DE102007022773B4

DE102007022773B4 - Vorrichtung zur Drehzahlerfassung

Info

Publication number: DE102007022773B4
Application number: DE102007022773.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schmitz Rolf; Jörg Kurth; Björn Meschenmoser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2027-05-16
Also published as: DE102007022773A1

Abstract

Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils (1) durch ein zweites, rotierendes Bauteil (3) hindurch, mit einem dem ersten Bauteil (1), dessen Drehzahl zu erfassen ist, zugeordneten Geberrad (6), und mit einem Sensorelement (4), welches mit einem Magneten (5) vorgespannt ist, wobei das zweite Bauteil (3) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Sensorelement (4) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der beiden Bauteile rechtwinklig zueinander verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes Bauteil hindurch.
Aus der DE 10 2004 043 710 A1 und der EP 0 747 709 A1 sowie der EP 0 462 435 A1 sind Vorrichtungen bekannt, die zur Erfassung der Drehzahl eines ersten rotierenden Bauteils durch ein zweites Bauteil hindurch dienen.
In Automatgetrieben sowie anderen kraftfahrzeugseitigen Baugruppen ist es erforderlich, eine Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes oder stehendes Bauteil hindurch zu erfassen. Hierzu verwendete Vorrichtungen sind nach der Praxis derart aufgebaut, dass dem ersten Bauteil, dessen Drehzahl zu erfassen ist, ein Magnetpolrad zugeordnet ist, wobei das Magnetpolrad mit einem Sensor zusammenwirkt, und wobei zwischen dem Sensor und dem ersten Bauteil, dessen Drehzahl zu erfassen ist, das zweite Bauteil angeordnet ist. Das mit dem ersten Bauteil rotierende Magnetpolrad induziert im Sensor ein sich veränderndes, magnetisches Feld, wobei hieraus auf die Drehzahl des rotierenden, ersten Bauteils geschlossen werden kann.
Dieses aus der Praxis bekannte Prinzip einer Vorrichtung zur Drehzahlerfassung verfügt über den Nachteil, dass ein Magnetpolrad relativ teuer ist und daher relativ hohe Kosten verursacht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein dem ersten Bauteil zugeordnetes Magnetpolrad, welches mit dem ersten Bauteil rotiert, im zweiten Bauteil, durch welches die Drehzahlerfassung hindurch erfolgen muss, Wirbelströme induziert, die das vom Sensor erfassbare Magnetfeld signifikant abschwächen. Daher müssen nach der Praxis für das zweite Bauteil, durch welches hindurch die Erfassung der Drehzahl des ersten Bauteils erfolgt, spezielle Werkstoffe verwendet werden, in denen sich keine Wirbelströme ausbilden können. Auch hierdurch werden relativ hohe Kosten verursacht.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zu schaffen, mit der die Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes Bauteil hindurch erfassbar ist.
Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es wird vorgeschlagen, dem Sensor einen Magneten zuzuordnen, um so einen magnetisch vorgespannten Sensor bereitzustellen, in welchem der Magnet ein magnetisches Grundfeld induziert. Dem ersten Bauteil, welches hinsichtlich seiner Drehzahl zu vermessen ist, ist ein ferromagnetisches Geberrad zugeordnet, welches das vom Magneten im Sensor induzierte Grundfeld verändert. Das Prinzip einer Vorrichtung zur Drehzahlerfassung verfügt über den Vorteil, dass dem ersten, hinsichtlich seiner Drehzahl zu vermessenden Bauteil ein relativ kostengünstiges Geberrad zugeordnet werden kann. Weiterhin bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Werkstoffwahl für das zweite Bauteil, durch welches hindurch die Erfassung der Drehzahl des ersten Bauteils erfolgt. Die Vorrichtung zur Drehzahlerfassung kann demnach gegenüber den aus der Praxis bekannten Vorrichtungen zur Drehzahlerfassung kostengünstiger realisiert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes oder stehendes Bauteil hindurch nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes oder stehendes Bauteil hindurch nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
3 einen Ausschnitt aus einem dem ersten Bauteil zugeordneten Geberrad.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils durch ein zweites, rotierendes Bauteil hindurch.
