WO2017101926A1 - Getriebe mit direkt aufgebrachter drehmomenterfassungsvorrichtung und verfahren zur drehmomentmessung in einem kfz-getriebe - Google Patents

Getriebe mit direkt aufgebrachter drehmomenterfassungsvorrichtung und verfahren zur drehmomentmessung in einem kfz-getriebe Download PDF

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Reinhard Stehr
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Definitions

  • the invention relates to a transmission for a motor vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, with a torque transmitting device having a convex or convex outer contour and a torque sensing area, on which a torque detecting device is mounted, which is prepared in response to a torque-dependent torsion and / or stretching to generate an electrical signal that allows conclusions about the torque.
  • the invention thus relates to an arrangement for measuring an applied torque in a (automotive) transmission, such as in a CVT (continuously variable transmission) gear, during operation and a method for producing such an arrangement for controlling the contact forces of pulley sets of a (CVT) transmission.
  • a (automotive) transmission such as in a CVT (continuously variable transmission) gear
  • glued strain gauges are suboptimal because they are subject to severe aging. Adhesives and carrier films age in operation when exposed to media and temperatures for a longer period of time, such as commonly found in gearboxes. Rather, conventional glued strain gauges (DMS) are designed for a short service life only. In addition, polymer materials tend to creep, causing the measuring sensitivity of the strain gage is reduced and the measuring signal can drift over a longer period of time.
  • the torsion section has a strain-sensitive direct coating with the structure of a strain gauge. It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art and to enable a more precise torque detection at a lower cost and over a long service life in transmissions of motor vehicles.
  • the torque sensing has a convex and / or convex outer contour to which the torque detecting device directly applied / attached / in particular coated, for example, is vapor-deposited.
  • the torque measuring device on which the invention is based is therefore placed directly in the gearbox housing on the input or output shaft.
  • the measurement principle is carried out based expansion and is, for example, by means of a strain-sensitive coating.
  • a strain-sensitive coating Known under the name "Sensotect ®" made possible.
  • the sensor layer may be coated directly on the drive or output shaft, such as in the documents
  • the reaction within a measuring sleeve material fit in or on the transmission shaft is possible.
  • the invention enables a torque measurement with very high accuracy and at the same time strong robustness without loss of space.
  • the invention can also be used in couplings to adjust the contact pressure.
  • the torque sensing area is formed as an integral, one-material and / or one-piece section of a transmission input shaft or a transmission output shaft, or is provided on the surface side by such a section.
  • the application of the sensing element can, for example, be sustainably achieved by a vapor deposition process.
  • PVD and PACVD methods are suitable for this purpose.
  • Particularly durable transmissions can then be obtained, which even at the end of the life still provide precise torque information.
  • the torque-sensing area it is also possible for the torque-sensing area to be designed or set as a (originally) separate component from the transmission input shaft or the transmission output shaft.
  • the separate component is formed as an intermediate piece of the torque transmission device, or is designed as a torque transmitting device at least partially or in sections or in a certain length completely enveloping Einhüllbauteil.
  • the Einhüllbauteil can then be kept in large numbers and edited so that it is easy and quick to install.
  • the intermediate piece or the Einhüllbauteil is designed as a sleeve, such as a metal sleeve. Space-saving use with low costs can then be ensured.
  • torque transmitting device extending sleeve has a vollzylin- such or hollow cylinder-like expression / configuration, so the sleeve can be produced efficiently.
  • the torque detecting device has an inner or outer diameter of 5 mm to 100 mm. If the torque detecting device has a layer structure of one or more layers, which is between 0.01 ⁇ to 100 ⁇ high, so a sufficiently high quality signal can be delivered.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that the sleeve is frontally attached to a first attachment region, such as a front side or an outer surface of the torque transmitting device form, force and / or material fit, such as welded, for example. Via a circumferential or planar seam through laser beam welding.
  • the invention ultimately also relates to such a transmission, which is designed as a continuously variable transmission, such as in the manner of a CVT transmission.
