WO2019011883A1 - Temperature determination at a superimposition transmission - Google Patents

Abstract

A planetary gearing with an axis of rotation comprises a first gearwheel, a second gearwheel, and a carrier, which are mounted rotatably about the axis of rotation. A third gearwheel, which is mounted rotatably on the carrier and which is engaged with the first and the second gearwheel is also provided. In addition, the superimposition transmission comprises a housing, a temperature sensor, which is mounted on the carrier eccentrically relative to the axis of rotation, and an evaluation device which is mounted on the housing eccentrically relative to the axis of rotation. Here, the evaluation device is designed to excite the temperature sensor electromagnetically and to provide a temperature signal on the basis of an electromagnetic response to the excitation.

Description

Temperaturbestimmung an einem Überlagerungsgetriebe  Temperature determination on a superposition gearbox

Die Erfindung betrifft ein Überlagerungsgetriebe. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Temperatur an einem Überlagerungsgetriebe. The invention relates to a superposition gear. In particular, the invention relates to the determination of a temperature at a superposition gear.

Ein Überlagerungsgetriebe umfasst mehrere miteinander in Eingriff stehende Zahnräder, die jeweils um ein Lager drehbar gelagert sind. Zur Überwachung eines Belastungs- oder Funktionszustands des Überlagerungsgetriebes soll eine Temperatur eines sich im Betrieb um eine Drehachse drehenden Bauteils bestimmt werden. Dazu sind verschiedene Vorschläge gemacht worden. A superposition gear comprises a plurality of meshing gears, which are each rotatably mounted about a bearing. To monitor a load or functional state of the superposition gearing, a temperature of a component which rotates about an axis of rotation during operation is to be determined. For this purpose, various proposals have been made.

WO 03/100743 betrifft eine Anordnung zur Messung von Drehzuständen um eine Drehachse. Eine drehbare, ringförmige erste Antenne soll für eine vom Drehzustand unabhängige Kopplung mit einer feststehenden zweiten Antenne sorgen. WO 03/100743 relates to an arrangement for measuring rotational states about an axis of rotation. A rotatable annular first antenna is intended to provide a rotation independent coupling with a fixed second antenna.

WO 2015/107142 A1 schlägt eine Anordnung zur Bestimmung eines Getriebeparameters mittels RFI D-Technologie vor. Eine ringförmige, feststehende erste Antenne steht in Kopplung mit einer drehbaren zweitenWO 2015/107142 A1 proposes an arrangement for determining a transmission parameter by means of RFI D technology. An annular fixed first antenna is coupled to a rotatable second one

Antenne. Antenna.

EP 1 160 556 A2 zeigt ein System zur Messung physikalischer Größen an einer drehbaren Welle, wobei Informationen zwischen einem drehbaren und einem feststehenden Element drahtlos übermittelt werden. EP 1 160 556 A2 shows a system for measuring physical quantities on a rotatable shaft, wherein information is transmitted wirelessly between a rotatable and a stationary element.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik, die eine verbessert funktionssichere und genaue Temperaturbestimmung an einem Überlagerungsgetriebe ermöglicht. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigenAn object underlying the invention is to provide an improved technique that allows improved reliable and accurate temperature determination on a superposition gearbox. The invention solves this problem by means of the objects of the independent

Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Ein Umlaufrädergetriebe mit einer Drehachse umfasst ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad und einen Träger, die um die Drehachse drehbar gelagert sind; ferner ein drittes Zahnrad, das drehbar auf dem Träger gelagert ist und das mit dem ersten und dem zweiten Zahnrad in Eingriff steht. Außerdem umfasst das Umlaufrädergetriebe ein Gehäuse; einen Temperatursensor, der exzentrisch zur Drehachse am Träger angebracht ist; und eine Auswerteeinrichtung, die exzentrisch zur Drehachse am Gehäuse angebracht ist. Dabei ist die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet, den Temperatursensor elektromagnetisch anzuregen, und auf Basis einer elektromagnetischen Antwort auf die Anregung ein Temperatursignal bereitzustellen. An epicyclic gearbox having an axis of rotation comprises a first gear, a second gear and a carrier, which are rotatably mounted about the rotation axis; a third gear rotatably supported on the carrier and engaged with the first and second gears. In addition, this includes Planetary gear a housing; a temperature sensor which is mounted eccentrically to the axis of rotation on the carrier; and an evaluation device which is mounted eccentrically to the axis of rotation on the housing. In this case, the evaluation device is set up to electromagnetically excite the temperature sensor and to provide a temperature signal based on an electromagnetic response to the excitation.

Das Umlaufrädergetriebe erlaubt eine verbesserte Überwachung einer Temperatur am Träger, wobei sowohl die Energieübertragung als auch die Informationsübertragung zwischen dem Temperatursensor und der Auswerteeinrichtung drahtlos erfolgen. Der Temperatursensor benötigt keine weitere Energiequelle. Wartungsintervalle für das Umlaufrädergetriebe können daher vergrößert sein. The planetary gear allows improved monitoring of a temperature at the carrier, wherein both the energy transfer and the information transfer between the temperature sensor and the evaluation done wirelessly. The temperature sensor requires no further energy source. Maintenance intervals for the planetary gear can therefore be increased.

In einer ersten Ausführungsform erfolgt die Temperaturbestimmung und -Übermittlung mittels RFI D-Technologie. Seitens des Temperatursensors ist eine Antenne und ein mit dieser verbundener Kleinstcomputer vorgesehen, der bei elektromagnetischer Anregung eine Identifikation und einen Messwert elektromagnetisch übermitteln kann. In a first embodiment, the temperature determination and transmission takes place by means of RFI D technology. On the part of the temperature sensor, an antenna and a microcomputer connected thereto are provided, which can transmit an identification and a measured value electromagnetically upon electromagnetic excitation.

In einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist der Temperatursensor dazu eingerichtet, auf Basis einer empfangenen elektromagnetischen Anregung eine Oberflächenwelle in ein Substrat einzuleiten, und auf Basis einer Oberflächenwelle, die das Substrat durchlaufen hat, eine elektromagnetische Welle auszusenden, wobei das Substrat dazu eingerichtet ist, die Oberflächenwelle in Abhängigkeit der Temperatur weiterzuleiten. In a preferred second embodiment, the temperature sensor is adapted to initiate a surface wave into a substrate based on a received electromagnetic excitation, and to emit an electromagnetic wave based on a surface wave having passed through the substrate, the substrate being adapted to the surface wave depending on the temperature forward.

Diese Technologie wird auch SAW (surface acoustic wave) genannt. Im Unterschied zur RFI D-Technologie muss kein aktiver elektronischer Schaltkreis seitens des Temperatursensors vorgesehen werden. Der Temperatursensor kann dadurch unempfindlicher aufgebaut sein und beispielsweise auch höhere Temperaturen über längere Zeiträume aushalten können. Ein üblicher SAW- Schaltkreis widersteht Temperaturen von bis zu ca. 250 °C, kurzzeitig (bis zu 40 Sekunden) bis zu 320 °C. Spezielle Ausführungen könnten Temperaturen von bis zu 1 .000 °C widerstehen. Der passive SAW-Schaltkreis kann kostengünstig herstellbar sein. Prinzipbedingt ist keine externe Energiequelle wie eine Batterie seitens des Temperatursensors erforderlich. Speziell im Vergleich zu einem induktiven System kann eine relativ große Lesedistanz zwischen dem Temperatursensor und der Auswerteeinrichtung überbrückt werden. Auch in einer physikalisch (Hitze, Vibrationen, aggressive Medien) oder elektromagnetisch (hohe Spannungen oder Ströme im Umfeld, statische oder dynamische Felder) schwierigen Umgebung können Lesedistanzen im Bereich von mehreren Dezimetern bis hin zu ca. 2 Metern erreicht werden. Das SAW-Prinzip erlaubt hohe Relativgeschwindigkeiten von bis zu ca. 500 km/h, auch wenn sich der Temperatursensor und die Auswerteeinrichtung nur kurz in Lesedistanz befinden. Die hohe Geschwindigkeit kann dadurch ermöglicht sein, dass keine aktive Kommunikation aufgebaut werden muss. Ein SAW-Schaltkreis ist üblicherweise als einzelner elektronischer Schaltkreis mit allen erforderlichen Bauelementen aufgebaut. Dabei kann er beispielsweise in einem belastungsfähigen Stahl- oder Keramikgehäuse verpackt sein. This technology is also called SAW (surface acoustic wave). Unlike RFI D technology, there is no need to provide an active electronic circuit from the temperature sensor. The temperature sensor can thus be made less sensitive and, for example, can withstand higher temperatures for longer periods of time. A typical SAW circuit can withstand temperatures up to about 250 ° C for a short time (up to 40 seconds) up to 320 ° C. Special versions could withstand temperatures of up to 1, 000 ° C. The passive SAW circuit can be produced inexpensively. Due to the principle, no external energy source such as a battery on the part of the temperature sensor is required. Especially in comparison to an inductive system, a relatively large reading distance between the temperature sensor and the evaluation device can be bridged. Even in a difficult environment (heat, vibration, aggressive media) or electromagnetically (high voltages or currents in the environment, static or dynamic fields) reading distances in the range of several decimeters up to about 2 meters can be achieved. The SAW principle allows high relative speeds of up to approx. 500 km / h, even if the temperature sensor and the evaluation device are only briefly in reading distance. The high speed can be made possible by the fact that no active communication must be established. A SAW circuit is usually constructed as a single electronic circuit with all required components. It can be packed, for example, in a load-bearing steel or ceramic housing.

Der SAW-Schaltkreis arbeitet üblicherweise auf Basis einer Echoerzeugung. Von außen erfolgt eine drahtlose elektromagnetische Anregung, beispielsweise in Form eines niederenergetischen Radarimpulses, der in eine mechanische (akustische) Oberflächenwelle auf einem Substrat umgewandelt wird. Nach Durchlaufen einer vorbestimmten Strecke wird Oberflächenwelle in eine elektromagnetische Antwort zurückgewandelt und drahtlos ausgesandt. Die Antwort entspricht einem zeitverzögerten Echo der Anregung, wobei der zeitliche Abstand zur Anregung oder eine Verformung des Echosignals auf einen Messwert hinweisen kann. Dazu kann das Substrat seine Übermittlungseigenschaften in Abhängigkeit der zu messenden Größe verändern. In einer ersten Ausführungsform umfasst der Temperatursensor eine ersteThe SAW circuit usually operates on the basis of echo generation. From the outside there is a wireless electromagnetic excitation, for example in the form of a low-energy radar pulse, which is converted into a mechanical (acoustic) surface wave on a substrate. After passing a predetermined distance, the surface wave is converted back to an electromagnetic response and wirelessly transmitted. The response corresponds to a time-delayed echo of the excitation, wherein the time interval for excitation or a deformation of the echo signal can indicate a measured value. For this purpose, the substrate can change its transmission properties depending on the size to be measured. In a first embodiment, the temperature sensor comprises a first

Antenne zur Umwandlung einer elektromagnetischen Anregung in ein erstes elektrisches Signal; einen ersten Umsetzer zur Erzeugung einer Oberflächenwelle auf Basis des ersten elektrischen Signals; einen zweiten Umsetzer zur Umsetzung einer Oberflächenwelle in ein zweites elektrisches Signal; und eine zweite Antenne zur Aussendung einer elektromagnetischenAn antenna for converting an electromagnetic excitation into a first electrical signal; a first converter for generating a surface acoustic wave based on the first electrical signal; a second converter for converting a surface wave into a second electrical signal; and a second antenna for emitting an electromagnetic

Antwort auf Basis des zweiten elektrischen Signals. Die Umsetzer können jeweils piezoelektrische Elemente umfassen. Das Substrat wird üblicherweise als Halbleitersubstrat realisiert. Die Antennen können als Metallstrukturen ausgebildet sein. Response based on the second electrical signal. The converters may each comprise piezoelectric elements. The substrate is usually realized as a semiconductor substrate. The antennas may be formed as metal structures.

