Verfahren zur Überwachung eines Riementriebs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Riementriebs mit mindestens einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen Antriebsscheibe, einer Abtriebsscheibe und mindestens einem kraftübertragenden als Zugriemen ausgebildeten endlosen Antriebsriemen, der Antriebs- und Abtriebsscheibe umlaufend über jeweils einen

Teilumfang umschlingt, wobei der Riemen mindestens eine erste Markierung aufweist und mindestens ein dem Riemen zugeordnetes erstes Sensorelement vorgesehen ist, wobei während des Riemenumlaufs die Passage (bzw. das Vorbeilaufen) der ersten Markierung durch das erste Sensorelement detektiert wird und das erste Sensorelement

vorzugsweise elektronische Einrichtungen zur Ausgabe eines von der Detektion der ersten Markierung abhängigen Signals SR aufweist. Ebenfalls ist eine besondere

Verwendung des Verfahrens offenbart sowie ein auf das Verfahren angepasster

Riementrieb, insbesondere ein Riementrieb in einem Lenkungsgetriebe eines

Kraftfahrzeugs.

Riementriebe zur Übertragung von Drehmomenten und Drehbewegungen sind auf vielen technischen Gebieten bekannt und gelten als leicht bauende, geräuscharme und hohe Drehmomente übertragende Antriebssysteme. Dabei umschlingt der Antriebsriemen über einen Teilumfang bzw. über einen Umschlingungswinkel jeweils eine Antriebsscheibe oder -rolle und eine Abtriebsscheibe oder -rolle und überträgt dort die Kräfte durch Reibung und/oder durch Formschluss. Dies kann der Übertragung einer fortlaufenden Bewegung dienen, um z.B. die Rotation der Antriebseinheit mit einem

Verbrennungsmotor, mit einem Hybridmotor oder mit einem Elektromotor eines

Fahrzeugs auf die Räder des Fahrzeugs zu übertragen. Es können jedoch auch

Änderungen der Stellung der Abtriebseinheit auf diese Art und Weise vorgenommen werden, um z.B. eine Lenkbewegung eines Lenkrads eines elektromechanischen Lenksystems eines Fahrzeugs auf dessen Räder zu übertragen. Als Antriebsriemen sind Zahnriemen bekannt, ebenso auch Flachriemen, Keilriemen oder Keilrippenriemen.

Eine während der Betriebszeit erforderliche Zustandsüberwachung an Antriebsriemen ist derzeit nur durch visuelle Inspektion und mechanische Prüfungen realisierbar. Bei gekapselten Riementrieben, d.h. bei Riementrieben, die in einem Staub und

wasserdichten Gehäuse eingeschlossen sind, ist eine permanente visuelle Inspektion aus konstruktionsbedingten Gründen nicht möglich.

Gekapselte Riementriebe findet man insbesondere bei Lenkungsgetrieben für Fahrzeuge, da diese Getriebe in einem Bereich angeordnet sind, welcher rauen

Umgebungsbedingungen und starken Verschmutzungen ausgesetzt ist. So sind

Lenkungsriemengetriebe bisher oft auf eine Lebensdauer ausgelegt, die eine

zwischenzeitliche Inspektion nicht unbedingt erforderlich macht. Durch eine solche Auslegungsmaxime gerät die Konstruktion jedoch schnell in eine Überdimensionierung aller Bauteile, was wiederum das Gewicht damit den Energieverbrauch erhöhen kann.

Bei Zahnriementrieben zum Beispiel ist ein wesentliches Beurteilungskriterium für den Zustand des Riemens die Detektion eines Zahnübersprungs. Der Zahnübersprung deutet auf ein späteres Riemenversagen hin, weshalb die frühzeitige Detektion für die

Funktionssicherheit unbedingt relevant ist. Bei einem solchen Zahnübersprung dreht die Antriebsriemenscheibe bei Überlastung unterhalb des Riemens durch, der Zahn des Riemens springt auf der Riemenscheibe mehrfach über, sodass der Zahnbereich des Riemens verschleißt. Bisher ist eine Überwachung solcher Zahnübersprünge bzw. der Anzahl solcher Zahnübersprünge technisch nicht möglich.

