DE1911515A1

DE1911515A1 - Speed transducer

Info

Publication number: DE1911515A1
Application number: DE19691911515
Authority: DE
Inventors: Jones Malcolm Davy; Riordan Hugh Ernest
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1968-07-01
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1911515B2; FR1604947A; SE344369B; CA947838A; DE1911515C3; GB1233966A

Description

Drehzahl-Meßwertgeber
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drehzahl-Meßwertgeber. _: Speed transducer
The invention relates to an electrical speed transducer. _:

Beim Messen der Winkelgeschwindigkeit der Hinterräder eines Fahr- ' zeuges wird der Meßwertgeber vorzugsweise zwischen dem Achswellenflansch und dem Achskasten des Hinterrades angeordnet. Bei starker Belastung verbiegt sich jedoch die Hinterachse in Radialrichtung beträchtlich gegenüber dem Achskasten. Bei einem Meßwertgeber mit zwei relativ zueinander drehbaren Polstücken, von denen eines ftstiWhen measuring the angular speed of the rear wheels of a vehicle, the transducer is preferably arranged between the axle shaft flange and the axle box of the rear wheel. Under heavy loads, however, the rear axle bends considerably in the radial direction in relation to the axle box. In a transducer with two relatively rotatable pole pieces, one of which is fts ti

mit dem Achskasten und das andere drehfest mit der Achswelle verbunden ist, verringert sich der Luftspalt zwischen den Polstücken bei den durch die hohe Belastung hervorgerufenen starken Verformungen der Achswelle derart, daß die beiden Polstücke miteinander in Eingriff gebracht werden, was zu einer Beschädigung des Meßwertgebers führt. Dies ließe sich durch einen ausreichend großen Luftspalt zwischen den beiden Polstücken vermeiden, so daß ein gegenseitiges Anlaufen der beiden Polstücke selbst bei stärkster Belastung der Achswelle vermieden wäre,' Diese Maßnahme macht Je-with the axle box and the other non-rotatably connected to the axle shaft is, the air gap between the pole pieces is reduced with the strong deformations caused by the high load of the axle shaft in such a way that the two pole pieces are brought into engagement with one another, which leads to damage to the transducer. This could be achieved by a sufficiently large Avoid an air gap between the two pole pieces so that the two pole pieces run against each other even with the strongest Load on the axle shaft would be avoided, 'This measure makes every-

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doch einen verhältnismäßig großen Luftspalt erforderlich,wodurch die Güte des Meßwertgebers beeinträchtigt wird.but a relatively large air gap is required, whereby the quality of the transducer is impaired.

Erfindungsgemäß soll ein Meßwertgeber geschaffen werden, bei dem auch bei starken Radialverbiegungen der Achswelle ein ausreichend kleiner Luftspalt aufrechterhalten wird.According to the invention, a transducer is to be created in which a sufficiently small air gap is maintained even with severe radial bending of the axle shaft.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung einen elektrischen Drehzahl-Meßwertgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signales, das die Winkelgeschwindigkeit zwischen zwei gegeneinander drehbar abgestützten Bauteilen angibt, der gekennzeichnet ist durch einen· drehfest mit dem einen Bauteil verbundenen Rotor, einen nahe dem Rotor am anderen Bauteil befestigten Stator, sowie Befestigungsmittel, die den Rotor oder Stator radial verschiebbar in einer bestimmten Richtung in Abhängigkeit von der RadialverschiebungTo solve this problem, the invention provides an electrical Rotational speed transducer for generating an electrical signal that shows the angular speed between two rotatable against each other supported components, which is characterized by a non-rotatably connected to the one component rotor, a stator fastened close to the rotor on the other component, as well as fastening means, which makes the rotor or stator radially displaceable in a certain direction depending on the radial displacement

des Stators,bzw. Rotors in dieser Richtung halten, wobei die Radialverschiebung des Stators bzw. Rotors durch eine in dieser Richtung erfolgende Radialbewegung des einen Bauteils gegenüber dem anderen bewirkt ist.of the stator or Keep the rotor in this direction, with the radial displacement of the stator or rotor by a radial movement of one component in this direction the other is effected.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehzahl-Meßwertgeber werden Stator und Rotor bei extremen Belastungen, die eineJYerbiegung zwischen den Bauteilen verursachen, deren relative Winkelgeschwindigkeit gemessen werden soll, gemeinsam verschoben. Infolge der schwimmenden Lagerung des Stators oder Rotors wird dieser bei einer durch hohe Belastung der Achswelle hervorgerufenen Verschiebung des Rotors oder Stators ebenfalls verschoben, wodurch die Größe des Luftspalts im wesentlichen aufrecht erhalten bleibt und der Luft- jIn the speed transducer according to the invention, the stator and Rotor under extreme loads that result in bending between the Components cause their relative angular velocity measured should be moved together. As a result of the floating mounting of the stator or rotor, this is through high load on the axle shaft caused displacement of the rotor or stator also shifted, reducing the size of the Air gap is essentially maintained and the air j

spalt daher !split therefore!

