DE10207011A1

DE10207011A1 - Corner-Modul mit einem Sensor

Info

Publication number: DE10207011A1
Application number: DE2002107011
Authority: DE
Inventors: Dirk Koch
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Corner-Modul (1) für eine nichtangetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs mit einem Sensor (15) zur Erfassung von Raddrehzahlen. Ein solches vormontierbares Corner-Modul (1) umfasst zumindest einen Achszapfen (2) sowie eine drehbar zum Achszapfen (2) gelagerte Radnabe (4). Zur Montagevereinfachung sowie Erhöhung der Sensorzuverlässigkeit ist der Sensor (15) zur Drehzahlerfassung in einer axial verlaufenden Öffnung (16) des Achszapfens (2) lösbar befestigt. Damit kann der Sensor (15) zusammen mit einer Leitung (22) zur Datenübertragung einfach im Corner-Modul (1) vormontiert werden und ist ferner vor störenden Umgebungseinflüssen weitgehend geschützt angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Corner-Modul für eine nicht- angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs mit einem Sensor zur Erfassung von Raddrehzahlen. Ein solches Corner-Modul umfasst zumindest einen Achszapfen sowie eine drehbar zum Achszapfen gelagerte Radnabe.
Aus der WO 99/53325 A1 ist eine vergleichbare Anordnung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der ein Sensor zur Erfassung von Raddrehzahlen am Radlager fixiert ist. Im einzelnen ist der Sensor in einem Haltering verrastet, der seinerseits am Radlager bzw. an einem zugehörigen Achszapfen befestigt ist. Der Sensor wirkt mit einem ringförmigen Signalgeber zusammen, der fest mit einer drehbar am Achszapfen gelagerten Radnabe verbunden ist. Damit kann der Signalgeber gegenüber dem Sensor verdreht werden und ermöglicht die Erfassung von Drehzahldaten. Allerdings erfordert die Sensorbefestigung einen zusätzlichen Haltering, was den Bauteilaufwand unnötig erhöht. Ferner ist der Sensor benachbart zum Radlager angeordnet und somit unerwünscht Umwelteinflüssen, wie Nässe, Schmutz und Steinschlag ausgesetzt, die fehlerfreie Sensorfunktion beeinträchtigen können. Schließlich kann der Sensor erst am fertigmontierten Achszapfen mit Radlager und Radnabe verrastet werden. Dadurch ergibt sich nachteilig ein erhöhter Montageaufwand.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Corner-Modul eines Kraftfahrzeuges mit einem Achszapfen, einem Radlager, einer Radnabe und einem Sensor zur Drehzahlerfassung anzugeben, das unter geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist und eine zuverlässige Drehzahlerfassung unabhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Corner-Modul eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1. Danach umfasst das Corner-Modul zumindest einen fahrzeugfest montierbaren Achszapfen und einer Radnabe, die mittels eines Radlagers drehbar am Achszapfen gelagert ist. Das Corner-Modul ist somit zum Einsatz an einer nicht-angetriebenen Fahrzeugachse geeignet. Darüber hinaus weist das vormontierbare Corner-Modul einen Sensor zur Drehzahlerfassung am Fahrzeugrad auf, der in einer axial verlaufenden Öffnung des Achszapfens lösbar befestigt ist. Vorzugsweise ist der Sensor innerhalb der Öffnung verklemmt oder verrastet. Durch die Anordnung innerhalb des Achszapfens ist der Sensor weitestgehend gegenüber Umwelteinflüssen geschützt und lässt sich vorteilhaft in dieser Position am Corner-Modul vormontieren.
Eine vorteilhafte Ausführung des Corner-Moduls wird dadurch erreicht, dass der Sensor mit einer in der Öffnung des Achszapfens sich erstreckenden elektrischen Leitung verbunden ist. Die elektrische Leitung zur Weiterleitung der erfassten Drehzahldaten, beispielsweise zu einer zentralen Steuereinheit, ist damit besonders platzsparend und geschützt verlegt. Die Gefahr von Leitungsbeschädigungen kann auf diese Weise nahezu ausgeschlossen werden. Dabei kann die elektrische Leitung entweder in unmittelbarem mit dem Sensor stehen oder über einen zwischengeschalteten Stecker mit diesem verbunden sein.
Zur fehlerfreien Signalerfassung ist vorgesehen, dass der Sensor bezogen auf eine Drehung um eine Achse des Corner- Moduls verdrehfest in der Öffnung befestigt ist. Dies verhindert eine unerwünschte Relativbewegung des Sensors in der Öffnung, was die aufgenommenen Drehzahldaten verfälschen würde.
