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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlerfassungseinrichtung
zur Erfassung der Drehzahl zumindest einer Welle in einem Getriebe
gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1
näher definierten Art.
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Drehzahlsignale
an Wellen werden üblicherweise zur vielfältigen
Anwendung erfasst. In Kraftfahrzeugen werden Drehzahlsignale insbesondere an
Getriebewellen erfasst, beispielsweise um Tachometersignale zum
Anzeigen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder um Steuersignale
für die Getriebesteuerung zu erzeugen. Hierbei besteht
das Problem, dass die unterschiedlichen Anwendungen häufig
Drehzahlerfassungen unterschiedlicher Signalauflösung erfordern.
Beispielsweise sind für das Tachometersignal 8 bis ca.
12 Drehzahlimpulse pro Minute vorgeschrieben, während für
eine optimale Getriebesteuerung 40 bis 60 Drehzahlimpulse pro Minute
benötigt werden. Um diesen unterschiedlichen Anforderungen
gerecht zu werden, ist eine Drehzahlauffassungseinrichtung erforderlich,
die Signale von zwei Zählspuren unterschiedlicher Signalauflösung
erfasst.
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Eine
derartige Drehzahlerfassungseinrichtung ist aus
US 2002/0 149 340 A1 bekannt.
Dort sind mehrere Magnete auf einer mit einer Welle rotierenden
Magnetanordnung aus mehreren Magneten koaxial angeordnet. Eine feststehende
Schaltungsanordnung ist axial gegenüberliegend der mit
der Welle rotierenden Magnete vorgesehen. Die Schaltungsanordnung
trägt mehrere zusammen geschaltete Messspulen und eine
Sensorgruppe. Die Magnete und die Schaltungsanordnung bilden dabei
eine Art elektrische Maschine in der Weise, dass die von den Messspulen
erzeugte Größe der Spannung proportional zur Drehgeschwindigkeit
der Welle ist. Über eine mit der Schaltungsanordnung in
Verbindung stehende elektronische Auswerteinheit wird bei einer
Drehung der Welle aus den von den Messspulen und der Sensorgruppe
erzeugten Signale die Drehgeschwindigkeit der Welle bestimmt.
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Nachteilig
wirkt sich bei dieser Ausgestaltungsform der Umstand aus, dass die
Signalerfassung lediglich axial zur Welle erfolgen kann. Da bei einer
solchen Drehzahlerfassungseinrichtung lediglich Signale aus einer
Richtung abgetastet werden können, sind Signale mehrerer
Zählspuren von einer oder mehrerer Wellen aus unterschiedlichen
Richtungen, wie es beispielsweise in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs
erforderlich ist, nicht erfassbar. Weiterhin sind zum Erhalt einer
ausreichenden Anzahl von Signalen zur Gewährleistung einer
ausreichenden Genauigkeit der Drehzahlbestimmung mehrere Messspulen
und eine Vielzahl von Magneten erforderlich. Der Aufbau einer solchen
Schaltungsanordnung und das Anbringen der Magnete an der Welle sind
sehr aufwändig. Außerdem erfordert die Auswertung
der von den Messspulen und der Sensorgruppe gelieferten Signale
zur Drehzahlbestimmung eine aufwändige Auswertelektronik.
Zudem nimmt die Schaltungsanordnung mit mehreren Messspulen einen
erheblichen Bauraum ein.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlerfassungseinrichtung
der vorgenannten Art zu schaffen, bei der mit einem einfachen Aufbau
eine Signalerfassung aus unterschiedlichen Richtungen, bauraumsparend
und kostengünstig ermöglicht wird.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den Zeichnungen.
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Da
bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Drehzahlerfassungseinrichtung
zumindest zwei in unterschiedlichen Ebenen zueinander angeordnete Zählspuren
durch zwei diesen gegenüberliegend an zumindest einem Sensorträger
angeordneten Sensorzellen abgetastet werden können, ist
es möglich Sensorsignale aus unterschiedlichen Richtungen
zu erfassen. Gleichzeitig wird durch die Ausbildung der Sensoranordnung
mit zumindest zwei Sensorzellen an zumindest einem Sensorträger
ein einfacher, bauraumsparender und kostengünstiger Aufbau
der Drehzahlerfassungseinrichtung erreicht.