Eine solche Überwachung wäre aber wünschenswert gerade für die mittlerweile aufkommenden autonomen Fahrfunktionen und Fahrzeuge. Für autonome Fahrzeuge ist der Zahnriemen in einem Lenksystem ein absolut sicherheitsrelevantes Bauteil und muss unbedingt überwacht werden. Bei einem vollständigen Ausfall der Kraftübertragung durch Riemen muss zudem eine Notfalleinrichtungen/ein Notfallsystem vorhanden sein damit das Fahrzeug weiterhin lenkbar bleibt. So ist es auf jeden Fall sinnvoll, eine Überwachung der Drehungen der Riemenscheiben und der Riemen zu realisieren, um Zahnübersprünge als Hinweis auf einen

bevorstehenden Ausfall des Riemens zu detektieren (predictive maintenance) und auch um frühzeitige Hinweise auf möglicherweise vorhandene Schäden am Riemen zu bekommen.

Die DE 20 2016 008 121 U1 offenbart hierzu einen Riemenantrieb, bestehend aus Riemenscheibe, Riemen und Überwachungseinrichtung. An dem Riemen und an der Riemenscheibe ist jeweils eine„Markierung“ angebracht. Es wird ein Signal ausgelöst, wenn die Markierungen des Riemens und der Antriebsscheibe sich gegenüberstehen. Die Markierungen zur Identifikation der Position können auf verschiedenen

Sensortechnologien beruhen, z.B. optischen, induktiven, kapazitiven oder magnetischen Effekten beruhen.

Mithilfe der dort beschriebenen Überwachung können unter anderem bei Zahn- oder Synchronriemen Übersprünge erfasst werden, die einen sofortigen Wartungseingriff erforderlich machen. Ebenso kann Schlupf erkannt werden. Auch lassen sich mit der dort beschriebenen Einrichtung unter Berücksichtigung weiterer Riemenparameter exakte Aussagen über Belastungen machen, denen der Riemen über einen jeweils

zurückliegenden Zeitraum ausgesetzt war.

Auch die zu derselben Patentfamilie gehörige WO 2016 177883 A1 offenbart einen solchen Riemenantrieb, bei dem komplementären Markierungen an Riemen und Scheibe zur Überwachung vorgesehen sind. Hier ist auch das entsprechende Verfahren zur Überwachung beansprucht.

Allerdings weisen die hier beschriebenen Systeme und Verfahren den Nachteil auf, dass eine genaue Positionierung des Riemens in Bezug auf die Scheiben erfolgen muss, dass insbesondere nach Reparaturen, etwa nach dem Anbringen von Ersatzscheiben oder Ersatzriemen schwierig ist.

Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, ein Überwachungsverfahren und einen dazu angepassten Riementrieb bereitzustellen, der ohne komplizierte Positionierungs- Einstellungs- und Montagearbeiten eine möglichst einfache Überwachung erlaubt, bei der zudem die Stellung und das Verhältnis zwischen Riemen und Scheibe beliebig sein kann. Weiterhin bestand die Aufgabe, ein Überwachungsverfahren bereitzustellen, welches in gewisser Weise selbstlernend auf Veränderungen der Antriebs- und

Verschleißverhältnisse des Antriebssystems reagieren kann, ohne dass Kataloge von Parametern und Einstellungen ständig kontrolliert werden müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Dabei weist der Rotor, also das rotierende Teil des Antriebsmotors mindestens eine zweite Markierung auf und es ist ein zweites mit entsprechenden elektronischen

Einrichtungen versehenes und dem Antriebsmotor zugeordnetes Sensorelement vorgesehen. Während der Rotordrehung wird die Passage, d.h. das„Vorbeilaufen“ der zweiten Markierung durch das zweite Sensorelement detektiert und ein von der Detektion der zweiten Markierung abhängiges Signal SM ausgegeben. Weiterhin ist eine mit Speichern und Prozessoren versehene Recheneinheit zur Verarbeitung der Signale SR und SM vorgesehen, wobei in der Recheneinheit eine zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens der Signalen SR und SM im Neuzustand des Antriebsriemens berechnet und als Referenzwert gespeichert wird. Danach werden für weitere festgelegte

Riemenumläufe oder Zeiträume die zugehörigen Signale SR und SM wiederholt ermittelt und deren aktuelle zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens mit dem Referenzwert verglichen, wobei nach Überschreiten eines festgelegten Toleranzwertes zwischen der aktuellen Korrelation und dem Referenzwert durch die Recheneinrichtung ein Warn- oder Alarmsignal ausgegeben wird.