  • a Sensotect ® is -
  • Direct coating i. a strain-sensitive direct coating having the structure of a strain gauge, on the transmission shafts or a torque measuring device comprising / consisting of a torsion, which also as
  • Einhüllbauteil or external socket can be called, namely the so-called measuring element realized.
  • an insulating layer for example. Of aluminum oxide, applied, on which a deformation-sensitive layer (or layers) is located as a measuring layer.
  • the insulating layer comprises, for example, an oxide, such as Al 2 O 3 and SiO 2 or nitrides, for example AlN.
  • the insulation layer can be produced, for example, in the PVD (Physical Vapor Deposition) or PACVD (Chemical Assisted Physical Vapor Deposition) method.
  • the measurement layer which is located on the insulating layer is, for example, by a nickel alloy, in particular formed a nickel-chromium alloy, or of a Al x Ga As -x (semiconductor) formed / constructed.
  • the strain sensitive coating can in turn be made by the PVD or PACVD process.
  • the measuring layer is structured similarly to known strain gauges / strain gauges.
  • the structuring of the strain-sensitive direct coating with the Structure of a strain gauge takes place only after application of the coating on the measuring element or the transmission shaft (preferably by laser).
  • an organic or inorganic protective layer against environmental influences is applied to the measuring layer.
  • the total thickness of the deformation-sensitive direct coating without the protective layer is preferably not more than about 4 ⁇ , about 12 ⁇ or about 20 ⁇ . In particular, layer thicknesses of about 5 ⁇ , about 10 ⁇ and about 20 ⁇ have been proven.
  • the laser-processed strain-sensitive direct coating with the structure of a strain gauge has, in an advantageous embodiment, a strip structure, which are inclined to the axis of rotation by preferably approximately 45 °.
  • a layer is processed directly, which is not only arranged in a plane, but represents a spatial structure.
  • the bore of a torsion sleeve which can also be referred to as Einhüllbauteil or outer sleeve is performed with ease to the shaft diameter.
  • the finished torsion sleeve is pushed onto the shaft or an area of the drive shaft machined as a sleeve seat and joined directly to the shaft or sleeve seat by means of a welding process (eg a laser welding process, a friction welding process or a resistance welding process) or a soldering process, so that the torsion the shaft is transmitted to the torsion, the measuring element.
  • the sleeve can be filled with ribs, which make it possible to press the torsion sleeve onto / into a (hollow) shaft and fix it in a material-locking manner according to a particular embodiment.
  • a signal transmission component on the torsion sleeve which cooperates with another stationary signal transmission component.
  • the signal transmission can also be spent on the shaft / attached. It is a wireless, for example inductive signal transmission between the Torsionshülse or shaft, the rotor and a non-rotating component, such as the stator provided.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a section of a transmission according to the invention according to a first embodiment
  • Fig. 2 shows a second embodiment in a comparable to FIG. 1 representation
  • FIG. 3 shows a further embodiment in a manner comparable to that of FIG. 1.
  • the figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
  • a portion of a transmission 1 according to the invention is shown.
  • the transmission 1 is intended for use in a motor vehicle, such as a passenger car, a truck or another commercial vehicle, namely in a drive train. It has a torque transmission device 2.
  • the torque transmission device 2 has a convex or convex outer contour 3.
  • the torque transmission device 2 is designed in the manner of a shaft 4.
  • It has a torque sensing area 5.
  • a torque detecting device 6 is provided on this torque sensing area 5.
  • an electrical signal is generated in response to a torque-dependent torsion and / or elongation. This signal is sent to an evaluation element, not shown.
  • This means are used, which are also not shown.
  • inductively operating principles can be used.
  • the torque sensing area 5 itself also has a convex and / or convex outer contour. In particular, it has a cylindrical outer contour.
  • the torque detecting device 6 is coated directly on the torque sensing portion 5. In particular, it is vapor-deposited or sputtered.
  • the torque transmission device 2 is designed in the manner of a shaft 4, namely as a transmission input shaft 7 or a transmission output shaft 8.
  • FIGS. 2 and 3 Such an embodiment is also shown in FIGS. 2 and 3, but there are differences found.
  • the torque sensing region 5 is provided by a separate component 9 from the transmission input shaft 7 or the transmission output shaft 8.
