DE1961846A1 - Messfuehler zur Bestimmung einer Drehzahl oder Drehzahlaenderung,vorzugsweise von Fahrzeugraedern - Google Patents

Messfuehler zur Bestimmung einer Drehzahl oder Drehzahlaenderung,vorzugsweise von Fahrzeugraedern

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    • F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles

Description

.Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8527/4
Stuttgart-Untertürkheim 9. Dez. 1969
"Meßfühler zur Bestimmung einer Drehzahl oder Drehzahländerung, vorzugsweise von Fahrzeugrädern"
Die Erfindung betrifft einen Meßfühler, der vorzugsweise einem Fahrzeugrad zugeordnet ist und der der Raddrehzahl proportionale Impulse liefert. In einer entsprechenden Elektronik können diese Impulse zur Steuerung einer Antiblockiervorrichtung, eines Anfahrschleuderschutzes oder eines Tachometers ausgewertet werden.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, die drehzahlproportionale Impulse oder Signale liefern. Sie arbeiten hydraulisch, mechanisch-optisch oder induktiv. Die induktiven Meßfühler sind, da sie berührungslos arbeiten, für den Einbau am Fahrzeugrad besonders geeignet. Bei bekannten Ausführungen wird an einer Welle oder an der Radnabe eine am äusseren Umfang gezahnte Scheibe angebracht. Dieser Scheibe, die auch als Rotor bezeichnet werden kann, wird ein feststehender Magnet (Stator) zugeordnet. Der magnetische Fluß dieses Magneten wird durch die rotierende Zahnscheibe verändert, wodurch am Stator eine Wechselspannung induziert wird, deren Frequenz der Raddrehzahl proportional ist. Für eine konstante Impulsfolge darf sich der Abstand zwischen Stator und Rotor nur geringfügig ändern, da andernfalls die Impulse ausbleiben oder aber der Impulsgeber bei Berührung von Stator und
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Rotor zerstört wird. Viele Achskonstruktionen machen einen genauen konstanten Abstand zwischen Stator und Rotor unmöglich. Um die Funktion des Impulsgebers zu sichern, wird die Impulszahl pro Radumdrehung soweit verkleinert, bis ein den jeweiligen Durchbiegungen oder Schwingungen der Achskonstruktion angepaßter Abstand zwischen Stator und Rotor gefunden ist. Für eine genaue und schnell wirksame Antiblockiervorrichtung reicht diese geringe Impulszahl nur noch bedingt aus. Abgesehen von diesen prinzipiellen Nachteilen sind diese Impulsgeber durch ihre ungeschützte Lage der Verschmutzung und Korrosion ausgesetzt. Auch Beschädigungen durch hochgeschleuderte Steine oder beim Einbau oder Ausbau der Achsen sind möglich. Bei vielen Achskonstruktionen ist infolge des großen Platzbedarfes ein nachträglicher Einbau nur nach umfangreichen konstruktiven Änderungen möglich.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Meßfühler so auszubilden, daß er von Wellendurchbiegungen oder Schwingungen unbeeinflußt bleibt und in einem geschützten Raum untergebracht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird deshalb ein Meßfühler zur Bestimmung einer Drehzahl oder Drehzahländerung, vorzugsweise von Fahrzeugrädern, der im wesentlichen aus einem Rotor und einem als Magnet ausgebildeten Stator mit einer Ringspule besteht, wobei durch Drehen des Rotors im Stator eine der Drehzahl proportionale Wechselspannung induziert wird, vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß Rotor und Stator derart zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, daß der Rotor am Stator oder einem mit diesem verbundenen Teil relativ zu diesem drehbar so gelagert ist, daß während des Betriebes keine radialen oder axialen Abstandsänderungen zwischen Rotor und Stator auftreten.
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Die Drehbewegung wird dabei auf den Rotor vorzugsweise durch einen federnden Mitnehmer übertragen, der als Blattfeder ausgebildet ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Rotor und Stator an gegenüberliegenden Stirnflächen mit sich nicht be rühr enden Stirnverzahnungen versehen, wobei ein Axialgleitlager durch auf die Stirnverzahnung aufgebrachte Schichten aus unm agnetische m Gleitlagerwerkstoff gebildet wird, so daß durch die Schichtstärken über den Zahnspitzen ein bestimmter axialer Abstand von Rotor und Stator festgelegt ist.
Es kann aber auch der Rotor mit einer Innen- und der Stator mit einer Außenverzahnung versehen sein oder umgekehrt, wobei die Verzahnungen in einem solchen radialen Abstand angeordnet sind, daß sie sich nicht berühren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Durch eine derartige Anordnung und Ausbildung des Meßfühlers kann eine sehr hohe Impulszahl erzielt werden, da die entsprechende Zahnteilung auf dem Rotor und Stator sehr klein gewählt werden kann. Der Einfluß von Durchbiegungen und Schwingungen wird durch den federnden Mitnehmer ausgeglichen. Die kompakte Bauweise ermöglicht den Einbau im abgedichteten Raum der Radlagerung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen hervor,