Das erfinderische Verfahren benötigt im Hinblick auf die Grundeinstellung, d.h. die Positionierung von Riemen und Riemenscheibe keinerlei komplizierte Montage oder voreingestellt Korrelation. Die tatsächlich vorhandene Korrelation wird vielmehr durch einen selbst lernenden Prozess ermittelt und durch häufige Wiederholung und ständigen Vergleich mit dem im Neuzustand erhaltenen Referenzwert überprüft. Auf diese Weise sind Veränderungen innerhalb der Konstellation des Antriebsriemens und der

zugehörigen Scheiben und übrigen Elemente beurteilbar. So ist beispielsweise eine sehr einfache Zustandsüberwachung an Antriebsriemen ohne visuelle Inspektion und mechanische Prüfungen auch bei gekapselten Riementrieben realisierbar. Ein Zahnübersprung oder ein oberhalb bestimmter Grenzwerte liegendes Reiben oder Rutschen des Riemens kann so ohne weiteres festgestellt und in seinem Einfluss auf die Schädigung des Riemens oder des Getriebes beurteilt werden.

Ein Vergleich der aktuellen Korrelation des Auftretens der Signale mit dem Referenzwert lässt sich direkt oder auch abgeleitet über verschiedene Parameter durchführen. So sind einerseits eine örtliche Korrelation und andererseits eine Umrechnung in Drehzahlen und Umläufe vor dem Vergleich möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung im Hinblick auf eine klar örtliche Korrelation besteht beispielsweise darin, dass das erste Sensorelement elektronische Einrichtungen zur Ausgabe eines zur Anzahl der Riemenumläufe proportionalen Signals SR aufweist, dass durch das zweites Sensorelement die Rotorposition des Antriebsmotors ermittelt und als dazu proportionales Signal SM ausgegeben wird, dass in der Recheneinheit das anfängliche und im Neuzustand des Riementriebs vorhandene Verhältnis zwischen einer festgelegten bzw. vorgegebenen Anzahl NR von Riemenumläufen und der dazu ermittelten Rotorposition berechnet und als Referenzwert gespeichert wird, wobei danach für weitere der festgelegten Anzahl NR entsprechenden Riemenumläufe die zugehörigen Rotorpositionen wiederholt ermittelt und deren aktuelles Verhältnis mit dem Referenzwert verglichen werden, wobei nach Überschreiten eines festgelegten Toleranzwertes zwischen dem aktuellen Verhältnis und dem Referenzwert durch die Recheneinrichtung ein Warn- oder Alarmsignal ausgegeben wird. Eine solche Ermittlung benötigt gegebenenfalls viel Speicherplatz in der Recheneinheit, ist jedoch über aus präzise und erkennt selbst kleinste Abweichungen in der Position des zweiten Sensorelementes bzw. der Rotorposition.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung im Rahmen der Verwertung von Drehzahlen und Umläufen besteht darin, dass das erste Sensorelement elektronische Einrichtungen zur Ausgabe eines zur Anzahl der Riemenumläufe proportionalen Signals SR aufweist, dass durch das zweite Sensorelement die Rotorumdrehungen des Antriebsmotors ermittelt und als ein der Drehzahl des Antriebsmotors proportionales Signal SM ausgegeben werden, dass in der Recheneinheit im Neuzustand des Antriebsriemens vorhandene Verhältnis zwischen einer festgelegten bzw. vorgegebenen Anzahl NR von Riemenumläufen und den dazu ermittelten Motorumdrehungen berechnet und als Referenzwert gespeichert wird, wobei danach für weitere der festgelegten Anzahl NR entsprechenden Riemenumläufe die zugehörigen Motordrehzahlen wiederholt ermittelt und deren aktuelles Verhältnis mit dem Referenzwert verglichen werden, wobei nach Überschreiten eines festgelegten