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Eine
Abtastung von Signalen aus unterschiedlichen Richtungen lässt
sich durch Anordnung einer ersten Zählspur an einem radial äußeren
Abschnitt und einer zweiten Zählspur an einem radial inneren
Abschnitt der Zählscheibe auf einfache Weise erreichen,
wenn zumindest einer der Abschnitte in einem bestimmten Winkel zur
Drehebene der Zählscheibe ausgerichtet ist.
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Liegt
dabei der radial äußere Abschnitt in der Drehebene
der Zählscheibe und ist der radial inneren Abschnitt rechtwinklig
zur Drehebene ausgerichtet, kann eine zur Welle axiale Abtastung
der ersten Zählspur durch eine dieser axial gegenüberliegenden
ersten Sensorzelle und eine zur Welle radiale Abtastung der zweiten
Zählspur durch eine dieser radial gegenüberliegenden
zweiten Sensorzelle realisiert werden.
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Am
Außenumfang der Zählscheibe wird eine radiale
Abtastung an der ersten Zählspur erreicht, wenn der radial äußere
Abschnitt am Außenumfang der Zählscheibe rechtwinklig
zur Drehebene derselben ausgebildet ist. Hierzu kann beispielsweise
die Zählscheibe am Außenumfang z. B. rechtwinklig oder
auch in einem anderen Winkel umgebogen sein.
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Ist
der radial innere Abschnitt in einem vorbestimmten Winkel zur Drehebene
der Zählscheibe ausgerichtet, kann eine Abtastung in einem
vorbestimmten Winkel zur Drehachse der Welle realisiert werden.
Hierdurch kann die Abtastung einer Zählspur in einem beliebig
vorbestimmten Winkel zur Drehachse der Welle erfolgen.
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Ein
gleichzeitiges axiales und radiales Abtasten zweier Wellen an zwei
Zählscheiben wird ermöglicht, wenn eine erste
mit einer ersten Welle festverbundenen Zählscheibe vorgesehen
ist, wobei die erste und die zweite Zählspur an einem radial äußeren
und einem radial inneren Abschnitt in der Drehebene der Zählscheibe
ausgebildet sind, und eine dritte Zählspur am Außenumfang
einer zweiten mit einer zweiten Welle festverbundenen Zählscheibe
angeordnet ist. Dabei kann die Abtastung der ersten und zweiten
Zählspur an der ersten Zählscheibe der ersten
Welle axial zur Welle durch jeweils eine axial gegenüberliegend
denselben angeordnete Sensorzelle erfolgen. Gleichzeitig ist eine
Abtastung der dritten Zählspur der zweiten Zählscheibe
an der zweiten Welle radial zu dieser durch eine der dritten Zählspur radial
gegenüberliegend angeordnete Sensorzelle möglich.
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Es
ist weiterhin denkbar, die Sensorzellen zur axialen und radialen
Signalerfassung auf einem Sensorträger radial zur Welle
hintereinander liegend anzuordnen.
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Die
Sensorzellen können auch integriert im Sensorträger
angeordnet werden, beispielsweise in diesen eingegossen oder durch
Umspritzen in diesem fixiert werden.
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Eine
stabförmige Ausbildung des Sensorträgers ermöglicht
die Minimierung des Bauraumbedarfs und die Anordnung an schwer zugänglichen Stellen.
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Zumindest
eine Sensorzelle kann als ein Magnetfeld erzeugendes Element ausgebildet
sein. Hierdurch kann zumindest eine durch periodisch wiederholend
angeordnete Lücken einfach an der Zählscheibe
herstellbare Zählspur abgetastet werden.
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Eine
erste und eine zweite Zählspur können auf einfache
Weise durch Lücken bildende Verzahnungen an der Zählscheibe
mit radialer Zahnlängendifferenz relativ zueinander am
Außenumfang der Zählscheibe ausgeführt
werden. Werden Zähne größerer radialer
Zahnlänge einer ersten Verzahnung und Zähne kleinerer
radialer Zahnlänge einer zweiten Verzahnung am Außenum fang
der Zählscheibe angeordnet, entstehen im radial äußeren
Bereich der ersten Verzahnung jeweils zwischen zwei Zähnen größerer
radialer Zahnlänge in Umfangsrichtung radial äußere
Lücken und im radial inneren Bereich der ersten Verzahnung
zwischen den Zähnen der ersten Verzahnung und den kürzeren
Zähnen der zweiten Verzahnung radial innere Lücken.