In einer zweiten Ausführungsform fallen einige der genannten Elemente paarweise zusammen. Beispielsweise können die beiden Antennen oder die beiden Umsetzer jeweils nur als ein Element ausgebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Substrat einen Reflektor zur Reflexion der Oberflächenwelle. Der Temperatursensor kann dadurch besonders einfach aufgebaut sein. In a second embodiment, some of said elements coincide in pairs. For example, the two antennas or the two converters can each be designed only as one element. In a particularly preferred embodiment, the substrate comprises a reflector for reflecting the surface wave. The temperature sensor can be constructed particularly simple.

Der Träger kann im Bereich des dritten Zahnrads einen Flüssigkeitskanal für ein Fluid aufweisen, wobei der Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des Fluids eingerichtet ist. Das Fluid kann insbesondere Öl oder eineThe carrier may have in the region of the third gear a fluid channel for a fluid, wherein the temperature sensor is adapted to determine the temperature of the fluid. The fluid may in particular oil or a

Kühlflüssigkeit umfassen, die zur Schmierung und/oder Entwärmung im Bereich des Trägers zirkuliert wird. Include cooling fluid, which is circulated for lubrication and / or cooling in the area of the carrier.

Zwischen dem Träger und dem dritten Zahnrad kann ein Lager vorgesehen sein, wobei der Temperatursensor zur Bestimmung der Lagertemperatur eingerichtet ist. Das Lager kann beispielsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager umfassen.A bearing may be provided between the carrier and the third gear, the temperature sensor being arranged to determine the bearing temperature. The bearing may include, for example, a plain bearing or a rolling bearing.

Bevorzugt ist der Temperatursensor physisch nahe an der Stelle angebracht, deren Temperatur zu bestimmen ist. In einer weiteren Ausführungsform kann derPreferably, the temperature sensor is physically located close to the location whose temperature is to be determined. In a further embodiment, the

Temperatursensor jedoch auch eine flexible oder starre, vorbestimmte Verbindung zwischen einem temperaturempfindlichen Ende und den SAW-Temperature sensor but also a flexible or rigid, predetermined connection between a temperature-sensitive end and the SAW

Komponenten umfassen. Die Wahl des Messpunkts oder die Montage desComponents include. The choice of the measuring point or the mounting of the

Temperatursensors können dadurch erleichtert sein. Temperature sensors can be facilitated.

Im Bereich des dritten Zahnrads können mehrere Temperatursensoren am Träger angebracht sein. Dadurch kann eine redundante Temperaturbestimmung durchgeführt werden oder unterschiedliche Abschnitte im Bereich des dritten Zahnrads können einzeln temperaturüberwacht werden. In the area of the third gear several temperature sensors can be mounted on the carrier. As a result, a redundant temperature determination can be carried out or different sections in the region of the third gearwheel can be individually temperature-monitored.

Am Träger können mehrere dritte Zahnräder jeweils drehbar gelagert sein, wobei die dritten Zahnräder jeweils mit den beiden anderen Zahnrädern in Eingriff stehen. Am Träger kann im Bereich jedes dritten Zahnrads jeweils ein Temperatursensor angebracht sein. Die Temperaturen der dritten Zahnräder bzw. ihrer Lager können dadurch verbessert individuell bestimmt werden. On the carrier, a plurality of third gears may each be rotatably supported, wherein the third gears are respectively engaged with the other two gears. On the carrier can each in the range of every third gear Temperature sensor attached. The temperatures of the third gears or their bearings can thereby be determined individually improved.

Die Anordnung der Sensoren am Träger kann an einem Element dessen, insbesondere an der Trägerscheibe oder in dieser gelagerten Pin bzw.The arrangement of the sensors on the carrier may be on an element thereof, in particular on the carrier disk or in this mounted pin or

Planetenradbolzen erfolgen. Planet wheel bolt done.

In Ausführungsformen mit mehreren Temperatursensoren ist bevorzugt, dass nur eine einzige Auswerteeinrichtung benutzt wird. Die Auswerteeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, mehrere Temperatursensoren elektromagnetisch anzuregen und die elektromagnetischen Antworten der Temperatursensoren jeweils einem Temperatursensor zuzuordnen. In einer Ausführungsform erfolgt die Identifikation eines Temperatursensors über einen Drehwinkel des Trägers gegenüber dem Gehäuse. Die Temperatursensoren werden zyklisch nacheinander angeregt und abgefragt. In einer anderen Ausführungsform sind die verwendeten Temperatursensoren individuell codiert, indem sie unterschiedliche feste Verzögerungszeiten ihrer Antworten realisieren. Auf Basis der festen Verzögerung zwischen der elektromagnetischen Anregung und der Antwort kann der Sensor identifiziert werden und die Temperatur kann auf Basis einer Signalform, Häufigkeit, Amplitude oder insbesondere einer weiteren, kleineren Verzögerung des Echos bestimmt werden. In embodiments with a plurality of temperature sensors, it is preferred that only a single evaluation device is used. The evaluation device may be configured to electromagnetically excite a plurality of temperature sensors and to assign the electromagnetic responses of the temperature sensors to a respective temperature sensor. In one embodiment, the identification of a temperature sensor takes place via a rotation angle of the carrier relative to the housing. The temperature sensors are cyclically excited one after the other and polled. In another embodiment, the temperature sensors used are individually coded by realizing different fixed delay times of their responses. Based on the fixed delay between the electromagnetic stimulus and the response, the sensor can be identified and the temperature can be determined based on a waveform, frequency, amplitude or, in particular, another, smaller delay of the echo.