Eine bevorzugte Variante des Corner-Moduls ergibt sich dadurch, dass ein an die Drehbewegung der Radnabe gekoppelter Signalgeber vorgesehen ist, der mit dem Sensor zusammenwirkt. Ein solcher Signalgeber ist beispielsweise als Encoder ausgeführt. Grundsätzlich findet durch die Anordnung von Sensor und Signalgeber eine Relativbewegung zwischen diesen Elementen statt, die die Aufnahme der gewünschten Drehzahldaten gestattet. Dabei kann das zwischen Signalgeber und Sensor wirksame Messprinzip in Abhängigkeit von der Größe des dazwischen sich ergebenden Luftspaltes frei gewählt werden. Insbesondere kann zwischen Signalgeber und Sensor ein optisches, induktives, kapazitives oder ein sonstiges geeignetes Messprinzip Anwendung finden.
Allgemein ist es vorteilhaft den Signalgeber unmittelbar mit einem rotierenden Bauteil des Corner-Moduls verdrehfest zu verbinden oder aber in ein solches Bauteil zu integrieren. Insbesondere kann der Signalgeber verdrehfest in die Radnabe, in eine mit der Radnabe verbundene Abdeckkappe oder in ein mit der Radnabe verbundenes Bremsorgan, vorzugsweise eine Bremstrommel oder Bremsscheibe, integriert sein. Damit wird neben dem Bauteilaufwand auch der Montageaufwand reduziert.
Eine sinnvolle Ausführungsform des Corner-Moduls sieht vor, dass der Sensor senkrecht zur Achse kleinere Außenabmessungen aufweist, als der Innendurchmesser einer auf dem Achszapfen verschraubbaren Achsmutter. Eine solche Achsmutter dient üblicherweise der axial spielfreien Einstellung bzw. Verspannung des Radlagers. Durch die kleinen Sensorabmessungen können der Sensor und die Achsmutter bzw. das Radlager unabhängig voneinander während einer Montage gehandhabt oder aber gewechselt werden.
Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel in der Figur zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines vormontierten Corner- Moduls mit einem Sensor zur Drehzahlerfassung.
Das in der Figur gezeigte Corner-Modul 1 für eine nicht- angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs umfasst zumindest einen fahrzeugfest montierbaren Achszapfen 2, an dem mittels eines Radlagers 3 eine Radnabe 4 drehbar gelagert ist. Dabei ist der Achszapfen 2 über einen angeformten Flansch 7 fahrzeugfest verschraubbar, beispielsweise an einem Bauteil der Fahrzeugachse. Die drehbar am Achszapfen 2 gelagerte Radnabe 4 trägt außerdem eine sie umgebende Bremstrommel 8, die z. B. mittels Verschrauben über einen Nabenflansch 9 mit der Radnabe 4 verdrehfest verbunden ist. Alternativ zur Ausführung nach Fig. 1 ist es ebenso denkbar ein anderes Bremsorgan an der Radnabe 4 zu befestigen, etwa eine Bremsscheibe.
Das Radlager 3 ist im gezeigten Corner-Modul 1 als Wälzlager ausgebildet, das mit einem Innenring 5 am Achszapfen 2 befestigt ist und deren Außenring 6 unmittelbar von einem im wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt der Radnabe 4 gebildet wird. Zwischen Innen- und Außenring 5, 6 befinden sich Wälzkörper 10, die bei Rotation der Radnabe 4 bzw. des Außenrings 6 entsprechend abrollen. Zur axial spielfreien Verspannung bzw. Einstellung des Radlagers 3 ist eine Achsmutter 11 vorgesehen, die auf einen Gewindeabschnitt 12 des Achszapfens 2 aufgeschraubt ist.
Der Abdichtung des Innenraums der Radnabe 4 sowie des Radlagers 3 dient auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite des Corner-Moduls 1 ein ringförmiges Dichtelement 13, das zwischen dem Achszapfen 2 und der Radnabe 4 wirksam ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Radnabe 4 ist eine Abdeckkappe 14 befestigt, die das Eindringen vom Schmutz und Feuchtigkeit in den Innenraum der Radnabe 4 wirksam verhindert.