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die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Vorderachslagerung mit aufgestecktem Meßfühler, im Schnitt, und
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Hinterachslagerung mit eingeschobenem Meßfühler, gleichfalls im Schnitt.
In Fig. 1 ist der Meßfühler 1 außerhalb des äußeren Vorderradlagers 2 und der Kiemmutter 3 auf die Achse 4 aufgesteckt. Das laßere Ende der Achse 4 ist mit einem zylindrischen Sits 5 und einer Llngsnut 6 versehen. Der Meßfühler wird bis sum Anschlag 7 des Stators 8 aufgeschoben und gegen Verdrehen durch eine Nase 9 im Spulenkörper 10, die in die Langenut 6 eingreift, gesichert. Der Stator 8 ist als Ring mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet. Im Inneren des U-förmigen Querschnittes wird der Spulenkörper 10 mit der Spulenwicklung 11 eingesetst. |
Der innere Schenkel 12 des Staterkörpers trägt ein Radialgleitlager 13, *
auf dem der Rotor 14 gelagert ist. Dieses Gleitlager 13 besteht vorsugs- r
weise aus einem magnetisch leitenden Werkstoff, um den magnetischen I
Widerstand »wischen Stator 8 und Rotor 14 klein xu halten. Das Gleitlager 13 und der Rotor 14 werden durch einen Sprengring 15 auf dem Stator 8 gehalten.
Der Äußere Schenkel 16 des Stators 8 trägt an seinem freien Ende «ine
■ . ■ Stirnverzahnung 17, deren Zahnlücken und Zahaköpfe mit einem unmagnetUchen Gleitwerkstoff überzogen sind, so daß eine glatte Flache «Eitsteht, die für den Rotor 14 ein Axialgleitlager 18 bildet. Die Stimver-
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zahnung 19 auf dem äußeren Umfang des scheibenförmigen Rotors 14 ist in gleicher Weise wie beim Stator 8 mit einem Gleitwerkstoff übersogen, welcher die andere Lauffläche 20 des Axialgleitlagers 18 bildet. Hie Stärke der beiden Lauf schichten ergibt den Abstand «wischen Rotor 14 und Stator 8. Eine oder mehrere radial verlaufend· Nuten 21 auf der Rückseite des Rotors 14 nehmen das freie Ende 22 eines als Blattfeder ausgebildeten Mitnehmers 23 auf, der mehrere Arme haben kann. Vorteilhaft bei Verwendung einer Blattfeder ist deren hohe Steifigkeit in Drehrichtung. Axial brauchen die Federkräfte nicht groO zu sein, da der Rotor 14 von den magnetischen Kräften an den Stator 8 gesogen wird» Der Mitnehmer 23 ist mit zwei Nieten 24 verdrehfest mit attr aufschraebbaren Kappe 25 verbunden, die auf die Radnabe 26 aufgeschraubt wird.
Die elektrische Verbindung wird zweckmäßig durch einen Koaxialstecker hergestellt. Dazu wird ein Stecker 27, an dem ein Kabel 2· befestigt ist, in eine abgesetzte Bohrung der Achse 4 eingeführt. Das zugehörige Gegenstück 30 des Steckers 27 ist fest im Stator 8 eingegossen* Die Treamstelle 31 des Steckers liegt innerhalb der Bohrung 29, damit dt« Kontakte bei ausgebautem Meßfühler nicht beschädigt werden kennen·
In Fig. 2 ist tin Meßfühler 32 dargestellt, der al« Baueinheit lsi Rad* träger 33 zwischen den beiden Lagern 34 und 35 eingebaut ist« Der Stator 3β und der Rotor 37 sind so ausgebildet, daß ii* die Spule 3t mit dem Spulenkörper i$ umschließen. Ein« Stirnverzahnung 40 des Stators 91 und tine Stirnverzahnung 41 des Rotor« 31 sind wieder mit einem «magnetischen Werkstoff abgedeckt, so dafl «in Axialgleitlager ti gebildet wird« Der L-förraig« Rotor 3t kann auf dem längeren Schenkel ein wei-
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te re β Axiallager 60 tragen« welches aber nur dazu dient, den magnetischen Kreis nicht durch einen groflen Luftspalt zu unterbrechen. Das · Axiallager 60 wird daher zweckmäßig au« einem magnetischen Gleitwerkstoff hergestellt. Radial wird der Rotor 37 too einem Gleitring 42 geführt, der aus unmagnetischem Werkstoff hergestellt ist. Dieser Gleitring 42 liegt zwischen dem kurzen Schenkel des L-förmigen Rotors 3? und einem rohrförmigen, unmagnetischen Blechmantel 43, der auf den Stator 36 aufgepreßt ist und durch eine tTmbOrdelung Rotor 37 und Stator 36 zusammenfallt.
Der Rotor 37 tragt an der Außenseite seines kurzen Schenkels 45 eine radial verlaufende Hut 46, 44· in die eine Blattfeder 4? eingreift. Die Blattfeder 47 ist an einem Ring 48 befestigt, der verdrehfest auf die Welle 49 aufgeschoben ist. Ring 48 und Blattfeder 47 bilden den Mitnehmer für den Rotor 37.
Von der Spule 38 führen zwei Drahte 50 durch eine Bohrung 51 im Stator zu einem Steckerteil 52« welches mit Kunststoff in der Bohrung 53 des Stators 36 eingegossen ist. Der Stecker 54 mit einem Kabel 55 wird in einer Einschraubbuchse 56 geführt und durch ein« Überwurfmutter 67 gesichert« Der Gummiring 58 bildet Wr da« Kabel SS «ine Zugentlastung und dichtet gleichseitig den Stecker 54 gegen Feuchtigkeit von außen ab« Die Einscbraubbuchse 56 ist so ausgebildet, daJ sie in die Bohrung 53 de« Stator« 36 hineinragt, wodurch dieser in Achsrichtung im Rarftrager 33 fettgelegt ist* Die Einicbrattbbuehs« 56 wird durch ein Blech 50 gesichert, !
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Claims (13)