Das Umlaufrädergetriebe kann bevorzugt als Summiergetriebe betrieben werden. Dazu wird das Umlaufrädergetriebe im Drei-Wellen-Betrieb mit zwei Antriebswellen und einer Abtriebswelle betrieben. In unterschiedlichenThe epicyclic gearing may preferably be operated as a summation gearing. For this purpose, the planetary gear is operated in three-shaft operation with two drive shafts and one output shaft. In different

Ausführungsformen kann die Abtriebswelle mit dem Träger oder einem der Zahnräder gekoppelt sein. Eine Drehrichtung und/(oder) Geschwindigkeit des Trägers gegenüber dem Gehäuse kann in unterschiedlichen Betriebszuständen des Summiergetriebes variieren. Embodiments, the output shaft may be coupled to the carrier or one of the gears. A direction of rotation and / or velocity of the carrier relative to the housing may vary in different operating states of the summing gear.

Eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und das oben beschriebene Umlaufrädergetriebe. Dabei koppelt der Drehmomentwandler den Träger mit dem ersten oder dem zweiten Zahnrad um die Drehachse. Eine derartige Einrichtung ist auch als variables, mechanisch-hydrodynamisches Getriebe bekannt. DurchA means for transmitting torque includes a hydrodynamic torque converter and the epicyclic gearbox described above. In this case, the torque converter couples the carrier with the first or the second gear around the axis of rotation. Such a device is also known as a variable, mechanical-hydrodynamic transmission. By

Beeinflussung des Drehmomentwandlers kann die zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle übertragene Leistung zu einem größeren oder kleineren Anteil durch den Drehmomentwandler geleitet werden. Ein Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite kann dadurch beeinflusst werden. Affecting the torque converter may be that between an input shaft and an output shaft transmitted power to a greater or lesser proportion are passed through the torque converter. A speed ratio between the input side and the output side can be influenced thereby.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

Fig. 1 ein Umlaufrädergetriebe in einer ersten Ausführungsform; Fig. 1 is a planetary gear in a first embodiment;

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Temperaturbestimmung; 2 shows a device for determining temperature;

Fig. 3 Ausführungsformen von Temperatursensoren für eine Vorrichtung nach Fig. 2;  FIG. 3 shows embodiments of temperature sensors for a device according to FIG. 2; FIG.

Fig. 4 eine beispielhafte Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment; 4 shows an exemplary device for transmitting torque.

Fig. 5 ein Umlaufrädergetriebe in einer zweiten Ausführungsform; 5 shows a planetary gear in a second embodiment.

Fig. 6 ein Umlaufrädergetriebe in einer dritten Ausführungsform; undFig. 6 is a planetary gear in a third embodiment; and

Fig. 7 ein Umlaufrädergetriebe in einer vierten Ausführungsform; und darstellt. Fig. 7 is a planetary gear in a fourth embodiment; and represents.

Figur 1 zeigt ein Umlaufrädergetriebe 100 in einer ersten, exemplarischen Ausführungsform als Planetengetriebe. Um eine Drehachse 105 sind ein erstes Zahnrad 1 10, das hier als Hohlrad ausgeführt ist, ein zweites Zahnrad 1 15, das hier als Sonnenrad ausgeführt ist, und ein Träger 120 (auch: Planetenradträger) drehbar angeordnet. Auf dem Träger 120 ist ein drittes Zahnrad 125, das hier als Planetenrad ausgeführt ist, drehbar gelagert. Das dritte Zahnrad 125 befindet sich im drehmomentschlüssigen Eingriff mit dem ersten Zahnrad 1 10 und dem zweiten Zahnrad 1 15. Mit dem ersten Zahnrad 1 10, dem zweiten Zahnrad 1 15 und dem Träger 120 kann jeweils eine Welle verbunden werden. Soll das Umlaufrädergetriebe 100 im Zwei-Wellen-Betrieb verwendet werden, so wird eine der Wellen an einem Gehäuse 130 oder einer Umgebung drehfest angebracht. Die verbleibenden beiden Wellen sind dann als Eingangsseite und Ausgangsseite zu verwenden. Das Umlaufrädergetriebe 100 kann auch als Überlagerungsgetriebe verwendet werden, indem zwei der Wellen jeweils als Antriebsseite und die dritte als Abtriebsseite verwendet wird. Ein Anwendungsbeispiel hierzu wird unten mit Bezug auf Figur 4 beschrieben. Am Träger 120, im Bereich des dritten Zahnrads 125, befindet sich eine Belastungsstelle 135, deren Temperatur bestimmt werden soll. Die Belastungsstelle 135 kann einen Punkt an einem Lager 140 zwischen dem dritten Zahnrad 125 und dem Träger 120 umfassen. Die Belastungsstelle 135 kann jedoch auch im Bereich eines Flüssigkeitskanals 145 liegen, durch den insbesondere ein Fluid wie Öl durch das Umlaufrädergetriebe 100 gefördert werden kann. FIG. 1 shows an epicyclic gear 100 in a first, exemplary embodiment as a planetary gear. To a rotational axis 105, a first gear 1 10, which is designed here as a ring gear, a second gear 1 15, which is designed here as a sun gear, and a carrier 120 (also: planet carrier) rotatably arranged. On the carrier 120, a third gear 125, which is designed here as a planetary gear, rotatably supported. The third gear 125 is in torque-locking engagement with the first gear 1 10 and the second gear 1 15. With the first gear 1 10, the second gear 1 15 and the carrier 120 can each be connected to a shaft. If the epicyclic gear 100 to be used in two-shaft operation, so one of the waves on a housing 130 or an environment is rotatably mounted. The remaining two waves are then to be used as the input side and the output side. The epicyclic gear 100 can also be used as a superposition gear by using two of the shafts as the drive side and the third as the driven side, respectively. An example of this will be described below with reference to FIG. On the carrier 120, in the region of the third gear 125, there is a load point 135 whose temperature is to be determined. The load point 135 may include a point on a bearing 140 between the third gear 125 and the carrier 120. However, the load point 135 may also lie in the region of a liquid channel 145, through which in particular a fluid such as oil can be conveyed through the epicyclic gear 100.