Zur Erfassung von Daten zur Raddrehzahl, die beispielsweise einem System zur Bremskraftregelung zugeführt werden können umfasst das Corner-Modul 1 ferner einen entsprechenden Sensor 15 zur Drehzahlerfassung. Der Sensor 15 ist dabei in einer Öffnung 16 des Achszapfens 2 angeordnet, die beispielsweise als durchgehende Bohrung ausgeführt sein kann. Vorzugsweise ist der Sensor 15 stopfenartig in die Öffnung 16 eingesetzt und innerhalb dieser kraft- und/oder formschlüssig fixiert. Dies kann beispielsweise durch eine lösbare Klemm- oder Rastverbindung zwischen Sensor 15 und Öffnung 16 erfolgen. Dazu besitzt der Sensor 15 außenseitig Rippen 17, die sich einerseits innerhalb der Öffnung 16 verrasten und andererseits vorteilhaft eine Dichtfunktion ausüben. Damit wird die Beeinträchtigung der Drehzahlerfassung infolge eines Eindringens von Schmutz oder Feuchtigkeit verhindert. Darüber hinaus ist der Sensor 15 verdrehfest in der Öffnung 16 fixiert. Dazu weist der Sensor 16 vorteilhaft eine radial vorstehende Erhebung 18 auf, die sich formschlüssig in eine zugehörige Ausnehmung 19 oder Nut in der Öffnung 16 erstreckt. Dies unterbindet eine Drehung des Sensors 15innerhalb der Öffnung 16, die eine exakte Erfassung der Drehzahldaten verfälschen könnte. Ferner sind die Außenabmessungen S des Sensors 15 senkrecht zur Achse 20 des Corner-Moduls 1 kleiner dimensioniert als der Innendurchmesser D der Achsmutter 11. Damit lassen sich während einer Montage der Sensor 15 und die Achsmutter 11 bzw. das Radlager 3 separat handhaben. Dies ermöglicht je nach Bedarf wartungsfreundlich den getrennten Wechsel der genannten Einzelkomponenten.
Während der eigentlichen Drehzahlerfassung am Corner-Modul 1 wirkt der Sensor 15 mit einem Signalgeber 21 zusammen, der an die Drehbewegung der Radnabe 4 gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich eine Relativverdrehung zwischen dem stillstehenden Sensor 15 und dem rotierenden Signalgeber 21, der beispielsweise als Encoder ausgeführt sein kann. Zur Montagevereinfachung und Bauteilreduzierung ist der ringförmige Signalgeber 21 mit einem im fertigmontierten Zustand rotierenden Bauteil des Corner-Modul 1 verbunden bzw. unmittelbar in ein solches Bauteil integriert. Dabei bietet es sich an den ringförmigen Signalgeber 21 in die Abdeckkappe 14 zu integrieren bzw. an dieser zu befestigen. Dadurch kann der Signalgeber 21 zusammen mit der Abdeckkappe 14 gehandhabt werden. Während der Montage des Corner-Moduls 1 wird der Signalgeber 21 mit der Abdeckkappe 14 an der Radnabe 4 fixiert. Alternativ kann der Signalgeber 21 auch mit der Radnabe 4, der Bremstrommel 8 bzw. -scheibe oder einem sonstigen Bauteil des Corner-Moduls 1 drehfest verbunden sein, welches an die Drehbewegung der Radnabe 4 gekoppelt ist. Grundsätzlich kann in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Sensor 15 und Signalgeber 21 das wirksame Messprinzip zur Drehzahlerfassung nahezu frei gewählt werden. Insbesondere ist Realisierung eines zwischen Sensor 15 und Signalgeber 21 optisch, induktiv oder kapazitiv wirksamen Messprinzips möglich.
Der eigentliche Sensor 15 weist senkrecht zur Achse 20 vorzugsweise eine Außenabmessung S auf, die kleiner als der Innendurchmesser D der auf die Radnabe 4 aufschraubbaren Achsmutter 11 ausgebildet ist. Damit kann die Achsmutter 11 oder auch das Radlager 3 unabhängig vom Sensor 15 an der Radnabe 4 montiert bzw. demontiert werden. Analog ist auch der separate Wechsel des Sensors 15 unabhängig von der Achsmutter 11 denkbar. Zur Datenübertragung ist der Sensor 15 mit einer elektrischen Leitung 22 verbunden, die beispielsweise unmittelbar an den Sensor 15 angeschlossen ist und demzufolge mit diesem eine Baueinheit ausbildet. Alternativ können Sensor 15 und Leitung 22 auch separat ausgeführt sein und beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Steckers miteinander verbunden werden. Die Leitung 22 verläuft axial ausgehend vom Sensor 15 innerhalb der durchgehenden Öffnung 16 der Radnabe 4. Die Leitung 22 ist damit im wesentlichen vor Umgebungseinflüssen, wie z. B. Nässe, Schmutz, Steinschlag etc., geschützt angeordnet. An ihrem dem Sensor 15 gegenüberliegenden Ende ist die Leitung 22 mit einem Stecker 23 versehen, um den Sensor 15 beispielsweise mit einer zentralen Steuereinheit zu verbinden, die die empfangenen Drehzahldaten verarbeitet. Eine solche zentrale Steuereinheit kann insbesondere als Bestandteil einer elektronisch regelbaren Bremsanlage ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht die Schaffung eines vormontierten Corner-Moduls 1 eines Kraftfahrzeugs, das bereits einen Sensor 15 mit Signalgeber 22 zur Drehzahlerfassung am Fahrzeugrad umfasst. Dies erleichtert die Handhabung sowie Montage eines derartigen Corner-Moduls 1.