  • FIGS. 2 and 3 the embodiments of FIGS. 2 and 3.
  • the separate component 9 is formed as an intermediate piece 10, whereas it is formed in the embodiment of FIG. 2 as an outer sleeve 1 1.
  • the intermediate piece 10 is designed as a sleeve and fastened in a region near the end face via a weld seam 13 in each case at the remainder of the torque transmission device 2.
  • Such a weld 13 has the outer bushing 1 1 in the region of flange ends 14.
  • the weld should be on the outside.
  • the outer sleeve flange ends may have, but not necessarily possess. It can also be introduced a depression in the shaft.
  • the torque detecting device 6 may consist of several layers.
  • the structure offers an insulating layer, an electrically conductive layer and a protective layer. It is also possible to use a plurality of electrically conductive layers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (2) mit einer balligen oder konvexen Außenkontur (3) und einem Drehmomentsensierbereich (5) auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von der drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt, wobei der Drehmomentsensierbereich (5) eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) direkt aufgebracht ist.

Description

Getriebe mit direkt aufgebrachter Drehmomenterfassungsvorrichtung und
Verfahren zur Drehmomentmessung in einem Kfz-Getriebe
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer balligen oder konvexen Außenkontur und einem Drehmomentsensierbereich, auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von einer drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt.
Die Erfindung betrifft also eine Anordnung zur Messung eines anliegenden Drehmoments in einem (Kfz-)Getriebe, etwa in einem CVT (continuously variable transmissi- on) -Getriebe, während des Betriebs und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung zur Steuerung der Anpresskräfte von Scheibensätzen eines (CVT-) Ge- triebes.
Drehmomentmessungen in Pkw-Getrieben sind zwar bekannt, aber normalerweise nur durch Vorrichtungen ermöglicht, die außerhalb des Getriebegehäuses angebracht sind. Hierbei werden üblicherweise hydraulisch-mechanische Messmethoden einge- setzt. Technisch denkbar sind bisher Messungen auf Basis optischer oder
magnetoreaktiver Prinzipien und durch aufgeklebte Dehnmessstreifen. Eine andere Möglichkeit besteht auch darin, das Drehmoment aus den Motorkenndaten abzuschätzen. Alle diese bekannten Drehmomentmessungen haben jedoch erhebliche Nachteile. Beispielsweise sind geklebte Dehnmessstreifen suboptimal, da sie einer starken Alterung unterliegen. Kleber und Trägerfolien altern im Betrieb, wenn sie Medien und Temperaturen längere Zeit ausgesetzt sind, wie sie in Getrieben üblicherweise vorliegen. Vielmehr sind übliche geklebte Dehnmessstreifen (DMS) nur für eine kurze Le- bensdauer ausgelegt. Zusätzlich neigen Polymerwerkstoffe zum Kriechen, wodurch die Messempfindlichkeit des DMS reduziert wird und das Messignal, bei längerer Zeit betrachtet, driften kann.