Eine Messvorrichtung 150 umfasst einen Temperatursensor 155 und eine Auswerteeinrichtung 160, die beide exzentrisch, also jeweils in einem vorbestimmten radialen Abstand zur Drehachse 105 angebracht sind. Dabei ist der Temperatursensor 155 am Träger 120 und die Auswerteeinrichtung 160 am Gehäuse 130 befestigt. Der Temperatursensor 155 und die Auswerteeinrichtung 160 sind so angebracht, dass sie sich im Lauf einer Umdrehung des Trägers 120 gegenüber dem Gehäuse 130 einmal in einer minimalen Distanz zueinander befinden. In einer erste Variante besteht dabei ein radialer Spalt und in einer zweiten Variante ein axialer Spalt zwischen dem Temperatursensor 155 und der Auswerteeinrichtung 160. Die Elemente 155, 160 können auch schräg zur Drehachse 105 ausgerichtet werden. A measuring device 150 comprises a temperature sensor 155 and an evaluation device 160, both of which are mounted eccentrically, ie in each case at a predetermined radial distance from the axis of rotation 105. In this case, the temperature sensor 155 on the carrier 120 and the evaluation device 160 is attached to the housing 130. The temperature sensor 155 and the evaluation device 160 are mounted so that they are at a minimum distance from each other during the course of one revolution of the carrier 120 relative to the housing 130. In a first variant, there is a radial gap and, in a second variant, an axial gap between the temperature sensor 155 and the evaluation device 160. The elements 155, 160 can also be aligned obliquely to the axis of rotation 105.

Die Auswerteeinrichtung 160 kann mit einer Verarbeitungseinrichtung 165 verbunden werden. Eine Übertragung von Energie von der Auswerteeinrichtung 160 zum Temperatursensor 155 oder eine Übertragung einer auf die Temperatur an der Belastungsstelle 135 hinweisenden Information vom Temperatursensor 155 zur Auswerteeinrichtung 160 erfolgen jeweils bevorzugt elektromagnetisch. The evaluation device 160 can be connected to a processing device 165. A transmission of energy from the evaluation device 160 to the temperature sensor 155 or a transmission of information indicative of the temperature at the point of loading 135 from the temperature sensor 155 to the evaluation device 160 are preferably carried out electromagnetically.

Der Temperatursensor 155 kann nach dem RFID- oder bevorzugt nach dem SAW-Prinzip aufgebaut sein. Ein temperaturempfindlicher Bereich des Temperatursensors 155 kann durch eine flexible oder starre Verbindung von einem elektromagnetischen Übertragungselement entfernt sein. Die Verbindung kann sich gerade oder entlang einer vorbestimmten Kurve erstrecken. The temperature sensor 155 may be constructed according to the RFID or preferably according to the SAW principle. A temperature sensitive region of the temperature sensor 155 may be remote from an electromagnetic transmission element by a flexible or rigid connection. The connection may extend straight or along a predetermined curve.

Die Auswerteeinrichtung 165 kann vollständig im Bereich des Gehäuses 130 einstückig aufgebaut sein. Teile der Auswerteeinrichtung 160 können auch entfernt im Bereich der Verarbeitungseinrichtung 165 angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Hochfrequenzgenerator entfernt vorgesehen sein und ein erzeugtes Hochfrequenzsignal kann etwa mittels eines Koaxialkabels an eine am Gehäuse 130 angebrachte Antenne übermittelt werden. Grundsätzlich erfolgt die Temperaturbestimmung, indem, wenn sich der Temperatursensor 155 und die Auswerteeinrichtung 160 nahe genug aneinander befinden, ein elektromagnetisches Feld oder eine elektromagnetische Welle seitens derThe evaluation device 165 may be constructed completely in the region of the housing 130 in one piece. Parts of the evaluation device 160 can also be arranged remotely in the region of the processing device 165. For example, a high frequency generator may be provided remotely and a generated high-frequency signal can be transmitted to a mounted on the housing 130 antenna, for example by means of a coaxial cable. In principle, the temperature is determined by an electromagnetic field or an electromagnetic wave from the side when the temperature sensor 155 and the evaluation device 160 are close enough to each other

Auswerteeinrichtung 160 an den Temperatursensor 155 übermittelt wird. Dieser erzeugt in Abhängigkeit der im Bereich der Belastungsstelle 135 geltenden Temperatur eine Antwort, die elektromagnetisch an die Auswerteeinrichtung 160 zurückübermittelt wird. Evaluation device 160 is transmitted to the temperature sensor 155. Depending on the temperature prevailing in the region of the load point 135, this generates a response which is transmitted back electromagnetically to the evaluation device 160.