Toleranzwertes zwischen dem aktuellen Verhältnis und dem Referenzwert durch die Recheneinrichtung ein Warn- oder Alarmsignal ausgegeben wird. Die Anzahl der

Riemenumläufe und die zugehörigen Motordrehzahlen können dabei so eingestellt und damit die Messwiederholungen oder Messperioden variabel so gestaltet werden, dass beispielsweise eine Messung pro Stunde oder pro Tag erfolgen kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass zur Überwachung eines mit mindestens zwei endlosen Antriebsriemen versehenen Riementriebs eines Lenkgetriebes, bei dem zwei auf einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen gemeinsamen

Antriebswelle angeordneten Antriebsscheiben vorgesehen sind. Bei einem solcherart mit einem redundanten Antrieb aufgebauten Lenkgetriebes sind auch zwei Abtriebsscheiben vorhanden, die auf einer gemeinsamen oder auf zwei Abtriebswellen angeordnet sind. Beide Riemen weisen eine Markierung auf und beiden Riemen ist jeweils ein

Sensorelement zugeordnet, welches die jeweilige Riemenmarkierung detektiert. Die Sensorelemente weisen auch hier elektronische Einrichtungen zur Ausgabe von der Detektion der Riemenmarkierungen abhängigen Signalen S _RI und S _R2 auf, wobei in der Recheneinheit eine zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens der Signale S _RI , S _R2 und SM im Neuzustand des Antriebsriemens berechnet und als Referenzwert gespeichert werden, wobei danach für weitere festgelegte Riemenumläufe oder Zeiträume die zugehörigen Signale S _RI , SR2 und SM wiederholt ermittelt und deren aktuelle zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens mit dem Referenzwert verglichen werden.

Insbesondere im Zusammenwirken mit einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, die darin besteht, dass in der Recheneinheit durch eine Veränderung der zeitlichen oder örtlichen Korrelation des Auftretens der Signale S _RI , SR2 und SM ein Winkelversatz zwischen Antriebsriemen und Antriebsriemenscheibe und/oder zwischen den Antriebsriemen zueinander ermittelt wird, erhält man auch eine Aussage über das Verhältnis der beiden Antriebsriemen zueinander und ihren möglicherweise entstandenen Versatz beim Umlauf. Bei Lenkgetrieben mit redundanter Antriebsauslegung, also in unserem Fall mit zwei Antriebsriemen, von denen jeder für die Gesamtleistung ausgelegt ist, ist hier eine wichtige Überprüfungsmethode gegeben, die sowohl den Ausfall eines Riemens ermitteln bzw. den drohenden Ausfall eines Riemens voraus sagen kann, als auch nach einem solchen Ausfall einen einzelnen Riemen weiter überwachen lassen kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Toleranzwert zwischen dem aktuellen Verhältnis und dem Referenzwert als ein einem vorbestimmten Schlupf entsprechender Orts-, Zeit- oder Drehzahlunterschied festgelegt wird. Durch eine solche Maßnahme können neben dem selbstlernenden Verhalten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorgegebene Kataloge in die Beurteilung einfließen.

Gleiches gilt für eine weitere vorteilhafte Ausbildung, die darin besteht, dass der oder die Antriebsriemen als Zahnriemen ausgebildet sind und als Toleranzwert zwischen dem aktuellen Verhältnis und dem Referenzwert mindestens ein einem Zahnübersprung entsprechender Orts-, Zeit- oder Drehzahlunterschied festgelegt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Rotordrehung oder die Rotorposition über den CAN-Bus des Motors ermittelt und als Signal SM ausgegeben und in der Recheneinheit zur Berechnung der Korrelationen verarbeitet wird. Durch eine solche Ausbildung geht man in bester Weise bereits vorhandene Systeme oder Signale zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Detektion der

Riemenmarkierungen durch die zugehörigen Sensorelemente über optische, induktive, kapazitive oder magnetische Verfahren erfolgt. Die Art der Markierung und der Sensorik kann beliebig sein, solange durch die Sensoren entsprechende Signale bei der Passage der Markierung erzeugt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Toleranzwert über den Einsatz eines Rechenprogramms in der Recheneinheit ermittelt wird, wobei das

Rechenprogramm auf einem Verfahren künstlicher Intelligenz beruht. Ein solches auf den Prinzipien der künstlichen Intelligenz aufgebautes Anlernen des Referenzwertes und der zugehörigen Toleranzen ist insofern vorteilhaft, als ein und dasselbe Verfahren in einer entsprechend angepassten Recheneinheit auf die verschiedensten Getriebe und Leistungsübertragungen anpassbar ist.

