DE102022128959A1

DE102022128959A1 - Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102022128959A1
Application number: DE102022128959.1A
Authority: DE
Inventors: Lukas Schraut
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2024-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Polrad, wobei das Polrad ringförmig ausgebildet ist und einen axialen Schenkel und einen radialen Schenkel umfasst, und über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei das Polrad aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der ferromagnetischen Additive und Glasfasern aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Polrad gemäß Anspruch 1 sowie ein Radlager mit einer Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 8.
Insbesondere im Bereich von Radlagern werden häufig Sensorvorrichtungen verwendet. Hierbei werden Polräder eines Antiblockiersystems an Bremsscheiben oder am Radlager angeordnet. Dieses rotierende Polrad erzeugt in einem feststehenden Drehzahlsensor eine Wechselspannung, deren Frequenz Aufschluss über die Radgeschwindigkeit gibt.
Solche Polräder sind im Stand der Technik hinlänglich, wie z.B. aus der DE 102 05 046 A1 , bekannt. Üblicherweise werden die Polräder aus Werkstoffen wie Stahl, Gusseisen oder Blech hergestellt. Da das Prinzip der Signalmessung auf Magnetfeldänderungen aufbaut, muss das Polrad ferromagnetische Werkstoffe enthalten. Aufgrund der hohen Materialdichte von den im Stand der Technik benutzten ferromagnetischen Werkstoffen für Polräder sind diese aber sehr schwer.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Gewicht der Sensorvorrichtung, insbesondere des Polrads, zu reduzieren, wobei gleichzeitig eine genaue Signalmessung für das Antiblockiersystem garantiert werden soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Radlager gemäß Anspruch 8.
Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst zumindest ein Polrad, wobei das Polrad ringförmig ausgebildet ist, und einen axialen Schenkel sowie einen radialen Schenkel umfasst, und das über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei das Polrad aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der sowohl ferromagnetische Additive als auch Glasfasern aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Polrads können große Gewichtseinsparungen erzielt werden. Gleichzeitig wird durch die ferromagnetischen Additive garantiert, dass eine sehr genaue Signalmessung ermöglicht wird. Der Zusatz von Glasfasern erfüllt die notwendigen Festigkeitsanforderungen an das Polrad.
Bevorzugt ist das Polrad aus Polyamid, insbesondere PA66 oder PA6, ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei den ferromagnetischen Additiven um Eisenpartikel, wie Eisenstaub oder Eisenspäne. Diese können leicht und kostengünstig in den Kunststoff eingebracht werden. Die ferromagnetischen Partikel sind besonders bevorzugt gleichmäßig in dem gesamten Volumen des Polrads verteilt. Dadurch wird eine genaue Signalmessung ermöglicht. Durch die ferromagnetischen Additive kann eine Magnetfeldänderung am ABS-Sensor erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Polrad, insbesondere am axialen Schenkel, ein Befestigungsmittel auf. Das Befestigungsmittel kann kraft- und/oder formschlüssig in eine Vorrichtung, wie z.B. eine Radnabe, eingreifen. Insbesondere ist das Befestigungsmittel als Haltenase ausgebildet, die in eine Öffnung der Vorrichtung bzw. Radnabe eingreift. Vorzugsweise können mehrere, z.B. drei, Befestigungsmittel über den Umfang verteilt an dem Polrad angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungsmittel durchgehend umlaufend über den gesamten Umfang ausgebildet. Durch das Befestigungsmittel kann ein axiales Verschieben des Polrads vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Polrad an dem axialen Schenkel zumindest eine Verdrehsicherung auf. Das Polrad wird vorzugsweise formschlüssig oder kraftschlüssig an einer Vorrichtung, wie z.B. einer Radnabe, befestigt. Die Vorrichtung weist dafür ein zur Verdrehsicherung des Polrads komplementäres Mittel auf. Die Verdrehsicherung kann als ein Vorsprung oder dgl. ausgebildet sein, der sich in eine Nut der Vorrichtung schiebt. Vorzugsweise können mehrere, z.B. drei, Verdrehsicherungen über den Umfang verteilt an dem Polrad angeordnet sein. Die Verdrehsicherung kann kraft- und/oder formschlüssig ausgebildet sein. Durch die Verdrehsicherung kann ein Verdrehen des Polrads relativ zur Radnabe vermieden werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Radlager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Innenring und mindestens einem Außenring, sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern, sowie mit einer Radnabe, in der der zumindest eine Außenring aufgenommen ist, und mit einer Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Polrad umfasst, wobei das Polrad ringförmig ausgebildet ist und einen axialen Schenkel sowie einen radialen Schenkel umfasst, und das über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei das Polrad aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der sowohl ferromagnetische Additive als auch Glasfasern aufweist und wobei das Polrad der Sensorvorrichtung an der Radnabe befestigt ist.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt

1 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines Radlagers mit einem Polrad gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des Polrads gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des Polrads gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Radlagers 10, an dem eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung vorgesehen ist. Das Radlager 10 umfasst zwei Innenringe 2 und zwei Außenringe 3. Zwischen den Innenringen 2 und den Außenringen 3 sind zwei Reihen Wälzkörper 4, z.B. in Form von Kegelrollen oder Kugeln, vorgesehen. Die Außenringe 3 sind in eine Radnabe 6 eingepresst und axial fixiert. Zwischen Außen- und Innenring ist zudem jeweils eine Dichtung 5 angeordnet. An einem Außendurchmesser der Radnabe 6 ist ein Polrad 1 befestigt.
Das Polrad 1 besteht aus spritzgegossenem Polymerwerkstoff, wobei das Polrad 1 erfindungsgemäß sowohl ferromagnetische Additive als auch Glasfasern aufweist, und kann über einen Kraft- und/oder Formschluss an der Radnabe 6 befestigt sein. Bevorzugt ist das Polrad 1 an einer Stufe mit geringerem Außendurchmesser der Radnabe 6 befestigt. Das Polrad 1 ist ringförmig ausgebildet und weist zudem Öffnungen 13 auf, die über den Umfang verteilt sind. Diese Öffnungen 13 sind bevorzugt fensterförmig ausgebildet. Das rotierende Polrad 1 erzeugt bei dem nicht dargestellten Drehzahlsensor eine Wechselspannung, aus deren Frequenz die Radgeschwindigkeit errechnet wird.
Das Polrad 1 wird in den 2 und 3 in zwei Ausschnitten näher dargestellt. Das Polrad 1 umfasst sowohl einen axialen Schenkel 11 als auch einen radialen Schenkel 12. Zwischen dem axialen Schenkel 11 und dem radialen Schenkel 12 ist ein Übergangsbereich, der z.B. schräg verläuft, angeordnet, in dem die Öffnungen 13 vorgesehen sind. Die Öffnungen 13 sind dabei bevorzugt in gleichem Winkelabstand zueinander gleichmäßig über den Umfang verteilt. Das Polrad 1 weist im Wesentlichen eine gleichbleibende Wandstärke auf. Der axiale Schenkel 11 weist bevorzugt mindestens ein Befestigungsmittel 15 sowie eine Verdrehsicherung 14 auf. Das Befestigungsmittel 15 sichert das Polrad 1 axial an der Radnabe 6. Das Befestigungsmittel 15 ist vorzugsweise als Schnappnase ausgebildet und besonders bevorzugt im Endbereich des axialen Schenkels 11 ausgebildet. Das Befestigungsmittel 15 wirkt mit einer komplementär zu dieser ausgebildeten Vertiefung an der Radnabe 6 zusammen. Es können auch mehrere Befestigungsmittel 15 über den Umfang des Polrads 1 verteilt angeordnet sein, die sich segmentartig erstrecken. Es wäre jedoch auch denkbar, dass das Befestigungsmittel 15 durchgehend umlaufend über den gesamten Umfang ausgebildet ist.
In 2 ist ein Ausschnitt eines Polrads 1 gezeigt, bei dem im Bereich des axialen Schenkels 11 eine Verdrehsicherung 14 vorgesehen ist. Bei der Verdrehsicherung 14 kann es sich um einen Vorsprung handeln, der in eine komplementär zu diesem ausgebildete Vertiefung in der Radnabe 6 eingreift.
Bezugszeichenliste

1: Polrad
2: Innenring
3: Außenring
4: Wälzkörper
5: Dichtung
6: Radnabe
10: Radlager
11: Axialer Schenkel
12: Radialer Schenkel
13: Öffnungen
14: Verdrehsicherung
15: Befestigungsmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10205046 A1 [0003]

Claims

Sensorvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Polrad (1), wobei das Polrad (1) ringförmig ausgebildet ist und einen axialen Schenkel (11) und einen radialen Schenkel (12) umfasst, und über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Öffnungen (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad (1) aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der ferromagnetischen Additive und Glasfasern aufweist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad (1) aus Polyamid, insbesondere PA66 oder PA6, ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Additive Eisenpartikel bzw. Eisenstaub oder Eisenspäne sind.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem axialen Schenkel (11) des Polrads (1) zumindest ein Befestigungsmittel (15) vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (15) über den gesamten Umfang des Polrads (1) durchgehend vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (15) aus über den Umfang verteilten Haltenasen ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrad (1), insbesondere am axialen Schenkel (11), eine Verdrehsicherung (14) aufweist.
Radlager (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Innenring (2) und mindestens einem Außenring (3) sowie dazwischen angeordneten Wälzkörpern (4), sowie mit einer Radnabe (6), in der der zumindest eine Außenring (3) aufgenommen ist, und mit einer Sensorvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polrad (1) der Sensorvorrichtung an der Radnabe (6) befestigt ist.