Auf diese Weise werden am Außenumfang der Zählscheibe
zwei Zahnkränze gebildet, die aufgrund der radialen Zahnlängendifferenz
zwischen den Verzahnungen eine radial äußere erste
Zählspur und eine radial innere zweite Zählspur
als radial versetzt zueinander angeordnete Zählspuren ausbilden.
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Dabei
kann vorgesehen sein, periodisch wiederkehrend zwischen zwei längeren
Zähnen der ersten Verzahnung zumindest einen kürzeren
Zahn der zweiten Verzahnung am Außenumfang der Zählscheibe
anzuordnen. Auf diese Weise wird an einem Verzahnungsabschnitt zwischen
zwei Zähnen der ersten Verzahnung im radial äußeren
Bereich jeweils eine radial äußere Lücke
gebildet, während mehrere radial innere Lücken
im radial inneren Bereich zwischen den Zähnen der ersten
und der zweiten Verzahnung entstehen. Dadurch ist die Anzahl der
radial inneren Lücken größer als die
Anzahl der radial äußeren Lücken. Daher
weist bei dieser Anordnung die radial innere Lückenanordnung
bzw. Zählspur Signale größerer Auflösung
auf als die radial äußere Lückenanordnung
bzw. Zählspur.
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Denkbar
ist auch drei oder mehr Verzahnungen mit jeweils unterschiedlicher
radialer Zahnlänge am Außenumfang der Zählscheibe
vorzusehen, wodurch drei oder mehr Zählspuren mit unterschiedlicher
Signalauflösung an einer Zählscheibe realisiert werden
können.
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Werden
bei gleichgroßer Zähnezahl von erster und zweiter
Verzahnung die Zähne radial größerer Zahnlänge
der ersten Verzahnung mit den Zähnen radial kleinerer Zahnlänge
der zweiten Verzahnung am Außenumfang der Zählscheibe
abwechselnd angeordnet, ist die Anzahl der gebildeten radial inneren Lücken
doppelt so groß als die Anzahl der radial äußeren
Lücken. Hierdurch wird eine besonders einfach aufgebaute
Zählscheibe mit einem Signalverhältnis von 2:1
zwischen radial innerer zweiter Zählspur und radial äußerer
erster Zählspur erreicht.
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Vorzugsweise
sind die Zähne der ersten und zweiten Verzahnung mit gleichem
Abstand zueinander angeordnet. Dadurch entsteht eine gleichmäßige Zahnstruktur
mit in Umfangsrichtung gleichgroßen radial äußeren
und radial inneren Lücken.
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Beispielsweise
wird ein Signalverhältnis von 2:1 zwischen radial inneren
zweiter Zählspur und radial äußerer erster
Zählspur erreicht, wenn die äußere und
die innere Verzahnung mit jeweils fünfzehn Zähnen
ausgeführt ist.
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Ist
die Anzahl der Zähne der zweiten Verzahnung um zumindest
ein ganzzahliges Vielfaches größer als die Anzahl
der Zähne der ersten Verzahnung, können zwischen
zwei längeren Zähnen der ersten Verzahnung jeweils
eine dem ganzzahligen Vielfachen entsprechende Anzahl kürzerer
Zähne der zweiten Verzahnung am Außenumfang der
Zählscheibe periodisch wiederkehrend angeordnet werden.
Dadurch ist es möglich, die Anzahl der radial inneren Lücken
im Verhältnis zu den radial äußeren Lücken
und damit das Signalverhältnis zwischen innerer zweiter
Zählspur und äußerer erster Zählspur
um ganzzahlige Vielfache von eins zu vergrößern.