SiSSiI/ff® 1 - ~" -SiSSiI / ff® 1 - ~ "-

sehr klein bemessen sein kann. Bei Entlastung wird der verschiebbar angeordnete Stator oder Rotor im wesentlichen wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt. Da der Luftspalt beim erfindungsgemaßen Meßwertgeber auf einem Minimalwert gehalten bleibt, arbeitet der Meßwertgeber äußerst zufriedenstellend. Der erfindungsgemäße Meßwertgeber läßt sich überall da verwenden, wo die Winkelgeschwindigkeit zweier relativ zueinander verdrehbarer Bauteile, die sich bei Belastung gegeneinander verbiegen, festgestellt werden soll; vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Meßwertgeber in Verbindung mit der Hinterradanordnun;; eines Fahrzeuges verwendbar. can be very small. When the load is relieved, it can be moved arranged stator or rotor is essentially returned to its original position. Since the air gap in the inventive If the transmitter is kept at a minimum value, the transmitter operates extremely satisfactorily. The inventive The transducer can be used wherever the angular velocity two components that can be rotated relative to one another and that bend against one another when loaded target; Preferably, the transducer according to the invention is in connection with the rear wheel arrangement ;; of a vehicle can be used.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeilen:Further details of the invention emerge from the subclaims and the following description by way of example in conjunction with the drawings. It lines:

Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemaßen Meßwertgebers,Fig. 1 is a view of the inventive transducer,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1, wobei die Hinterradanordnung in gestrichelten Linien dargestellt ist,Fig. 2 is an enlarged section along the line H-II of Fig. 1, the rear wheel arrangement is shown in dashed lines,

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie HI-III der Fi£. 1, Fig. k einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1, und Fig. 5 einen Schnitt län^s der Linie V-V der Fig. 2.Fig. 3 is a view taken along the line HI-III of the Fi £. 1, Fig. K is a section along the line IV-IV of Fig. 1 and Fig. 5 is a sectional Lan ^ s the line VV of FIG. 2.

909885/1001909885/1001

t 1911518t 1911518

Gemäß den Figuren ist der Meßwertgeber 10 in Verbindung mit. einer in gestrichelten Linien dargestellten Hinterradanordnung 12 ge-I zeigt, die eine Achswelle 14 enthält, welche am äußeren Ende einenAccording to the figures, the transducer 10 is in connection with. one rear wheel assembly 12 shown in dashed lines, which includes an axle shaft 14 which at the outer end has a

j 1j 1

!Flansch 16 trägt, an dem ein (nicht gezeigtes)Fahrzeugrad befe-' J stigt werden kann. Die Achswelle 14 ist drehbar im Achskasten 18 j.! Flange 16 to which a vehicle wheel (not shown) is attached can be sustained. The axle shaft 14 is rotatable in the axle box 18 j.

' gelagert, der von üblicher Bauart sein kann und an seinem äußeren j'stored, which can be of conventional design and on its outer j

j Ende in einen glockenförmigen Abschnitt 20 ausläuft, in dem ein !j end terminates in a bell-shaped section 20 in which a!

' Lager 22 angeordnet ist, das seinerseits die Achswelle 14 haltert.j'Bearing 22 is arranged, which in turn holds the axle shaft 14

Der glockenförmige Abschnitt 20 endet in einem radial nach außen ' verlaufenden Flansch 24, an dem der Meßwertgeber 10 mindestens ' teilweise befestigt ist.The bell-shaped section 20 ends in a radially outwardly 'extending flange 24 on which the transducer 10 at least 'is partially attached.

Der Me.3wertgeber 10 ist über einen im wesentlichen flachen Halte- _; ring 26 mittels mehrerer Schrauben 28 am Flansch 24 befestigt.The Me.3wertgeber 10 is a substantially flat holding _; ring 26 attached to flange 24 by means of a plurality of screws 28.

