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Die
Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in einem Getriebegehäuse für wenigstens
zwei unterschiedliche Getriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
1. Verschiedene Getriebe weisen heutzutage üblicherweise auch unterschiedliche
Getriebegehäuse
auf. Für
verschieden Getriebevarianten muss also jeweils ein neues eigenes
Gehäuse
konstruiert werden, was aufwendig und kostenintensiv ist. Wesentliche
Unterschiede ergeben sich dabei bei der Lage von Drehzahlsensoren,
welche aufgrund unterschiedlicher Zahnradgrößen in den jeweiligen Getrieben
an unterschiedlichen Stellen der Getriebegehäuse positioniert werden müssen. Alternativ
hierzu können
zusätzliche
Impulssterne vorgesehen sein, an denen die Drehzahl unabhängig von
der Getriebeauslegung sensiert werden kann. Auch dies ist aufwendig,
benötigt
zusätzliche
Bauteile und erhöht die
bewegte Masse des Getriebes.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Sensoranordnung
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiter zu entwickeln,
dass eine Verwendung baugleicher Getriebegehäuse mit gleichen Sensoranordnungen
für unterschiedliche
Getriebetypen ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Eine
derartige Sensoranordnung bezieht sich auf ein Getriebegehäuse für wenigstens
zwei unterschiedliche Getriebe, welche alternativ in diesem Getriebegehäuse verbaut
werden können.
Jedes Getriebe weist dabei wenigstens ein erstes und ein zweites
Zahnrad auf. Zusätzlich
ist ein Sensor vorgesehen, mittels welchem wenigstens ein Parameterwert,
insbesondere für
eine Drehzahl, des jeweiligen Getriebes erfassbar ist. Hierunter
sind insbesondere Sensoren zu verstehen, die mit geeigneten, am
jeweiligen Getriebe vorhandenen oder vorgesehenen detektierbaren
Formelementen oder Markierungen zusammenwirken. Die Markierungen
können
dabei unmittelbar in der geometrischen Form eines jeweiligen Getriebeelementes
bestehen, beispielsweise in der Zahnung eines Getriebezahnrades
selbst. Auch die Verwendung separater, in der Genauigkeit weiter erhöhter Markierungen,
wie beispielsweise Impulssterne, ist möglich.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der Sensor im Bereich eines gedachten Schnittpunktes einer
Kreislinie des ersten Zahnrades des ersten Getriebes mit einer Kreislinie
des zweiten Zahnrades des zweiten Getriebes angeordnet ist. Bevorzugt handelt
es sich bei den jeweiligen Kreislinien um die Kopf- beziehungsweise
Fußlinien
der jeweiligen Zahnräder,
so dass der Sensor im Bereich der Zahnung eines Zahnrades angeordnet
ist. Durch eine solche Sensoranordnung wird nun ermöglicht,
sowohl eine Drehzahlmessung bei einer Kombination aus dem Getriebegehäuse mit
dem ersten Getriebe als auch bei einer Kombination aus dem Getriebegehäuse mit
dem zweiten Getriebe durchzuführen.
Im Falle eines Getriebegehäuses
mit einem verbauten ersten Getriebe erfolgt die Sensierung des wenigstens
einen Parameterwertes dann am ersten Zahnrad, insbesondere an dessen
Kopf- oder Fußlinie.
Im Falle der Verwendung eines Getriebegehäuses mit dem zweiten Getriebe
erfolgt die Sensierung dagegen am zweiten Zahnrad.
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Um
die tatsächlichen
Drehzahlen der jeweiligen Wellen des Getriebes erhalten zu können muss nur
noch aus dem bekannten Zahnungen des jeweiligen Zahnrades und den
gemessenen Parameterwerten auf die tatsächliche Drehzahl zurückgerechnet
werden. Somit ist es vorteilhaft ermöglicht, gleiche Getriebegehäuse für verschiedene
Getriebetypen zu verwenden. Eine Änderung der Sensorposition
ist also nicht mehr nötig.