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Beispielsweise
wird bei doppelt so großer Anzahl von kürzeren
Zähnen der ersten Verzahnung gegenüber der Anzahl
von längeren Zähnen der zweiten Verzahnung und
einer periodisch wiederkehrenden Anordnung von zwei kürzeren
Zähnen zwischen zwei längeren Zähnen
ein Signalverhältnis von 3:1 realisiert. Entsprechend kann
an der Zählscheibe ein Signalverhältnis von 4:1
erreicht werden, wenn im besagten Verzahnungsabschnitt drei Zähne
kleinerer radialer Zahnlänge vorgesehen sind. Analog können Zählscheiben
mit einem Signalverhältnis von 5:1, 6:1 etc. aufgebaut
werden.
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Wenn
die Zähne der ersten Verzahnung zum radial äußeren
Ende hin einen T-förmigen Endabschnitt aufweisen, wird
im radial äußeren Bereich der ersten Verzahnung
der Abstand zwischen den Zähnen in Umfangsrichtung und
damit die Größe der äußeren
Lücken verkleinert. Demzufolge können gleiche
Impulsbreiten der Signale der ersten und zweiten Lückenanordnung
realisiert werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung werden die erste Zählspur
durch zumindest eine Lücken bildende Verzahnung am Außenumfang
der Zählscheibe und die zweite Zählspur durch
in radial innere Richtung beabstandet vom Außenumfang angeordnete, über
den Umfang periodisch wiederkehrend verteilte Ausnehmungen gebildet.
Dies hat den Vorteil, dass zumindest eine Zählspur am Außenumfang der
Zählscheibe und eine radial versetzt zu dieser angeordnete
Zählspur jeweils mit beliebiger Anzahl von Lücken
ausgestaltet werden können. Hierdurch ist es möglich,
dass auf einfachste Weise eine Zählscheibe mit zwei Zählspuren
beliebigen Signalverhältnisses zueinander aus gebildet
werden.
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Vorzugsweise
sind die Ausnehmungen mit gleichem Abstand zueinander angeordnet
und weisen in Umfangsrichtung in etwa gleiche Abmessungen auf. Dadurch
entsteht eine gleichmäßige periodisch wiederkehrende
Lückenstruktur mit in Umfangsrichtung identisch ausgebildeten
Lücken. Die Ausnehmungen sind, beispielsweise durch Stanzen, besonders
einfach herstellbar.
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Beispielsweise
können am Außenumfang der Zählscheibe
eine Verzahnung mit acht in gleichem Abstand zueinander angeordneten
Zähnen und in radial innere Richtung beabstandet vom Außenumfang
vierzig über den Umfang verteilte viereckige Ausnehmungen
an der Zählscheibe vorgesehen sein.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Drehzahlerfassungseinrichtung im Teilschnitt,
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2 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles
einer Drehzahlerfassungseinrichtung,
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3 eine
perspektivische Schnittdarstellung der Drehzahlerfassungseinrichtung,
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4 einen
Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Drehzahlerfassungseinrichtung,
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5 eine
Einzeldarstellung einer Zählscheibe,
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6 eine
Einzeldarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels
einer Zählscheibe,
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7 eine
Einzeldarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
Zählscheibe.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Drehzahlerfassungseinrichtung 1 in der Anordnung mit einer
Welle 2 im Teilschnitt schematisch dargestellt. An der
Welle 2, beispielsweise eine Getriebewelle, ist eine Zählscheibe 3 drehfest
mit dieser verbunden. Die Zählscheibe 3 ist koaxial
mit der Welle 2 angeordnet. An einem von der Welle 2 abgewandten
radial äußeren Abschnitt ist eine erste Zählspur 4 und
an einem einteilig mit diesem und rechtwinklig zu diesem angeordneten
der Welle 2 zugewandten radial inneren Abschnitt ist eine zweite
Zählspur 5 ausgebildet. Die Zählspuren 4, 5 werden
jeweils durch in die Zählscheibe 3 eingebrachte
Lücken gebildet. Der radial äußere Abschnitt ist
in der Drehebene 10 der Zählscheibe 3 senkrecht zur
Drehachse 22 der Welle 2 und der radial innerer Abschnitt
rechtwinklig zum radial äußeren Abschnitt parallel
zur Drehachse 22 angeordnet.