. Während der Haltering 26 unverschiebbar am Achskasten 1*8 gehal- i . While the retaining ring 26 is immovable on the axle box 1 * 8 held i

tert ist, ist ein Gehäuse 30 für den Meßwertgeber auf die unten ¹ beschriebene Weise begraizt radial verschiebbar am Haltering 26 angebracht. Das Gehäuse 30 ist im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und an seinem hinteren Ende vollständig geöffnet sowie an seinem vorderen Ende mit einem radial nach innen verlaufenden Flansch 32 versehen. Das Gehäuse 30 ist mittels zweier Federbügel 34 (s. Fign. 1 und 3), die durch Schrauben 36 am Haigering 26 befestigt sind, nachgiebig verschiebbar am Haltering 26 festgeklemmt. Jeder dieser Federbügel 34 enthält zwei L-förmige ;Schenkel 38, die an ihren oberen Enden durch eine Haltestreifen j 40 miteinander verbunden sind. Der Haltestreifen 40 überdeckt im. j wesentlichen den Flansch 32 des Gehäuses 30 und ist bei 42 nachtert, a housing 30 for the transducer is attached to the retaining ring 26 in the ^{manner described below 1} in a radially displaceable manner. The housing 30 is designed essentially in the shape of a circular ring and is completely open at its rear end and is provided with a flange 32 extending radially inward at its front end. The housing 30 is clamped to the retaining ring 26 in a resiliently displaceable manner by means of two spring clips 34 (see FIGS. 1 and 3) which are fastened to the retaining ring 26 by screws 36. Each of these spring clips 34 contains two L-shaped legs 38 which are connected to one another at their upper ends by a retaining strip j 40. The retaining strip 40 covered in. j essentially the flange 32 of the housing 30 and is at 42 after

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innen abgebogen, so daß er den Plansch 32 des Gehäuses 30 mit einer vorbestimmten Vorspannung erfaßt, wodurch das Gehäuse 30 nachgiebig am Haltering 26 festgeklemmt ist. Der Haltestreifen 40 ist bogenförmig ausgebildet und im wesentlichen an die Form der Außenfläche des Gehäuses 30 angepaßt; die Schenkel 38 verlaufen jedoch mit Spiel dazu, so daß das Gehäuse" 30 ungehindert verschiebbar ist.bent inside, so that it has the puddle 32 of the housing 30 with a predetermined bias is detected, whereby the housing 30 is resiliently clamped on the retaining ring 26. The retaining strip 40 is arcuate and essentially conforms to the shape adapted to the outer surface of the housing 30; the legs 38 run but with play in addition, so that the housing "30" is freely displaceable is.

Das Gehäuse 30 ist mit einer nach innen verlaufenden Nase 44 versehen, die in einem erweiterten Schlitz 46 im Hältering 26 einsitzen kann. Infolge dieser Verbindung wird das Gehäuse 30 gegen eine Relativdrehung gegenüber dem Haltering 26 gesichert,wobei jedoch eine begrenzte Relativbewegung des Gehäuses 30 gegenüber dem _; Haltering 26 zugelassen wird. Im Gehäuse 30 ist ein ringförmiger, ; im Querschnitt im wesentlichen L-förmiger Stator 50 befestigt, der an seinem vorderen Ende am Plansch 32 anliegt und an seinem ; radial inneren Ende in einen axial verlaufenden Abschnitt 52 übergeht, der mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten, axial verlaufenden Zähnen 54 (s. Pig. 3) versehen ist. Auf einen Plastik-Wickelträger 58, der mindestens teilweise vom Stator 50 getragen wird, ist eine Wicklung 56 aufgewickelt. Die Wicklung und der Wickelträger 58 verlaufen ringförmig. Ein Kabel 60, dessen) Leiter mit der Wicklung 56 verbunden sind,ist mittels einer Klemm-The housing 30 is provided with an inwardly extending nose 44 which can be seated in an enlarged slot 46 in the retaining ring 26. As a result of this connection, the housing 30 is secured against relative rotation with respect to the retaining ring 26, but with a limited relative movement of the housing 30 with respect to the _; Retaining ring 26 is approved. In the housing 30 is an annular,; fixed in cross-section substantially L-shaped stator 50, which rests at its front end on the planch 32 and on its; radially inner end merges into an axially extending portion 52 which is provided with a plurality of axially extending teeth 54 distributed in the circumferential direction (see Pig. 3). A winding 56 is wound onto a plastic winding carrier 58 which is at least partially supported by the stator 50. The winding and the winding carrier 58 are annular. A cable 60, whose) conductors are connected to the winding 56, is connected by means of a clamping