Ein grundsätzlich sehr gute Ergebnisse liefernder bisher häufig eingesetzter hydrau- lisch-mechanischer Drehmomentfühler benötigt leider relativ vielen axialen Bauraum. Auch sind dessen Kosten relativ hoch. Letztlich resultiert daraus ein stark vom Marktstandard abweichendes Hydraulikkonzept, was nicht zwingend akzeptiert ist. Gerade für Getriebe in Kraftfahrzeugen, insbesondere für CVT-Getriebe, soll aber eine Verbesserung ermöglicht werden. CVT-Getriebe, also stufenlos schaltende Getriebe, nut- zen heute zur drehmomentgerechten Anpassung das Motormomentensignal (MMI), das insbesondere bei dem neuen europäischen Fahrzyklus im Bereich der Teillast sehr ungenau ist. Da aber bei diesem neuen europäischen Fahrzyklus die Teillast sehr dominant ist, können starke Abweichungen zwischen dem MMI und dem realen Getriebeeingangsmoment auftreten. Diese Abweichungen können bis zu ca. 100 % betragen, etwa bei einem anliegenden Getriebeeingangsmoment von ca. 50 Nrn. Die Überanpressung aufgrund dieser Unsicherheit verschlechtert aber den Gesamtwirkungsgrad, erhöht unnötigerweise die Pumpenleistungsaufnahme und drückt sich in stark erhöhten Kosten aus. Auch andere Messmethoden, wie solche die auf magnetische Messungsprinzipien setzen, disqualifizieren sich, da durch auftretenden metallischen Abrieb im Getriebe eine Messung auf Basis solch magnetischer Messungsprinzipien normalerweise nicht möglich ist. Benachbarter Stand der Technik ist auch aus der DE 10 2013 204 924 A1 bekannt. Dort wird eine Anordnung zur Bestimmung eines auf eine Welle, insbesondere eine Lenkwelle einwirkenden Drehmoments offenbart. Ein lenkradseitiger erster Lenkwellenabschnitt, ein lenkgetriebeseitiger zweiter Lenkwellenabschnitt und ein die Lenkwellenabschnitte verbindender Torsionsabschnitt werden dabei verwendet. Der Torsi- onsabschnitt weist eine dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens auf. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder zumindest zu mildern und eine präzisere Drehmomenterfassung bei geringeren Kosten und über eine lange Lebensdauer gesehen in Getrieben von Kraftfahrzeugen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehmomentsensierbereich eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung direkt aufgebracht / befestigt / insbesondere beschichtet, bspw. aufgedampft ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Drehmomentmessvorrichtung wird also im Getriebegehäuse direkt auf der An- bzw. Abtriebswelle platziert. Das Messprinzip erfolgt dehnungsbasiert und wird mit Hilfe einer dehnungsempfindlichen Beschichtung, bspw. bekannt unter dem Namen„Sensotect®", ermöglicht. Die Sensorschicht kann direkt auf der An- bzw. Abtriebswelle beschichtet sein, wie etwa in den Druckschriften
DE 10 2013 204 924 A1 und DE 10 2012 208 492 A1 offenbart. Alternativ ist auch das Umsetzen im Rahmen einer Messhülse materialschlüssig in oder auf der Getriebewelle möglich. Durch die Erfindung wird eine Drehmomentmessung mit sehr hoher Genauigkeit und gleichzeitig starker Robustheit ohne Bauraumverlust ermöglicht. Die Er- findung lässt sich auch bei Kupplungen einsetzen, um die Anpresskraft abzustimmen.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn der Drehmomentsensierbereich als ein integraler, einmaterialiger und/oder einstückiger Abschnitt einer Getriebeeingangswelle oder einer Getriebeausgangswelle ausgebildet ist, oder durch einen solchen Abschnitt ober- flächenseitig gestellt ist. Das Aufbringen des sensierenden Elementes kann bspw. durch ein Vapour Deposition-Verfahren nachhaltig erreicht werden. So bieten sich PVD- und PACVD-Verfahren diesbezüglich an. Besonders langlebige Getriebe lassen sich dann erhalten, die selbst am Ende der Lebensdauer noch präzise Drehmomentinformationen liefern. Alternativ ist es auch möglich, dass der Drehmomentsensierbereich als von der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle als ein (ursprünglich) separates Bauteil ausgebildet oder gestellt ist. Die Fertigung wird dadurch vereinfacht, da sepa- rate Bauteile vorgehalten werden können, die dann ihrerseits mit einen PVD- oder PACVD-Verfahren beschichtet wurden, wobei die fertigen separaten Bauteile dann nur an der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle angebracht werden müssen. Dabei ist das Anbringen derart möglich, dass das Drehmoment nach wie vor durch die Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle vollständig / großteils / teilweise verläuft, und das separate Bauteil lediglich einen solch kleinen Drehmomentanteil überträgt, der ausreicht, dass eine Verwindung auftritt, die Rückschlüsse auf das gesamte Drehmoment zulässt.
Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das separate Bauteil als Zwi- schenstück der Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet ist, oder als ein die Drehmomentübertragungseinrichtung zumindest teilweise oder abschnittsweise oder in einem bestimmten Längenabschnitt vollständig ummantelndes Einhüllbauteil ausgebildet ist. Das Einhüllbauteil kann dann in großen Stückzahlen vorgehalten und bearbeitet werden, sodass es einfach und schnell verbaubar ist.