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Ein
feststehender, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Getriebegehäuse
fest verbundener, stabförmig ausgeführter Sensorträger 6 ist
parallel zum radial äußeren Abschnitt und senkrecht
zum radial inneren Abschnitt jeweils durch einen geringfügigen
Luftspalt beabstandet von diesen ausgerichtet. Der Sensorträger 6 weist
zwei in diesen integriert ausgebildete Sensorzellen 8, 9 auf.
Eine erste Sensorzelle 8 ist zur axialen Abtastung axial
gegenüberliegend der ersten Zählspur 4 an
der dem radial äußeren Abschnitt zugewandten Seite
des Sensorträgers 6 ausgebildet, während
eine zweite Sensorzelle 9 radial gegenüberliegend
der zweiten Zählspur 5 an dem der Welle 2 zugewandten
radialen Endabschnitt des Sensorträgers 6 angeordnet
ist. Über Verbindungen 23, 24 können
die von den Sensorzellen 8, 9 jeweils erfassten
Signale an eine nicht dargestellte elektronische Auswerteinheit übermittelt
werden.
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2 zeigt
in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Drehzahlerfassungseinrichtung 1 zur Drehzahlerfassung
an einem Planetenträger 25 einer Nachschaltgruppe
am Ausgang der nicht dargestellten Hauptgetriebewelle eines Kraftfahrzeugs.
Am Planetenträger 25 ist an einem Abtriebsflansch 26 eine
Zählscheibe 3' über Schraubenverbindungen 27 drehfest
mit dem Planetenträger 25 verbunden. Die Zählscheibe 3' weist
an einem rechtwinklig zu ihrer Drehebene 10 flanschseitig
umgebogenen radial äußeren Abschnitt eine erste
Zählspur 4 auf. Diese wird durch periodisch wiederkehrende
am Außenumfang der Zählscheibe 3' verteilt
angeordnete Lücken gebildet. Die Zählscheibe 3' ist über
einen radial inneren Abschnitt an einem zentralen Aufnahmeabschnitt
mit dem Abtriebsflansch 26 drehfest verbunden. An dem radial
inneren Abschnitt ist eine zweite Zählspur 5 durch
periodisch wiederkehrend angeordnete Lücken ausgebildet.
Dabei ist die Anzahl der Lücken der zweiten Zählspur 5 deutlich
kleiner als die Anzahl der Lücken der ersten Zählspur 4.
Dadurch weist die erste Zählspur 4 eine deutlich
größere Signalauflösung als die zweite
Zählspur 5 auf.
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Ein
erster und ein zweiter stabförmig ausgebildeter Sensorträger 6, 7 ist
jeweils radial zum Planetenträger 25 gegenüberliegend
der Zählspuren 4, 5 feststehend angeordnet.
Die Sensorträger 6, 7 sind in Umfangsrichtung
winklig zueinander ausgebildet. Jeder der Sensorträger 6, 7 weist
an seinem den Zählspuren 4, 5 jeweils
zugewandten radialen Endabschnitt eine nicht dargestellte in diesem
integriert zur Abtastung den Zählspuren 4, 5 diesen
jeweils gegenüberliegend angeordnete Sensorzellen auf.
Dabei tastet der erste Sensorträger 6 die erste
Zählspur 4 radial zur Drehachse 30 ab,
während am zweiten Sensorträger 7 die
Abtastung der zweiten Zählspur 5 nur annähernd
radial leicht geneigt zur Drehachse 30 erfolgt. Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass der erste Sensorträger 6 an
der ersten Zählspur 4 hochauflösende
Signale zur Steuerung des Getriebes und der zweite Sensorträger 7 Signale
geringerer Auflösung als Tachosignal über die
Sensorzellen erfassen.
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In 3 ist
die Anordnung aus 2 in einem perspektivischen
Längsschnitt dargestellt. Der radial innere Abschnitt der
Zählscheibe 3' ist in einem vorbestimmten Winkel α zur
Drehebene 10 derselben ausgerichtet. Dabei erfolgt die
Abtastung an der zweiten Zählspur 5 durch den
am Endabschnitt des zweiten Sensorträgers 7 dieser
gegenüberliegend angeordneten nicht dargestellten Sensorzelle
in einem bestimmten, von der Ausrichtung des radial inneren Abschnitts
abhängigen Winkel β gegenüber der Drehachse 30 des
Planetenträgers 25.