  1. - 7 - Palm tS27/4
    Ansprüche
    Meßfühler zur Bestimmung einer Drehzahl oder Dreiutablanderuag, vorzugsweise von Fahrseugrldern, der im wesentlichen aus einem Rotor und einem als Magnet ausgebildeten Stator mit einer Ring spule besteht, wobei durch Drehen des Rotors im Stator eine der Drehzahl proportionale Wechselspannung induziert wird« dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (14,37) und Stator (B, 3S) derart zu einer Baueinheit zu« sammengefaßt sind, daß der Rotor (14,37) am Stator (8,36) oder einem mit diesem verbundenen Teil relativ zu diesem drehbar so gelagert ist, daß wahrend des Betriebes keine radialen oder axialen Abstandslnderungen zwischen Rotor (14,37) und Stator (8,36) auftreten*
  2. 2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung auf den Rotor (14,37) durch einen federnden Mitnehmer übertragen wird.
  3. 3. Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (23,47) als Blattfeder ausgebildet ist.
  4. 4. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor fiber ein Wälzlager am Stator gelagert ist, das den Rotor in radialer und axialer Richtung führt.
  5. 5.'' Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (14,37) über mindestens ein Gleitlager am Stator (t, 36) gelagert ist.
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  6. 6. Meßfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen und axialen Führung getrennte Gleitlager vorgesehen sind.
  7. 7. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gleitlager aus einem eisenhaltigen Werkstoff besteht.
  8. 8. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (14, 37) und Stator (8, 36) an gegenüber liegenden Stirnflächen mit sich nicht berührenden Stirnverzahnungen (17,19,40,41) versehen sind.
  9. 9. Meßfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axialgleitlager (18, 61) durch auf die Stirnverzahnungen (17,19, 40, 41) aufgebrachte Sdiichten aus unmagnetischem Gleitlagerwerkstoff gebildet wird, so daß durch die Schichtstärken über den Zahnspitzen ein bestimmter axialer Abstand von Rotor (14, 37) und Stator (8, 36) festgelegt ist.
  10. 10. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit einer Innen- und der Stator mit einer Außenverzahnung versehen ist oder umgekehrt, wobei die Verzahnungen in einem solchen radialen Abstand angeordnet sind, daß sie sich nicht berühren.
  11. 11. Meßfühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Radialgleitlager durch auf die Verzahnungen aufgebrachte Schichten aus unmagnetischem Gleitlagerwerkstoff gebildet wird.
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  12. 12. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor und/ oder Stator aus einem eisenhaltigen Kunststoff bestehen.
  13. 13. Meßfühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor und/oder Stator teilweise magnetisiert sind und daß gegebenenfalls nur das Gegenstück (Rotor oder Stator) mit einer Verzahnung versehen ist.
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