1 zeigt stark schematisiert eine erste Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils 1, welches gemäß 1 in Richtung des Pfeils 2 rotiert. Die Erfassung der Drehzahl des ersten Bauteils 1 erfolgt durch ein zweites Bauteil 3 hindurch, wobei das zweite Bauteil 3 in 1 als stehendes Bauteil ausgeführt ist. Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, dass das zweite Bauteil 3, durch das hindurch die Erfassung der Drehzahl des ersten Bauteils 1 erfolgt, rotierend ist. Die Drehzahlerfassung des ersten Bauteils 1 erfolgt unter Verwendung eines Sensorelements 4, wobei gemäß 1 das zweite Bauteil 3 zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem Sensorelement 4 angeordnet ist. Dem Sensorelement 4 ist ein Magnet 5 zugeordnet, mit Hilfe dessen das Sensorelement 4 magnetisch vorgespannt ist, nämlich in der Art und Weise, dass der Magnet 5 im Sensorelement 4 ein magnetisches Hintergrundfeld induziert bzw. erzeugt. Dem ersten Bauteil 1, dessen Drehzahl zu erfassen ist, ist ein Geberrad zugeordnet.
Das Geberrad rotiert zusammen mit dem ersten Bauteil 1 und verändert so das im Sensorelement 4 durch den Magneten 5 induzierte magnetische Feld. Auf diese Art und Weise kann eine Drehzahlerfassung des ersten Bauteils 1 erfolgen.
Der Magnet 5 ist benachbart zu einer Rückseite des Sensorelements 4 positioniert. Das erste Bauteil 1 sowie das zweite Bauteil 3 sind benachbart zu einer Vorderseite des Sensorelements 4 angeordnet. Bei dem Sensorelement 4 handelt es sich demnach um einen sogenannten back-biased Sensor.
Bei dem Geberrad, welches dem ersten Bauteil 1 zugeordnet ist, handelt es sich um ein ferromagnetisches Geberrad. Zur Erhöhung des vom Sensorelement 4 erfassbaren Magnetfeldhubs ist es möglich, ein magnetisiertes Geberrad dem Bauteil 1 zuzuordnen. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Geberrad 6, welches magnetisiert ist und dem ersten Bauteil 1, dessen Drehzahl messtechnisch zu erfassen ist, zugeordnet werden kann.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei sich das Ausführungsbeispiel der 2 vom Ausführungsbeispiel der 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass im Ausführungsbeispiel der 2 auch das zweite Bauteil 3, durch welches hindurch die Drehzahlerfassung des ersten Bauteils 1 erfolgt, drehend bzw. rotierend ausgebildet ist. So rotiert im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 das zweite Bauteil 3 in Richtung des Pfeils 7. Drehachsen der beiden Bauteile 1 und 3 fallen im Ausführungsbeispiel der 2 zusammen.
Wie bereits ausgeführt, kann auch im Ausführungsbeispiel der 1 das zweite Bauteil 3 drehend bzw. rotierend ausgebildet sein, wobei dann erfindungsgemäß die Drehachsen der beiden Bauteile 2, 3 in etwa rechtwinklig zueinander verlaufen.
Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, ein ortsfestes Sensorelement 4 mit Hilfe eines Magneten 5 derart vorzuspannen, dass der Magnet 5 im Sensorelement 4 ein magnetisches Grundfeld induziert. Dem ersten Bauteil 1, dessen Drehzahl messtechnisch zu erfassen ist, ist ein Geberrad zugeordnet, welches zusammen mit dem Bauteil rotiert und das vom Magneten 5 im Sensorelement 4 induzierte magnetische Grundfeld verändert.
Die Erfindung verfügt über den Vorteil, dass ein relativ kostengünstiges, ferromagnetisches Geberrad verwendet werden kann. Weiterhin bestehen keine Materialbeschränkungen für das zweite Bauteil 3, durch welches hindurch die Drehzahlerfassung des ersten Bauteils 1 erfolgt. Weiterhin kann ein relativ großer Luftspalt 8 zwischen dem Sensorelement 4 und dem hinsichtlich seiner Drehzahl zu vermessenden, ersten Bauteil 1 realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: erstes Bauteil
2: Drehrichtung
3: zweites Bauteil
4: Sensorelement
5: Magnet
6: Geberrad
7: Drehrichtung
8: Luftspalt

Claims

Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines ersten, rotierenden Bauteils (1) durch ein zweites, rotierendes Bauteil (3) hindurch, mit einem dem ersten Bauteil (1), dessen Drehzahl zu erfassen ist, zugeordneten Geberrad (6), und mit einem Sensorelement (4), welches mit einem Magneten (5) vorgespannt ist, wobei das zweite Bauteil (3) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Sensorelement (4) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der beiden Bauteile rechtwinklig zueinander verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Sensorelement (4) zugeordnete Magnet (5) ein Hintergrundfeld im Sensorelement (4) erzeugt, welches durch das dem ersten Bauteil (1) zugeordnete Geberrad (6) abhängig von der Drehzahl des ersten Bauteils (1) beeinflusst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Sensorelement (4) zugeordnete Magnet (5) benachbart zu einer Rückseite des Sensorelements (4) und das erste sowie das zweite Bauteil benachbart zu einer Vorderseite des Sensorelements (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (6) ferromagnetisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (6) magnetisiert ist.