Wie bereits oben dargestellt, findet sich eine besonders vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Überwachung eines gekapselten und somit nach seiner Herstellung nicht mehr zugänglichen Lenkungsgetriebes mit zwei

kraftübertragenden als Zugriemen ausgebildeten endlosen Antriebsriemen.

Ein Riementrieb, der in seiner gesamten Konzeption in vorteilhafter Weise und von vornherein auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist, weist mindestens eine durch einen elektrischen Antriebsmotor angetriebenen Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und mindestens einem kraftübertragenden als Zugriemen ausgebildeten endlosen Antriebsriemen auf, der Antriebs- und Abtriebsscheibe umlaufend über jeweils einen Teilumfang umschlingt.

Am Riemen ist dabei mindestens eine erste Markierung und mindestens ein dem Riemen zugeordnetes erstes Sensorelement zur Detektion der ersten Markierung vorgesehen ist, wobei das erste Sensorelement eine elektronische Einrichtungen zur Ausgabe eines von der Detektion der ersten Markierung abhängigen Signals SR aufweist. Der Rotor des elektrischen Antriebsmotors weist mindestens einen Drehwinkelgeber oder

Positionsencoder, beispielsweise als Inkremental- oder Absolutwertgeber auf, durch welchen während der Motordrehung die Position oder Drehzahl des Rotors detektierbar und ein von Position oder Drehzahl abhängiges Signal SM ausgebbar ist.

Weiterhin ist eine mit Speichern und Prozessoren versehene Recheneinheit zur

Verarbeitung der Signale SR und SM vorgesehen, wobei in der Recheneinheit eine zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens der Signalen SR und SM im Neuzustand des Antriebsriemens berechenbar und als Referenzwert speicherbar und mit

entsprechenden Korrelationen für wiederholte, weitere festgelegte Riemenumläufe oder Zeiträume vergleichbar ist. Nach Überschreiten eines festgelegten Toleranzwertes zwischen der aktuellen Korrelation und dem Referenzwert ist durch die Recheneinrichtung ein Warn- oder Alarmsignal erzeugbar. Ein solcher Riementrieb ist ohne große

Änderungen in der Herstellung für eine große Anwendungsbreite und viele

Antriebsaufgaben zu verwenden und erlaubt eine präzise und einfache Kontrollmöglichkeit.

Eine vorteilhafte Ausbildung eines solchen Riementriebs besteht darin, dass

die erste Markierung (11 , 12) als ein schmaler, mit ferromagnetischen oder elektrisch leitfähigen Partikeln versehener Streifen auf dem Riemen, vorzugsweise auf dem

Riemenrücken ausgebildet ist. Vorzugsweise nimmt man hier einen quer zur

Längsrichtung des Riemens ausgebildeten Streifen, der ein deutliches und lokal eng begrenztes Signal beim Passieren des Sensors aus bildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung eines solchen Riementriebs besteht darin, dass die ferromagnetischen oder elektrisch leitfähigen Partikel in Form eines Mischungszusatzes im Grundmaterial des Riemens vorliegen

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung eines solchen Riementriebs besteht darin, dass die ferromagnetischen oder elektrisch leitfähigen Partikel als Gummi- oder

Gewebebedruckung aufgebracht werden. Insbesondere die beiden letztgenannten Ausbildungen sind dadurch vorteilhaft, dass die mechanischen Eigenschaften des Riemens nicht oder kaum merkbar beeinflusst werden und somit die Lebensdauer und Haltbarkeit des Riemens unbeeinflusst bleibt.

