liegt, wie bei bekannten Ausführungsformen, bleibt er außerhalb des unmittelbaren Spritz- und Sprühbereichs des Öles, dem der Zahnkranzflansch ausgesetzt ist. Ferner wird ein inneres Leitblech 60 als integraler Teil der Deckplatte 34 vorgesehen. Das Leitblech 60 schützt wirksam den Aufnehmer 44 vor Verschmut­ zungen durch Öl.

Der Endabschnitt 50 des Differentialgehäuses 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, wenn der Zahnkranzflansch unter dynamischer Belastung stand. Da die Zähne 52 integral am Endabschnitt 50 des Differentialgehäuses ausgebildet sind, sind keine besonderen gepreßten Zahnringe oder andere zusätzliche Teile erforderlich, wodurch auch weniger Werkzeuge, weniger Bearbeitung und weniger Platz erforderlich ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Messen der Drehzahl einer Differential-Achse mit einem Träger (12), einem Differentialgehäuse (14), welches ein Paar von gegen­ überliegenden Lagerzapfen (15), mittels welchen das Differentialgehäuse (14) drehbeweglich im Träger (12) gelagert ist, und einen zwischen den Lagerzap­ fen (15) liegenden Gehäuseabschnitt zur Aufnahme eines Differentialräd­ ersatzes (26, 28) einschließlich einer Querwelle (24) umfaßt, wobei der Gehäuseabschnitt an seinem einen Ende nahe dem einen der Lagerzapfen (15) einen Zahnkranzflansch (22) und an seinem anderen axial gegen­ überliegenden Ende nahe dem anderen Lagerzapfen (15) einen Endabschnitt (50) umfaßt, wobei der Durchmesser des Endabschnitts (50) kleiner als der Durchmesser des Zahnkranzflansches (22) und größer als der Durchmesser der Lagerzapfen (15) ist, und mit einer Drehzahl-Meßeinrichtung (40), welche mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete und integral mit dem Differentialgehäuse (14) ausgebildete Zähne (52) und einen fest am Träger (12) und in einem Abstand sowie unter Ausrichtung zu den Zähnen (52) angebrachten elektronischen Aufnehmer (44) umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zähne (52) an dem Endabschnitt (50) des Differential­ gehäuses (14) ausgebildet sind.

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

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein inneres Leitblech (60) am Träger (12) zum Schutz des Aufnehmers (44) gegen im Differentialgehäuse (14) umgewälztes Öl.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zähne (52) an dem Endabschnitt (50) des Gehäuses (14) angegossen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Toleranz der Gehäusebewegung relativ zum Träger (12) maximal etwa 0,05 mm beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine abnehmbare Deckplatte (34) am Träger (12) und daß der Aufnehmer (44) fest an der Deckplatte (34) angebracht ist.