Schraubverbindung 64 an einem radial verlaufenden Ansatz 62 am JScrew connection 64 on a radially extending shoulder 62 on the J

i oberen Abschnitt des Gehäuses 30 befestigt. Das in der Wicklung 56 erzeugte elektrische Signal wird somit im Kabel 60 weitergeleitet. Ein im wesentlichen ebener, scheibenförmiger Lagerkörper 66 ist am hinteren Ende des Gehäuses 30 angebracht. Der Innen-i upper portion of the housing 30 attached. The electrical signal generated in the winding 56 is thus passed on in the cable 60. A substantially flat, disk-shaped bearing body 66 is attached to the rear end of the housing 30. The interior

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durchmesser 68 des Lagerkörpers 66 ist etwas geringer als der Durchmesser des Zahnkopfkreises. An einem im Querschnitt kreisförmigen Abschnitt 72 der Achswelle.14 ist ein ringförmiger Rotor 70 befestigt. Der Rotor 70 ist an seinem Außenumfang mit einer. Vielzahl von axial verlaufenden Zähnen 74 versehen, die axial zu den Zähnen 54 des Statorabschnitts 52 ausgerichtet sind. Der Rotor 70 geht an seinem axial inneren Ende in einen im wesentlichen glatten kreisringförmigen Abschnitt 76 über, der der radial inneren Fläche 68 des Lagerkörpers 66 zugekehrt ist. Der Luftspalt zwischen diesen beiden sich zugekehrten Radialflächen (s.Pig. 5) ist kleiner als der Spalt zwischen den Zähnen 74 des Rotors und den Zähnen 54 des Stators. -diameter 68 of the bearing body 66 is slightly smaller than that Diameter of the tooth tip circle. An annular rotor is located on a section 72 of the axle shaft 14 that is circular in cross section 70 attached. The rotor 70 is on its outer periphery with a. A plurality of axially extending teeth 74 are provided which are axially too the teeth 54 of the stator portion 52 are aligned. The rotor 70 goes into a substantially at its axially inner end smooth circular section 76 over that of the radially inner Face 68 of the bearing body 66 faces. The air gap between these two facing radial surfaces (see Fig. 5) is smaller than the gap between the teeth 74 of the rotor and the teeth 54 of the stator. -

Zwischen dem Lagerkörper 66 und einem Schenkel des Stators 50 ist im Gehäuse JO ein ringförmiger Permanentmagnet Solangeordnet, dessen Polarisation in Fig. 2 gezeigt ist. Das Gehäuse 30 besteht aus nicht-magnetischem Material, um einen ordnungsgemäßen Magnetfluß des Magneten 80 sicherzustellen. Der Luftspalt zwischen den sich zugekehrten Zähnen54 und 74 wird möglichst klein gewählt, um einen wirkungsstarken Meßwertgeber zu schaffen. Bei starker Belastung des am äußeren Ende der Achswelle 14 angebrachten Fahrzeugrades verbiegt sich die Achswelle 14 in Radialrichtung gegenüber dem Achskasten l8 und 'infolgedessen verschiebt sich der auf der Achswelle 14 angeordnete Rotor 76 in Radialrichtung gegenüber dem Stator 50. Bei einer starken Verbiegung erfaßt die Fläche 76 des Rotors 70 die Lagerfläche 68 des Lagerkörpers 66. Zu diesem Zeitpunkt besteht zwischen den Zähnen 54 und 74 noch ein Luftspalt und infolgedessen werden die Zähne nicht beschädigt. Bei weiterer Verbiegung verschiebt sich das Gehäuse 30 um die durch die Nase 4o,Between the bearing body 66 and one leg of the stator 50, an annular permanent magnet Sol is arranged in the housing JO, the polarization of which is shown in FIG. The housing 30 is made of a non-magnetic material to ensure proper magnetic flux of the magnet 80. The air gap between the facing teeth 54 and 74 is chosen to be as small as possible in order to create a powerful transducer. When the vehicle wheel attached to the outer end of the axle shaft 14 is heavily loaded, the axle shaft 14 bends in the radial direction with respect to the axle box 18 and, as a result, the rotor 76 arranged on the axle shaft 14 shifts in the radial direction with respect to the stator 50 76 of the rotor 70 the bearing surface 68 of the bearing body 66. At this point in time there is still an air gap between the teeth 54 and 74 and as a result the teeth are not damaged. With further bending, the housing 30 moves by the nose 4o,