Figur 2 zeigt eine Messvorrichtung 150 zur Temperaturbestimmung, insbesondere an einem Umlaufrädergetriebe 100. Im oberen Bereich ist die Messvorrichtung 150, im unteren Bereich ein prinzipieller Aufbau des Temperatursensors 155 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Temperatursensor 155 eine erste Antenne 205, einen ersten UmsetzerFIG. 2 shows a measuring device 150 for temperature determination, in particular on a planetary gear transmission 100. The measuring device 150 is shown in the upper area, and a basic structure of the temperature sensor 155 is shown in the lower area. In the illustrated embodiment, the temperature sensor 155 includes a first antenna 205, a first converter

(Transducer) 210, ein Substrat 215, einen zweiten Umsetzer 220 und eine zweite Antenne 225. Ein elektromagnetisches Feld oder Signal, das von der Auswerteeinrichtung 160 übermittelt wurde, wird von der ersten Antenne 205 empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses wird im ersten Umsetzer 210 in einer Oberflächenwelle auf dem Substrat 215 umgesetzt. Das(Transducer) 210, a substrate 215, a second converter 220 and a second antenna 225. An electromagnetic field or signal, which has been transmitted by the evaluation device 160, is received by the first antenna 205 and converted into an electrical signal. This is converted in the first converter 210 in a surface wave on the substrate 215. The

Ausbreitungsverhalten der Oberflächenwelle am Substrat 215 ist von der mit „T" bezeichneten Temperatur abhängig, der das Substrat 215 ausgesetzt ist. Nachdem die Oberflächenwelle das Substrat 215 durchlaufen hat, wird sie mittels des zweiten Umsetzers 220 in ein elektrisches Signal zurück umgesetzt und anschließend mittels der zweiten Antenne 225 zurück an die AuswerteeinrichtungPropagation behavior of the surface wave on the substrate 215 is dependent on the temperature denoted by "T" exposed to the substrate 215. After passing through the substrate 215, the surface wave is converted back into an electrical signal by the second converter 220 and then re-transmitted by the second antenna 225 back to the evaluation

160 übermittelt. Das zurückübermittelte Signal entspricht einem Echo des empfangenen Signals. Der Zeitunterschied zwischen dem Eintreffen des Signals und dem Aussenden des Echosignals hängt von der Beschaffenheit und Größe des Substrats 215 sowie der Temperatur ab. Mehrere Temperatursensoren 155 können codiert werden, indem sie unterschiedlich große Substrate 215 verwenden, sodass sie unterschiedlich lange brauchen, um ein Echo zu erzeugen. Beispielsweise können die Echos mehrerer verwendeter Temperatursensoren 155 bei gleichen Temperaturen um vorbestimmte Beträge zueinander verzögert sein. Der Messwert eines Temperatursensors 155 wird bevorzugt durch eine kleinere zeitliche Variation ausgedrückt, sodass die Unterscheidbarkeit der Temperatursensoren 155 erhalten bleibt. Diese Vorgehensweise wird auch Multiplexen genannt. 160 transmitted. The returned signal corresponds to an echo of the received signal. The time difference between the arrival of the signal and the emission of the echo signal depends on the nature and size of the substrate 215 and the temperature. Multiple temperature sensors 155 may be encoded using different sized substrates 215 so that they take different amounts of time to produce an echo. For example, the echoes of a plurality of temperature sensors 155 used may be delayed by predetermined amounts at the same temperatures. The measured value of a temperature sensor 155 is preferably expressed by a smaller temporal variation, so that the Distinctness of the temperature sensors 155 is maintained. This procedure is also called multiplexing.

Die Umsetzer 210 und 220 können auch als ein einziges Bauteil ausgeführt sein. Dazu ist bevorzugt, dass am Substrat 215 ein Reflektor 230 vorgesehen ist, sodass die Oberflächenwelle vom Umsetzer 210, 220 auf dem Substrat 215 entlangläuft, vom Reflektor 230 reflektiert wird und den gleichen Weg zurücknimmt. In dieser und in anderen Ausführungsformen können auch die Antennen 205, 225 als ein Bauteil ausgeführt sein. The converters 210 and 220 may also be implemented as a single component. For this purpose, it is preferred that a reflector 230 is provided on the substrate 215 so that the surface wave from the converter 210, 220 runs along the substrate 215, is reflected by the reflector 230 and retracts the same path. In this and other embodiments, the antennas 205, 225 may be implemented as one component.

Figur 3 zeigt beispielhafte Ausführungsformen von Temperatursensoren 155 für die Messvorrichtung 150 von Figur 2. Im oberen Bereich ist eine Ausführungsform nach Figur 2 mit voneinander getrennten Umsetzern 210 und 220 dargestellt. Im unteren Bereich ist eine Ausführungsform mit nur einem Umsetzer 210, 220 und nur eine Antenne 205, 225 dargestellt. FIG. 3 shows exemplary embodiments of temperature sensors 155 for the measuring device 150 of FIG. 2. In the upper area, an embodiment according to FIG. 2 with separate converters 210 and 220 is shown. In the lower area an embodiment with only one converter 210, 220 and only one antenna 205, 225 is shown.

Figur 4 zeigt eine beispielhafte Einrichtung 400 zur Übertragung von Drehmoment. Die Einrichtung 400 umfasst einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 405 und ein Umlaufrädergetriebe 100. Das Umlaufrädergetriebe 100 wird als Überlagerungsgetriebe im Drei-Wellen-Betrieb verwendet. Eine Eingangsseite 410 der Einrichtung 400 ist exemplarisch mit dem ersten Zahnrad 110 und eine Ausgangsseite 415 mit dem zweiten Zahnrad 115 des Planetengetriebes 100 verbunden. Der Drehmomentwandler 405 umfasst ein Pumpenrad 420 und ein TurbinenradFIG. 4 shows an exemplary device 400 for transmitting torque. The device 400 includes a hydrodynamic torque converter 405 and an epicyclic gearbox 100. The epicyclic gearbox 100 is used as a superposition gear in three-shaft operation. An input side 410 of the device 400 is exemplarily connected to the first gear 110 and an output side 415 to the second gear 115 of the planetary gear 100. The torque converter 405 includes an impeller 420 and a turbine wheel