Angepasst auf ein Lenkungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, ergibt sich eine vorteilhafte Ausbildung dadurch, dass der Riementrieb zwei vorzugsweise als Zahnriemen ausgebildete Antriebszugriemen sowie zwei Antriebs- und Abtriebsscheiben aufweist, wobei die Antriebsscheiben und die Abtriebsscheiben jeweils auf einer gemeinsamen Welle laufend drehfest miteinander verbunden sind. Beide Antriebszugriemen weisen dann mindestens eine Markierung auf und es ist jeweils mindestens ein zugeordnetes Sensorelement zur Detektion der Riemenmarkierungen vorgesehen, wobei die

Sensorelemente eine elektronische Einrichtung zur Ausgabe der von der Detektion der Markierungen abhängigen Signals S _RI und S _R 2 aufweisen.

Der Rotor des elektrischen Antriebsmotors weist mindestens einen Drehwinkelgeber oder Positionsencoder auf, durch welchen während der Motordrehung die Position oder Drehzahl des Rotors detektierbar und ein von Position oder Drehzahl abhängiges Signal SM ausgebbar ist. Eine mit Speichern und Prozessoren versehene Recheneinheit zur Verarbeitung der Signale S _RI , SR2 und SM ist ebenfalls vorgesehen. Die Verarbeitung erfolgt dabei so, wie oben bereits für ein redundant aufgebautes Lenkgetriebe

beschrieben. Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 prinzipiell die Ausbildung eines erfindungsgemäßen

Lenkungsgetriebes,

Fig. 2 das Lenkungsgetriebes gemäß Fig.1 nach einem oder mehreren

Zahnübersprüngen,

Fig. 3 einen typischen Signalverlauf für eine vollständige

Motorumdrehung bei Verwendung eines handelsüblichen inkremental arbeitenden Positionsencoders.

Die Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze die Ausbildung eines Lenkungsgetriebes 1 eines PKW, bei dem eine redundante Auslegung mit zwei parallellaufenden Zahnriemen 2, 3 als endlosen Antriebsriemen gewählt ist. Jeder Zahnriemen ist so ausgelegt, dass er im Falle des Ausfalls des jeweils anderen Zahnriemens die gesamte Leistung übertragen kann und so also auch im Schadensfall eine sichere Lenkbarkeit des Fahrzeugs gewährleisten kann. Weiterhin sind zwei auf einer durch einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 4 angetriebenen gemeinsamen Antriebswelle 5 angeordnete gezahnte Antriebsscheiben 6, 7 vorgesehen. Bei dem solcherart mit einem redundanten Antrieb aufgebauten

Lenkgetriebe sind auch zwei Abtriebsscheiben 8, 9 vorhanden, die auf einer

gemeinsamen Abtriebswelle 10 angeordnet sind. Beide Riemen 2, 3 weisen jeweils eine erste Riemenmarkierung 11 , 12 auf, hier ausgebildet als über die jeweilige Riemenbreite auf der Riemenrückseite aufgebrachte Streifen aus polymerem Material mit

magnetisierbaren Partikeln. Beiden Riemen ist jeweils ein Sensorelement 13, 14 zugeordnet, welches die jeweilige Riemenmarkierung 11 , 12 detektiert, sobald sie den Sensor passiert, d.h. hier unterhalb des Sensors durchläuft. Die Sensorelemente weisen jeweils hier nicht näher dargestellte elektronische Einrichtungen zur Ausgabe von

Signalen S _RI und S _R 2 auf, die von der Detektion der Riemenmarkierungen abhängen, also immer dann ausgegeben werden, wenn bei in Antriebsrichtung 15 umlaufenden Riemen 2, 3 die Passage einer Markierung 11 , 12 durch die Sensorelemente 13, 14 entdeckt wird.

Der hier nicht näher dargestellte Rotor des Antriebsmotors weist zweite Markierungen auf sowie ein zweites mit entsprechenden elektronischen Einrichtungen versehenes und dem Antriebsmotor zugeordnetes Sensorelement, das die Rotordrehung detektiert, d.h., dass während der Rotordrehung die Passage der zweiten Markierungen durch das zweite Sensorelement detektiert und ein von der Detektion der zweiten Markierung abhängiges Signal SM ausgegeben wird.