In diesem Zusammenhang hat es sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Zwischenstück oder das Einhüllbauteil als Hülse, etwa als Metallhülse, ausgebildet ist. Ein platzsparender Einsatz bei gleichzeitig geringen Kosten kann dann sichergestellt werden.
Wenn die bspw. zwiebelschalenartig oder
drehmomentübertragungseinrichtungverlängernd angeordnete Hülse eine vollzylin- derartige oder hohlzylinderartige Ausprägung / Ausgestaltung besitzt, so kann die Hülse effizient hergestellt werden.
Es hat sich bewährt, wenn die Drehmomenterfassungsvorrichtung einen Innen- oder Außendurchmesser von 5 mm bis 100 mm besitzt. Wenn die Drehmomenterfassungsvorrichtung einen Schichtaufbau, aus einer oder mehreren Schichten besitzt, der zwischen 0,01 μιτι bis 100 μιτι hoch ist, so kann ein ausreichend qualitativ hochwertiges Signal geliefert werden.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse stirnseitig an einem ersten Befestigungsbereich, etwa einer Stirnseite oder einer Außenoberfläche der Drehmomentübertragungseinrichtung form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angebracht ist, etwa angeschweißt ist, bspw. über eine umlaufende oder flächige Naht durch Laserstrahlschweißen.
Die Erfindung betrifft letztlich auch ein solches Getriebe, das als stufenlos verstellbares Getriebe, etwa nach Art eines CVT-Getriebes, ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird die Drehmomentmessung durch eine Sensotect®-
Direktbeschichtung, d.h. eine dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens, auf die Getriebewellen oder eine Drehmomentmessvorrichtung, umfassend eine / bestehend aus einer Torsionshülse, die auch als
Einhüllbauteil oder Außenbuchse bezeichnet werden kann, nämlich dem so genann- ten Messelement, realisiert. Auf dem Messelement, bzw. der Getriebewelle, ist eine Isolationsschicht, bspw. aus Aluminiumoxid, aufgebracht, auf der sich eine verformungssensitive Schicht (oder Schichten) als Messschicht befindet. Die Isolationsschicht umfasst bspw. ein Oxid, wie AI2O3 sowie S1O2 oder Nitride, z.B. AIN. Die Isolationsschicht ist bspw. im PVD (Physical Vapour Deposition)- oder PACVD (Chemical Assisted Physical Vapour Deposition)-Verfahren herstellbar. Die Messschicht, welche sich auf der Isolationsschicht befindet, ist bspw. durch eine Nickellegierung, insbesondere eine Nickel-Chrom-Legierung gebildet oder aus einem AlxGai-xAs (Halbleiter) gebildet / aufgebaut. Die verformungssensitive Beschichtung kann wiederum im PVD- oder PACVD-Verfahren hergestellt werden.
Die Messschicht wird ähnlich bekannter Dehnungsmessstreifen / Dehnmessstreifen strukturiert. Die Strukturierung der dehnungsempfindlichen Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens erfolgt erst nach Aufbringung der Beschichtung auf dem Messelement bzw. der Getriebewelle (vorzugsweise per Laser).
Auf die Messschicht wird in bevorzugter Ausgestaltung eine organische oder anorga- nische Schutzschicht gegen Umwelteinflüsse aufgebracht. Die Gesamtdicke der verformungssensitiven Direktbeschichtung ohne die Schutzschicht beträgt vorzugsweise nicht mehr als ca. 4 μιτι, ca. 12 μιτι oder ca. 20 μιτι. Insbesondere Schichtdicken von ca. 5 μιτι, ca. 10 μιτι und ca. 20 μιτι haben sich bewährt. Die per Laser bearbeitete dehnungsempfindliche Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens weist in vorteilhafter Ausgestaltung eine Streifen struktur auf, welche zur Rotationsachse um vorzugsweise ca. 45° schräggestellt sind. Dabei wird direkt eine Schicht bearbeitet, die nicht nur in einer Ebene angeordnet ist, sondern eine räumliche Struktur darstellt.