425, die hydrodynamisch mittels eines Fluids miteinander gekoppelt werden können. Dabei ist das Pumpenrad 420 mit der Eingangsseite 410 und das Turbinenrad 425 mit dem Träger 120 des Planetengetriebes 100 verbunden. Ein an der Eingangsseite 410 bereitgestelltes Drehmoment wird teilweise mechanisch mittels des Umlaufrädergetriebes 100, und teilweise hydrodynamisch mittels des Drehmomentwandlers 405 an die Ausgangsseite 415 übermittelt. Dabei kann bevorzugt der Drehmomentwandler 405 im Maß seiner Drehmomentübertragung gesteuert werden. Die oben beschriebene Messvorrichtung 150 kann vorteilhaft am Umlaufrädergetriebe 100 eingesetzt werden. Die Überwachung und Steuerung der Einrichtung 400 und insbesondere des Drehmomentwandlers 405 kann dadurch verbessert durchgeführt werden. 425, which can be hydrodynamically coupled together by means of a fluid. In this case, the impeller 420 is connected to the input side 410 and the turbine wheel 425 to the carrier 120 of the planetary gear 100. A torque provided on the input side 410 is transmitted partly mechanically by means of the epicyclic gear 100, and partially hydrodynamically by means of the torque converter 405 to the output side 415. In this case, preferably the torque converter 405 can be controlled in the degree of its torque transmission. The measuring device 150 described above can advantageously be used on the planetary gear 100. The monitoring and control of the device 400 and in particular of the torque converter 405 can be carried out thereby improved.

Figur 5 zeigt ein Umlaufrädergetriebe 100 in einer zweiten exemplarischen Ausführungsform. Das Umlaufrädergetriebe 100 kann insbesondere in einer Einrichtung 400 zur Übertragung von Drehmoment eingesetzt werden. Am Umlaufrädergetriebe 100 ist eine Vorrichtung nach Figur 1 zur drahtlosen Bestimmung einer Temperatur im Bereich des Träges 120 angebracht. FIG. 5 shows a planetary gear transmission 100 in a second exemplary embodiment. The epicyclic gear 100 can be used in particular in a device 400 for transmitting torque. On the planetary gear 100, a device according to Figure 1 for the wireless determination of a temperature in the region of the support 120 is attached.

Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist hier die Antriebsseite 410 mit dem Träger 120, die Abtriebsseite 415 mit dem Hohlrad 110 und das Turbinenrad 425 mit dem Sonnenrad 115 verbunden. In dieser Ausführungsform können Drehzahl und/oder Drehrichtung des Trägers 120 imIn contrast to the embodiment shown in FIG. 1, here the drive side 410 is connected to the carrier 120, the output side 415 to the ring gear 110 and the turbine wheel 425 to the sun gear 115. In this embodiment, speed and / or direction of rotation of the carrier 120 in

Betrieb der Einrichtung 400 variabel sein, um ein Verhältnis zwischen Eingangsund Ausgangsdrehzahlen bzw. -drehmomenten zu steuern. Operation of the device 400 may be variable to control a relationship between input and output speeds or torques.

Figur 6 zeigt ein Umlaufrädergetriebe in einer dritten Ausführungsform. Der Temperatursensor 155 und die Auswerteeinrichtung 160 liegen einander axial gegenüber und nehmen den gleichen vorbestimmen radialen Abstand zur Drehachse 105 ein. FIG. 6 shows a planetary gear transmission in a third embodiment. The temperature sensor 155 and the evaluation device 160 are axially opposite each other and take the same predetermined radial distance from the axis of rotation 105 a.

Figur 7 zeigt ein Umlaufrädergetriebe in einer dritten Ausführungsform. Für den Temperatursensor 115 kann alternativ RFID- oder SAW-Technologie eingesetzt werden. FIG. 7 shows a planetary gear transmission in a third embodiment. For the temperature sensor 115, alternatively, RFID or SAW technology can be used.

Bezugszeichen reference numeral

100 Umlaufrädergetriebe 100 epicyclic gearboxes

105 Drehachse  105 axis of rotation

1 10 erstes Zahnrad (Hohlrad)  1 10 first gear (ring gear)

1 15 zweites Zahnrad (Sonnenrad)  1 15 second gear (sun gear)

120 Träger, Planetenradträger  120 carriers, planet carrier

125 drittes Zahnrad (Planetenrad)  125 third gear (planetary gear)

130 Gehäuse  130 housing

135 Belastungsstelle  135 load point

140 Lager  140 bearings

145 Flüssigkeitskanal  145 fluid channel

150 Messvorrichtung  150 measuring device

155 Temperatursensor  155 temperature sensor

160 Auswerteeinrichtung  160 evaluation device

165 Verarbeitungseinrichtung  165 processing device

205 erste Antenne 205 first antenna

210 erster Umsetzer (Transducer)  210 first transducer

215 Substrat  215 substrate

220 zweiter Umsetzer (Transducer)  220 second transducers

225 zweite Antenne  225 second antenna

230 Reflektor  230 reflector

400 Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment400 device for transmitting torque

405 hydrodynamischer Drehmomentwandler405 hydrodynamic torque converter

410 Eingangsseite 410 input side

415 Ausgangsseite  415 output side

420 Pumpenrad  420 impeller

425 Turbinenrad  425 turbine wheel

Claims

Patentansprüche  claims

Umlaufrädergetriebe (100) mit einer Drehachse (105), wobei das Planetary gear (100) having a rotation axis (105), wherein the

Umlaufrädergetriebe (100) folgendes umfasst: Epicyclic gearbox (100) comprising:

- ein erstes Zahnrad (1 10), ein zweites Zahnrad (1 15), und einen Träger (120), die um die Drehachse (105) drehbar gelagert sind;  - A first gear (1 10), a second gear (1 15), and a support (120) which are rotatably mounted about the rotation axis (105);

- ein drittes Zahnrad (125), das drehbar auf dem Träger (120) gelagert ist und das mit dem ersten (1 10) und dem zweiten Zahnrad (1 15) in Eingriff steht;  - A third gear (125) which is rotatably mounted on the support (120) and which is in engagement with the first (1 10) and the second gear (1 15);

- ein Gehäuse (130);  a housing (130);

- einen Temperatursensor (155), der exzentrisch zur Drehachse (105) am Träger (120) angebracht ist; und  - A temperature sensor (155) which is mounted eccentrically to the axis of rotation (105) on the carrier (120); and

- eine Auswerteeinrichtung (160), die exzentrisch zur Drehachse (105) am Gehäuse (130) angebracht ist;  - An evaluation device (160) which is mounted eccentrically to the rotation axis (105) on the housing (130);

- wobei die Auswerteeinrichtung (160) dazu eingerichtet ist, den  - wherein the evaluation device (160) is adapted to the

Temperatursensor (155) elektromagnetisch anzuregen, und auf Basis einer elektromagnetischen Antwort auf die Anregung ein  Temperature sensor (155) electromagnetically excite, and on the basis of an electromagnetic response to the excitation

Temperatursignal bereitzustellen.  To provide temperature signal.