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In 4 ist
in einem Teilquerschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehzahlerfassungseinrichtung 1 schematisch
dargestellt. Eine Zählscheibe 3'' ist koaxial
mit einem Planetenträger 25 angeordnet und mit
diesem drehfest verbunden. Die Zählscheibe 3'' weist
am Außenumfang radial äußere Lücken
und in radial innerer Richtung versetzt zu diesen radial innere
Lücken auf. Die radial äußeren Lücken
bilden eine erste Zählspur 4, während
die radial inneren Lücken eine in radial innere Richtung
versetzt zu ersterer angeordnete zweite Zählspur 5 ausbilden.
An einer weiteren mit der Getriebeausgangswelle verbundenen Welle 14 des Sonnenrads
eines nicht dargestellten Planetengetriebes ist eine zweite Zählscheibe 13 vorgesehen.
Die Welle 14 und der Planetenträgers 25 sind
koaxial zu einer Drehachse 31 angeordnet. Die zweite Zählscheibe 13 weist
an ihrem Außenumfang eine dritte Zählspur 12 bildende
Lücken auf.
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Ein
Sensorträger 6 mit drei in diesem integriert angeordneten
Sensorzellen 8, 9, 15 ist parallel zu
der ersten Zählscheibe 3'' angeordnet. Der Endabschnitt
des Sensorträgers 6 ist radial zur Welle 14 angeordnet
und der mit der Welle 14 fest verbundenen zweiten Zählscheibe 13 zugewandt.
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Zur
axialen Erfassung der Signale der ersten und zweiten Zählspur 4, 5 sind
axial gegenüberliegend derselben eine erste und zweite
Sensorzelle 8, 15 am Sensorträger 6 vorgesehen.
Zur radialen Erfassung der von der am Außenumfang der zweiten Zählscheibe 13 von
der dritten Zählspur 12 erzeugten Signale ist
an dem zugewandten Endabschnitt des Sensorträgers 6 ein
drittes Sensorelement 9 radial gegenüberliegend
der dritten Zählspur 12 angeordnet. Die Sensorzellen 8, 15, 9 sind
im Sensorträger 6 in radialer Richtung hintereinander
angeordnet.
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Bei
einer Rotation des Planetenträgers 25 und der
Welle 14 um Ihre gemeinsame Drehachse 31 erzeugen
die Sensorelemente 8, 15 durch axiale Signalerfassung
jeweils ein Drehzahlsignal von dem Planetenträgers 25 und das
Sensorelement 9 durch radiale Signalerfassung ein Drehzahlsignal
von der Welle 14, wobei die Drehzahlsignale jeweils über Verbindungen 23, 24, 11 an
eine nicht dargestellte Auswertelektronik übermittelt werden.
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5 zeigt
in einer Einzeldarstellung ein Ausführungsbeispiel einer
Zählscheibe, bei der am Außenumfang eine erste
Verzahnung mit Zähnen 16 größerer
radialer Zahnlänge und eine zweite Verzahnung mit Zähnen 17 kleinerer
radialer Zahnlänge angebracht sind. Die erste und zweite
Verzahnung weisen jeweils fünfzehn Zähne 16, 17 auf,
die abwechselnd in gleichem Abstand zueinander über den
Umfang verteilt angeordnet sind. Aufgrund der radialen Zahnlängendifferenz
der Verzahnungen relativ zueinander entstehen im radial äußeren
Bereich der ersten Verzahnung zwischen den Zähnen 16 mit
größerer radialer Zahnlänge fünfzehn
in Umfangsrichtung gleichgroße radial äußere
Lücken, die eine erste Zählspur 4 bilden.
Gleichzeitig bilden im radial inneren Bereich der ersten Verzahnung
die Zähne 16 und die Zähne 17 der
zweiten Verzahnung dreißig in Umfangsrichtung gleichgroße
radial innere Lücken einer zweiten Zählspur 5.