Die Bohrung einer Torsionshülse, die auch als Einhüllbauteil oder Außenbuchse bezeichnet werden kann, wird mit leichtem Spiel zum Wellendurchmesser ausgeführt. Die fertiggestellte Torsionshülse wird auf die Welle bzw. einen als Hülsensitz bearbeiteten Bereich der Antriebswelle geschoben und mittels eines Schweißverfahrens (bspw. eines Laserschweißverfahrens, eines Reibschweißverfahrens oder eines Widerstandsschweißverfahrens) oder einem Lötverfahren auf der Welle bzw. dem Hülsensitz direkt materialschlüssig gefügt, sodass die Torsion der Welle auf die Torsionshülse, dem Messelement, übertragen wird. Alternativ kann die Hülse mit Borden ausgefüllt sein, welche ermöglichen, die Torsionshülse auf / in eine (Hohl-)Welle einzu- pressen und sie gemäß einer besonderen Ausführungsform materialschlüssig zu fixieren.
Zusätzlich zu einer dehnungsempfindlichen Direktbeschichtung mit der Struktur eines Dehnmessstreifens befindet sich auf der Torsionshülse eine Signalübertragungskomponente, welche mit einer weiteren, ortsfesten Signalübertragungskomponente zusammenwirkt. Die Signalübertragung kann aber auch auf die Welle zusätzlich verbracht / angebracht werden. Es ist eine drahtlose, bspw. induktive Signalübertragung zwischen der Torsionshülse bzw. Welle, dem Rotor und einem nicht rotierenden Bauteil, etwa dem Stator, vorgesehen.
Einschließlich der gesamten Aufbau- und Verbindungstechnik sowie Energie- und Signalübertragungstechnik ist die gesamte Drehmomentmessvorrichtung äußerst platzsparend aufgebaut. Durch das zur Verfügungstellen eines solchen Getriebes mit erfindungsgemäßer Drehmomentmessvorrichtung wird eine verbesserte Anpressung bei stufenlosen Getrieben erreicht, was sich positiv im Verbrauch bemerkbar macht. Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer zur Fig. 1 vergleichbaren Darstellungsweise, und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in einer zu der Fig. 1 vergleichbaren Weise. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können teilweise untereinander ausgetauscht werden. In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes 1 dargestellt. Das Getriebe 1 ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie einem Pkw, einem Lkw oder einem anderen Nutzfahrzeug vorgesehen, nämlich in einem Antriebsstrang. Es weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 2 auf. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 hat eine ballige oder konvexe Außenkontur 3. Insbesondere ist die Dreh- momentübertragungseinrichtung 2 nach Art einer Welle 4 ausgebildet. Es besitzt einen Drehmomentsensierbereich 5. Auf diesem Drehmomentsensierbereich 5 ist eine Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 vorhanden. Mittels dieser Drehmomenterfas- sungsvorrichtung 6 ist in Abhängigkeit von einer drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal erzeugbar. Dieses Signal wird zu einem nicht dargestellten Auswerteelement verbracht. Dabei werden Mittel eingesetzt, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Insbesondere können induktiv arbeitende Prinzipien eingesetzt werden.
Der Drehmomentsensierbereich 5 selber weist auch eine ballige und/oder konvexe Außenkontur auf. Insbesondere weist er eine zylinderartige Außenkontur auf. Die Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 ist direkt auf den Drehmomentsensierbereich 5 beschichtet. Insbesondere ist sie aufgedampft oder gesputtert.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 2 nach Art einer Welle 4 ausgebildet, nämlich als Getriebeeingangswelle 7 oder Getriebeausgangswelle 8.
Eine solche Ausgestaltung ist auch in den Fign. 2 und 3 dargestellt, wobei jedoch dort Unterschiede festzustellen sind. So ist der Drehmomentsensierbereich 5 von einem von der Getriebeeingangswelle 7 bzw. der Getriebeausgangswelle 8 separaten Bauteil 9 gestellt. In diesem Punkt ähneln sich die Ausführungsbeispiele der Fign. 2 und 3.