Umlaufrädergetriebe (100) nach Anspruch 1 , wobei der Temperatursensor (155) dazu eingerichtet ist, auf Basis einer empfangenen The epicyclic gear train (100) of claim 1, wherein the temperature sensor (155) is adapted to be based on a received

elektromagnetischen Anregung eine Oberflächenwelle in ein Substrat (215) einzuleiten, und auf Basis einer Oberflächenwelle, die das Substrat (215) durchlaufen hat, eine elektromagnetische Welle auszusenden, wobei das Substrat (215) dazu eingerichtet ist, die Oberflächenwelle in Abhängigkeit der Temperatur weiterzuleiten. electromagnetic stimulation to initiate a surface wave into a substrate (215) and to emit an electromagnetic wave based on a surface wave having passed through the substrate (215), the substrate (215) being adapted to propagate the surface wave as a function of temperature.

Umlaufrädergetriebe (100) nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (155) eine erste Antenne (205) zur Umwandlung einer elektromagnetischen Anregung in ein erstes elektrisches Signal; einen ersten Umsetzer (210) zur Erzeugung einer Oberflächenwelle auf Basis des ersten elektrischen Signals; einen zweiten Umsetzer (220) zur Umsetzung einer The epicyclic gear train (100) of claim 2, wherein the temperature sensor (155) comprises a first antenna (205) for converting an electromagnetic excitation into a first electrical signal; a first converter (210) for generating a surface acoustic wave based on the first electrical signal; a second converter (220) for implementing a

Oberflächenwelle in ein zweites elektrisches Signal; und eine zweite Antenne (225) zur Aussendung einer elektromagnetischen Antwort auf Basis des zweiten elektrischen Signals umfasst. Surface wave into a second electrical signal; and a second antenna (225) for emitting an electromagnetic response based on of the second electrical signal.

Umlaufrädergetriebe (100) nach Anspruch 3, wobei das Substrat (215) einen Reflektor (230) zur Reflexion der Oberflächenwelle umfasst. The epicyclic gear train (100) of claim 3, wherein the substrate (215) comprises a reflector (230) for reflecting the surface acoustic wave.

Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Träger (120) im Bereich des dritten Zahnrads (125) einen The epicyclic gear train (100) according to one of the preceding claims, wherein the carrier (120) in the region of the third gear (125) has a

Flüssigkeitskanal (145) für ein Fluid aufweist und der Temperatursensor (155) zur Bestimmung der Temperatur des Fluids eingerichtet ist. Fluid channel (145) for a fluid and the temperature sensor (155) is arranged to determine the temperature of the fluid.

Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Lager (140) zwischen dem Träger (120) und dem dritten Zahnrad (125), wobei der Temperatursensor (155) zur Bestimmung der Lagertemperatur eingerichtet ist. The planetary gear train (100) according to any one of the preceding claims, further comprising a bearing (140) between the carrier (120) and the third gear (125), the temperature sensor (155) being arranged to determine the bearing temperature.

Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Bereich des dritten Zahnrads (125) mehrere Temperatursensoren (155) am Träger (120) angebracht sind. Planetary gear (100) according to one of the preceding claims, wherein in the region of the third gear (125) a plurality of temperature sensors (155) on the carrier (120) are mounted.

Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere dritte Zahnräder (125) am Träger (120) drehbar gelagert sind, die jeweils mit den beiden anderen Zahnrädern (1 10, 1 15) in Eingriff stehen, und am Träger (120) im Bereich jedes dritten Zahnrads (125) jeweils ein Temperatursensor (155) angebracht ist. A planetary gear train (100) according to any one of the preceding claims, wherein a plurality of third gears (125) are rotatably mounted on the carrier (120), which respectively engage with the two other gears (110, 15), and on the carrier (120). in the range of each third gear (125) each have a temperature sensor (155) is mounted.

Umlaufrädergetriebe (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die The epicyclic gear train (100) according to claim 7 or 8, wherein the

Auswerteeinrichtung (160) dazu eingerichtet ist, mehrere Evaluation device (160) is adapted to several

Temperatursensoren (155) elektromagnetisch anzuregen und die elektromagnetischen Antworten der Temperatursensoren (155) jeweils einem Temperatursensor (155) zuzuordnen. Temperature sensors (155) excite electromagnetically and assign the electromagnetic responses of the temperature sensors (155) each a temperature sensor (155).

Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Umlaufrädergetriebe (100) als Summiergetriebe betrieben wird. The planetary gear train (100) according to any of the preceding claims, wherein the epicyclic gear train (100) is operated as a summing gear.

Einrichtung (400) zur Übertragung von Drehmoment, umfassend einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (405) und ein Umlaufrädergetriebe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der A torque transmitting device (400) comprising a hydrodynamic torque converter (405) and a planetary gear transmission (100) according to one of the preceding claims, wherein the

Drehmomentwandler (405) den Träger (120) mit dem ersten (1 10) oder zweiten Zahnrad (1 15) um die Drehachse (105) koppelt. Torque converter (405) couples the carrier (120) with the first (1 10) or second gear (1 15) about the axis of rotation (105).