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Auch
die Verkabelung des Sensors kann vereinfacht werden, da keine Rücksicht
auf mehrere mögliche
Getriebegehäusevarianten
genommen werden muss. Durch direkte Anordnung des Sensors im Bereich
der Zahnung des jeweiligen Zahnrades kann weiterhin auf das Verbauen
zusätzlicher
Impulssterne verzichtet werden. Damit wird die Konstruktion des
jeweiligen Getriebes weiter vereinfacht und dessen bewegliche Masse
verringert. Hierdurch wird vorteilhafter Weise auch die Belastung
der jeweiligen Lager reduziert, was das Getriebe insgesamt verschleißärmer macht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das erste Zahnrad des ersten Getriebes einen größeren Durchmesser
auf, als das erste Zahnrad des zweiten Getriebes. Weiterhin weist
bevorzugt das zweite Zahnrad des zweiten Getriebes einen größeren Durchmesser
auf, als das zweite Zahnrad des ersten Getriebes. In dieser Kombination ergeben
sich also zwei gedachte Schnittpunkte entsprechender Kreislinien
des ersten Zahnrads des ersten Getriebes mit einer entsprechenden
Kreislinie des zweiten Zahnrads des zweiten Getriebes. Je nach weiteren baulichen
Gegebenheiten kann einer dieser Schnittpunkte als Sensorposition
ausgewählt
werden. Hierbei besteht also noch eine gewisse Flexibilität in der Anbringung
des Sensors, was beispielsweise eine Optimierung der Sensoranordnung
auf äußere Bauraumgegebenheiten
hin ermöglicht.
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Bevorzugt
verläuft
die Haupterstreckungsrichtung des Drehzahlsensors parallel zu einer
Antriebsachse des ersten beziehungsweise zweiten Getriebes. Der
Sensor wird also nicht mehr, wie im Stand der Technik üblich, senkrecht
zu dieser Achse verbaut, wodurch weiterer Bauraum eingespart werden
kann.
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Zur
Aufnahme des Sensors ist bevorzugt eine Bohrung im Getriebegehäuse vorgesehen,
in welcher der Sensor angeordnet ist. Der Sensor ist stabil mit
dem Gebäude
verbaut und muss nicht separat gehalten werden. Alle beweglichen
Teile des Getriebes bleiben im Wesentlichen vom Getriebegehäuse abgedeckt,
so dass beispielsweise keine frei zugänglichen Impulssterne zur Drehzahlsensierung mehr
vorgesehen sein müssen.
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Bevorzugt
ist das erste Zahnrad des jeweiligen Getriebes auf einer Antriebswelle
und das zweite Zahnrad des jeweiligen Getriebes auf einer Vorgelegewelle
des jeweiligen Getriebes angeordnet.
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Die
Erfindung betrifft schließlich
noch einen Kraftwagen mit einer Sensoranordnung der beschriebenen
Art.
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Im
Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen
näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
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1 A und B jeweils eine schematische Darstellung
der Zusammenwirkung zweier Zahnräder
von zwei Getriebevarianten,
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2 eine
schematische Überlagerung
der beiden in 1 gezeigten Getriebevarianten
mit zwei alternativen Sensorpositionen,
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3 eine
Schnittdarstellung einer Antriebswelle eines Getriebes mit einer
Sensoranordnung nach dem Stand der Technik,
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4 eine
Schnittdarstellung einer Antriebswelle eines Getriebes mit einem
Ausführungsbeispiel einer
schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
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1 A und B zeigen zwei unterschiedliche Getriebe.
Das in 1 gezeigte, im Ganzen mit 10 bezeichnete
Getriebe umfasst ein erstes 12 und ein zweites Zahnrad 14.
Das erste Zahnrad 12 ist dabei als Antriebszahnrad ausgebildet,
welches um eine Drehachse 16 rotiert und das Vorlagezahnrad 14, welches
um eine weitere Drehachse 18 rotiert antreibt. Das in 1 B gezeigte Getriebe 20 umfasst ebenfalls
ein erstes Zahnrad 22 welches als Antriebszahnrad ausgebildet
ist und um die Achse 24 rotiert, sowie ein zweites Zahnrad 26 welches
als Zahnrad einer Vorgelegewelle ausgebildet ist, vom ersten Zahnrad 22 getrieben
wird und um die Achse 28 rotiert. Für die beiden Getriebe 10 und 20 müssen bei Verwendung
von aus dem Stand der Technik bekannten Sensoranordnungen zur Drehzahlmessung
jeweils unterschiedliche Sensorpositionen gefunden werden um eine
Drehzahlsensierung zu ermöglichen.
Alternativ ist es möglich
auf einer einem der Zahnräder 12, 14, 22, 26 zugeordneten
Welle einen Impulsstern anzuordnen und die Drehzahl durch Messung
der Drehung des Impulssterns zu sensieren. Auch dies ist nachteilig,
da der Impulsstern die bewegte Masse des Getriebes erhöht.
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2 zeigt
eine Überlagerung
der in den 1 A und B gezeigten Getriebe 10 und 20.