Zu diesem Zweck ist hier der Rotor des Elektromotors 4 mit einem handelsüblichen inkremental arbeitenden Positionsencoder versehen, der als Inkrementalwertgeber direkt während der Motordrehung die Position des Rotors detektieren lässt und daraus auch die Drehzahl ermitteln lässt. Somit ist ein von Position und/oder Drehzahl abhängiges Signal SM für die Motorposition und Motordrehungen ausgebbar.

Weiterhin ist eine CPU (central processor unit) vorgesehen, nämlich eine mit Speichern und Prozessoren versehene Recheneinheit 16 zur Verarbeitung der Signale S _RI , S _R 2 und SM. In der Recheneinheit wird die zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens der Signalen S _RI , SR2 und SM im Neuzustand des Antriebsriemens berechnet und als Referenzwert gespeichert. Danach werden für weitere festgelegte Riemenumläufe oder Zeiträume die entsprechenden zugehörigen Signale wiederholt ermittelt und deren aktuelle zeitliche oder örtliche Korrelation des Auftretens mit dem Referenzwert verglichen, wobei nach Überschreiten eines festgelegten Toleranzwertes zwischen der aktuellen Korrelation und dem Referenzwert durch die Recheneinrichtung ein Warn- oder Alarmsignal ausgegeben wird.

Bei dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel werden einerseits zur Anzahl der jeweiligen Riemenumläufe proportionale Signals S _RI und S _R 2 erzeugt und andererseits die Rotorumdrehungen des Antriebsmotors ermittelt und als ein der Drehzahl des

Antriebsmotors proportionales Signal SM ausgegeben.

Mit einer solchen Ausbildung kann in der Recheneinheit durch eine Veränderung der zeitlichen oder örtlichen Korrelation des Auftretens der Signale S _RI , SR2 und SM auch ein Winkelversatz zwischen Antriebsriemen und Antriebsriemenscheibe und/oder zwischen den Antriebsriemen zueinander ermittelt werden. Man erhält so auch eine Aussage über das Verhältnis der beiden Antriebsriemen zueinander und ihren möglicherweise entstandenen Versatz beim Umlauf. Bei Lenkgetrieben ist so eine wichtige

Überprüfungsmethode gegeben, die sowohl den Ausfall eines Riemens ermitteln bzw. den drohenden Ausfall eines Riemens voraus sagen kann, als auch nach einem solchen Ausfall einen einzelnen Riemen weiter überwachen lassen kann.

Fig. 2 zeigt einen solchen Fall, wobei nach einem oder mehreren Zahnübersprüngen aufgrund von Überlastung ein Umlaufversatz zwischen den Antriebsriemen 2 und 3 und damit auch ein Winkelversatz zwischen einem der Antriebsriemen und der zugehörigen Antriebsriemenscheibe des Zahnriemens entstanden ist. Auch wenn danach die

Lenkfähigkeit ohne Weiteres vorhanden bleibt, so ist doch mindestens einer der beiden Riemen überlastet worden, so dass, evtl nach einem entsprechenden Katalog von Lastkollektiven ein Riemenaustausch erforderlich sein könnte. Bei einem gekapselten Lenkungsgetriebe eines PKW wäre ohne das erfindungsgemäße Verfahren eine solche präzise Überprüfung nicht möglich und der Zahnübersprung bliebe unentdeckt.

Fig. 3 zeigt nur zur Verdeutlichung prinzipiell die Rotorposition, nämlich einen typischen Signalverlauf für eine vollständige Motorumdrehung bei Verwendung eines

handelsüblichen inkremental arbeitenden Positionsencoders, wobei die jeweilige Position durch den Signalwert SM dargestellt wird. Die Korrelation dieses Signalwertes mit den Signalwerten S _RI und S _R 2 ermöglicht so die erfindungsgemäße Verfahrensweise.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1 Lenkungsgetriebe

2 Zahnriemen

3 Zahnriemen

4 Antriebsmotor/Elektromotor

5 Antriebswelle

6 Antriebsscheibe

7 Antriebsscheibe

8 Abtriebsscheibe

9 Abtriebsscheibe

10 Abtriebswelle

1 1 Riemenmarkierung

12 Riemenmarkierung

13 Sensorelement

14 Sensorelement

15 Antriebsrichtung

16 Recheneinheit (CPU)