Doch unterscheiden sie sich wiederum darin, dass in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 das separate Bauteil 9 als Zwischenstück 10 ausgebildet ist, wohingegen es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 als Außenbuchse 1 1 ausgebildet ist. Das Zwischenstück 10 ist als Hülse ausgebildet und in einem stirnflächennahen Bereich über eine Schweißnaht 13 jeweils am Rest der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 befestigt. Eine solche Schweißnaht 13 weist die Außenbuchse 1 1 im Bereich von Flanschenden 14 auf. Die Schweißnaht sollte außen liegen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Außenbuchse Flanschenden haben kann, aber nicht zwingend besitzen muss. Es kann auch eine Vertiefung in der Welle eingebracht sein. Zwischen der Au- ßenkontur 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 2 und einer Innenseite 15 der Außenbuchse 1 1 ist zwischen den Flanschenden 14 kann ein Spalt 16 bzw. eine Beabstandung vorhanden sein. Auf die Außenbuchse 1 1 bzw. die Hülse 12 ist außenseitig die Drehmonnenterfas- sungsvorrichtung 6, nach Art einer Beschichtung oder Bedampfung aufgebracht. Die Drehmomenterfassungsvorrichtung 6 kann aus mehreren Schichten bestehen. Insbesondere bietet sich der Aufbau umfassend eine Isolationsschicht, eine elektrisch leitende Schicht und eine Schutzschicht an. Es können auch mehrere elektrisch leitende Schichten verwendet werden.
Bezuqszeichenliste Getriebe
Drehmomentübertragungseinrichtung
Außenkontur des Drehmomentübertragungseinrichtung Welle
Drehmomentsensierbereich
Drehmomenterfassungsvorrichtung
Getriebeeingangswelle
Getriebeausgangswelle
separates Bauteil
Zwischenstück
Außenbuchse
Hülse
Schweißnaht
Flanschende
Innenseite
Spalt

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebe (1 ) für ein Kraftfahrzeug mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung (2) mit einer balligen oder konvexen Außenkontur (3) und einem
Drehmomentsensierbereich (5) auf dem eine Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) befestigt ist, die vorbereitet ist, in Abhängigkeit von der drehmomentabhängigen Torsion und/oder Dehnung ein elektrisches Signal zu erzeugen, das Rückschlüsse auf das Drehmoment zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentsensierbereich (5) eine ballige und/oder konvexe Außenkontur besitzt, auf die die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) direkt aufgebracht ist.
2. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Drehmomentsensierbereich (5) als ein integraler / einmaterialiger und/oder einstückiger Abschnitt einer Getriebeeingangswelle (7) oder einer Getriebeausgangswelle (8) ausgebildet ist.
3. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Drehmomentsensierbereich (5) als ein von der Getriebeeingangswelle (7) oder der Getriebeausgangswelle (8) ursprünglich separates Bauteil (9) ausgebildet oder gestellt ist.
4. Getriebe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Bauteil (9) als Zwischenstück (10) der Drehmomentübertragungseinrichtung (2) ausgebildet ist oder als ein die Drehmomentübertragungseinrichtung (2) zumindest teilweise oder abschnittsweise oder in einem bestimmten Längenabschnitt vollständig ummantelndes Einhüllbauteil (1 1 ) ausgebildet ist.
5. Getriebe (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (10) oder das Einhüllbauteil (1 1 ) als Hülse (12) ausgebildet ist.
6. Getriebe (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) eine vollzylinderartige oder hohlzylinderartige Ausprägung besitzt.
7. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (6) einen Innen- oder Außendurchmesser von ca. 5 mm bis ca. 100 mm besitzt.
8. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (5) einen Schichtaufbau besitzt aus einer Isolationsschicht und einer verformungsempfindlichen Messschicht.
9. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterfassungsvorrichtung (5) einen Schichtaufbau besitzt aus einer verformungsempfindlichen Messschicht, die nach dem Beschichten mäander- förmig strukturiert wurde.
10. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenbuchse (1 1 ) an einem ersten Befestigungsbereich form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angebracht ist.
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