Es ist dabei zu beachten, dass die jeweiligen Achsen 16, 24 und 18, 28 der
ersten Zahnräder 12, 22 und
der zweiten Zahnräder 14, 26 jeweils
koaxial verlaufen. Um eine Sensoranordnung zu schaffen, welche die
Verwendung des gleichen Getriebegehäuses sowie der gleichen Sensoranordnung
zur Drehzahlsensierung am ersten Getriebe 10 sowie am zweiten
Getriebe 20 ermöglicht,
stehen, wie aus 2 zu entnehmen ist, zwei mögliche Sensorpositionen 30, 32 zur
Verfügung.
Diese werden durch die gedachten Schnittpunkte einer Kreislinie
des ersten Zahnrads 12 des ersten Getriebes 10 mit
einer Kreislinie des zweiten Zahnrads 26 des zweiten Getriebes 20 gebildet.
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Ist
im entsprechenden Getriebegehäuse
das erste Getriebe 10 verbaut, so kann ein an den Positionen 30 oder 32 angebrachter
Sensor die Drehzahl des ersten Zahnrades 12 des ersten
Getriebes 10 an dessen Zahnung abnehmen. Wird statt dessen
das zweite Getriebe 20 im gleichen Gehäuse mit der gleichen Sensoranordnung
verbaut, kann am ersten Zahnrad 22 des zweiten Getriebes 20 an
den Positionen 30 beziehungsweise 32 keine Drehzahlsensierung
erfolgen. Statt dessen erfasst ein an den Positionen 30 oder 32 angeordneter
Drehzahlsensor die Drehzahl des zweiten Zahnrades 26 des
zweiten Getriebes 20, da nun dessen Zahnung durch die Positionen 30 beziehungsweise 32 läuft. Die
in den 1 und 2 gezeigten
Umfangslinien der lediglich schematisch dargestellten Zahnräder 12, 14, 22, 26 können dabei
Kopf- oder Fußlinien
der Zahnung der jeweiligen Zahnräder
darstellen. Alternativ kann der Sensor im Bereich zwischen den jeweiligen
Kopf- und Fußlinien
angeordnet werden, solange er noch in der Lage ist die Zahnung eines
der Zahnräder 12, 26 zu
erfassen.
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3 zeigt
einen Schnitt durch die Antriebswelle 34, welche um die
Drehachse 16 rotiert. Das erste Zahnrad 12 des
Getriebes ist dabei fest mit der Welle 34 verbunden. Weiterhin
ist ein Impulsstern 36 drehfest mit der Welle 34 verbunden.
Ein Drehzahlsensor 38 ist im Bereich des Impulssterns 36 angeordnet,
um so die Drehzahl der Welle 34 detektieren zu können. Die
Haupterstreckung des Drehzahlsensors 38 ist dabei senkrecht
zur Drehachse 16 der Welle 34. Die Vorgelegewelle
des gesamten Getriebes ist hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.
Bei Verwendung eines anderen Getriebes zusammen mit dem Sensor 38 muss
dabei gegebenenfalls die Sensorposition geändert werden, um eine zuverlässige Drehzahlsensierung
zu ermöglichen.
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4 zeigt
die Anordnung eines Sensors 38 in einer Ausführungsform
der Erfindung. Wiederum ist ein erstes Zahnrad 12 drehfest
mit einer Welle 34, welche um eine Achse 16 rotiert
verbunden. Auch hier ist die Vorgelegewelle nicht gezeigt. Im Gegensatz
zum Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Sensoranordnung auf den
Impulsstern 36 verzichtet werden. Der Drehzahlsensor 38 nimmt
viel mehr die Drehzahl direkt am Zahnrad 12 des Getriebes
ab. Die Längserstreckungsrichtung
des Sensors 38 ist hierbei parallel zur Achse 16 der
Welle 34. Wird im nicht dargestellten Gehäuse des
Getriebes nun eine andere Antriebswelle als die gezeigte Welle 34 verbaut,
so kann der Sensor 38 noch immer die Drehzahl des Getriebes
detektieren, in dem er die Drehzahl eines zweiten Zahnrades 26 der
Vorgelegewelle abnimmt, wie in der Prinzipdarstellung aus 2 erkennbar
ist.
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- 10
- Getriebe
- 12
- Zahnrad
- 14
- Zahnrad
- 16
- Drehachse
- 18
- Drehachse
- 20
- Getriebe
- 22
- Zahnrad
- 24
- Achse
- 26
- Zahnrad
- 28
- Achse
- 30
- Sensorposition
- 32
- Sensorposition
- 34
- Antriebswelle
- 36
- Impulsstern
- 38
- Drehzahlsensor