Claims

1. Corner-Modul (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem fahrzeugfest montierbaren Achszapfen (2) und mit einer Radnabe (4), die mittels eines Radlagers (3) drehbar am Achszapfen (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer axial verlaufenden Öffnung (16) des Achszapfens (2) ein Sensor (15) zur Drehzahlerfassung lösbar befestigt ist.

2. Corner-Modul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) mit einer in der Öffnung (16) des Achszapfens (2) sich erstreckenden elektrischen Leitung (22) verbunden ist.

3. Corner-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) bezogen auf eine Drehung um eine Achse (20) des Corner- Moduls (1) verdrehfest in der Öffnung (16) befestigt ist.

4. Corner-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die Drehbewegung der Radnabe (4) gekoppelter Signalgeber (22) vorgesehen ist, der zur Drehzahlerfassung mit dem Sensor (15) zusammenwirkt.

5. Corner-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (22) verdrehfest mit der Radnabe (4) verbunden ist.

6. Corner-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (22) verdrehfest mit einer mit der Radnabe (4) verbundenen Abdeckkappe (14) verbunden ist.

7. Corner-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (22) verdrehfest mit einem mit der Radnabe (4) verbundenen Bremsorgan (8), vorzugsweise einer Bremstrommel oder Bremsscheibe, verbunden ist.

8. Corner-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessung (S) des Sensors (15) senkrecht zur Achse (20) kleiner als der Innendurchmesser (D) einer auf dem Achszapfen (2) verschraubbaren Achsmutter (11) ausgebildet ist.