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Da
an einem Verzahnungsabschnitt zwischen zwei längeren Zähnen 16 im
radial äußeren Bereich eine radial äußere
Lücke gebildet wird, während im radial inneren
Bereich zwei radial innere Lücken zwischen zwei längeren
Zähnen 16 und einem kürzeren Zahn 17 entstehen,
ist an der Zählscheibe die Anzahl der die zweite Zählspur 5 bildenden
radial inneren Lücken doppelt so groß als die
Anzahl der die erste Zählspur 4 bildenden radial äußeren
Lücken. Dadurch liefert die zweite Zählspur 5 ein
Signal mit doppelt so großer Auflösung als das
von der ersten Zählspur 4 erzeugte Signal. Auf
diese Weise wird zwischen der zweiten Zählspur 5 und
der ersten Zählspur 4 ein Signalverhältnis
von 30:15 = 2:1 an der Zählscheibe erreicht.
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6 zeigt
eine Variante der in 3 dargestellten Zählscheibe,
bei der die längeren Zähne 16 der ersten
Verzahnung jeweils radial außen mit einem T-förmigen
Endabschnitt 18 ausgeführt sind. Dieser bewirkt
im radial äußeren Bereich der ersten Verzahnung
eine Verkleinerung des Abstands zwischen den längeren Zähnen 16 in
Umfangsrichtung. Dadurch werden die radial äußeren
Lücken verkleinert. Dabei sind die T-förmigen
Endabschnitte 18 derart ausgebildet, dass die radial äußeren
Lücken und die radial inneren Lücken jeweils Zählspuren 4, 5 mit Signalen
gleicher Impulsbreite an den jeweiligen Sensorzellen 8, 9, 15 erzeugen.
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In 7 ist
eine beispielhafte Ausbildung der ersten Zählscheibe 3'' aus 4 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird eine erste Zählspur 4 durch
eine am Außenumfang der Zählscheibe 3'' angebrachte
gleichmäßige Verzahnung mit acht Zähnen 19 gebildet,
zwischen denen acht periodisch wiederkehrende, gleichgroße
radial äußere Lücken in Umfangsrichtung
entstehen. In annähernd radial mittiger Anordnung zwischen
dem Außenumfang der Zählscheibe 3'' und
dem Innendurchmesser 20 einer zentralen Aufnahme 33 sind über
den Umfang der Zählscheibe 3'' im gleichem Abstand
zueinander vierzig als viereckige Ausnehmungen 21 an der
Zählscheibe verteilt angeordnet. Die Ausnehmungen 21 bilden
vierzig periodisch wiederkehrende in Umfangsrichtung und in radialer
Richtung gleichgroße radial innere Lücken an der
Zählscheibe 3''. Auf diese Weise ist diese mit
zwei Zählspuren 4, 5 mit einem Signalverhältnis
von 40:8 = 5:1 ausgebildet. Dabei erzeugt die zweite Zählspur 5 ein
Signal mit einer fünfmal so großen Auflösung
wie das von der ersten Zählspur 4 erzeugten Signal.
Denkbar ist aber auch, eine Zählscheibe 3'' mit
zwei Zählspuren 4, 5 mit beliebig verändertem
Signalverhältnis durch beliebig veränderte Anzahl
von Zähnen 19 der Verzahnung 16 und durch
beliebig veränderte Anzahl von Ausnehmungen 21 auszuführen.
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- 1
- Drehzahlerfassungseinrichtung
- 2
- Welle
- 3
- Zählscheibe
- 3'
- Zählscheibe
- 3''
- Zählscheibe
- 4
- Zählspur
- 5
- Zählspur
- 6
- Sensorträger
- 7
- Sensorträger
- 8
- Sensorzelle
- 9
- Sensorzelle
- 10
- Drehebene
- 11
- Verbindung
- 12
- Zählspur
- 13
- Zählscheibe
- 14
- Welle
- 15
- Sensorzelle
- 16
- Zahn
- 17
- Zahn
- 18
- Endabschnitt
- 19
- Zahn
- 20
- Innendurchmesser
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Drehachse
- 23
- Verbindung
- 24
- Verbindung
- 25
- Planetenträger
- 26
- Abtriebsflansch
- 27
- Schraubenverbindung
- 30
- Drehachse
- 31
- Drehachse
- 33
- Aufnahme
- α
- Winkel
- β
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2002/0149340
A1 [0003]