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den Schlitz-46 und die Federbügel 34 gebildete Verbindung. Infolge dieser nicht-starren Befestigung des Gehäuses 30 und seiner zugehörigen Bauteile einschließlich des Stators 50 verschiebt sich das Gehäuse einschließlich des Stators 50 bei stärken Verbiegungen der Achswelle 14 gegenüber dem Achskasten ΐδ, so daß zumindest ein vorbestimmter Minimalspalt zwischen den Zähnen 74 und 54 aufrechterhalten bleibt, wodurch eine Beschädigung der Zähne sowie des gesamten Meßwertgebers verhindert wird. Die durch die Nase 44 und den Schlitz 46 gebildete Verbindung verhindert, obwohl sie eine begrenzte Schwenkbewegung zuläßt, eine merkliche Drehung des Gehäuses 30, wenn an dieses vom Rotor 70 über den Lagerkörper 66 ein Drehmoment übertragen wird. Wenn die starke Verbiegung aufhört, werden das Gehäuse 30 und seine zugehörigen Bauteile einschließlich des Stators 50 in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Obwohl geringe Änderungen des Luftspaltes auftreten, wird bei einer Verkleinerung des Abstandes zwischen dem Lagerkörper 66 und dem Rotor 70 in der einen Richtung der Abstand in der entgegengesetzten Richtung entsprechend vergrößert, so daß die Gesamtwirkung des Luftspaltes im wesentlichen unverändert bleibt. In manchen Anjwendungsfällen kann auf den Spalt zwischen dem Lagerlcörper 66 und jdem Rotor 70 verzichtet werden. Da die Zähne 54 und 76 in Axial-the slot 46 and the spring clip 34 formed connection. As a result of this non-rigid fastening of the housing 30 and its associated components including the stator 50, the housing including the stator 50 shifts when the axle shaft 14 is bent more strongly than the axle box ΐδ, so that at least a predetermined minimum gap is maintained between the teeth 74 and 54 which prevents damage to the teeth and the entire transducer. The connection formed by the nose 44 and the slot 46 prevents, although it allows a limited pivoting movement, a noticeable rotation of the housing 30 when a torque is transmitted to it from the rotor 70 via the bearing body 66. When the severe bending ceases, the housing 30 and its associated components including the stator 50 are returned to their original position. Although small changes in the air gap occur, if the distance between the bearing body 66 and the rotor 70 is reduced in one direction, the distance in the opposite direction is correspondingly increased, so that the overall effect of the air gap remains essentially unchanged. In some applications, the gap between the bearing body 66 and each rotor 70 can be dispensed with. Since the teeth 54 and 76 in axial

!richtung verlaufen,-führt eine axiale Relativbewegung zwischen der ^Achswelle 14 und dem Achskasten Ic zu keiner Änderung der Spalt-! direction run, -leads an axial relative movement between the ^ Axle shaft 14 and the axle box Ic to no change in the gap

'breite, sondern wird automatisch ausgeglichen.'wide, but is automatically balanced.

Bei dem erfindungsgemäßen Meßwertgeber kann also ein äußerst gejringer Luftspalt zwischen dt Stator und dem Rotor vorgesehen sein, lohne daß die Gefahr besteht, da3 diese Bauteile bei starken Ver-In the case of the transducer according to the invention, an extremely low There should be an air gap between the stator and the rotor, so there is no risk that these components will

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biegungen beschädigt werden. Infolge dieses kleinen Luftspaltes wird ein wirkungsstarker Meßwertgeber geschaffen.bends are damaged. As a result of this small air gap, a powerful transducer is created.

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Claims

Claims';

1J Electrical speed sensor for generating an electrical ΐ tric signal indicating the angular velocity between two 1 indicates components rotatably supported against one another, characterized by a non-rotatable with the one component (3Λ) ver-j bonded rotor (70), a near the rotor (70) attached to the other component (18) stator (50), and fastening means (26,30,34,40,46,66), which ra- j the rotor (70) or stator (50)

dial displaceable in a specific direction in response to * of the Radia! displacement of the stator or rotor in this direction holders, · wherein the radial displacement of the stator (50) and rotor (70) through a taking place in this direction radial movement of the one component ( 14) relative to the other (18) is effected.

2. Speed transducer according to claim 1, characterized in that that the fastening means (26,30,34,40,46,66) a device

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■ 19115 IiS-■ 19115 IiS-

device (34) for resilient attachment of either the rotor

** · ί-i P · ■

(70) or the stator (50) included in the specific direction. '·

3. Speed transducer according to claim 1 or 2, characterized in that that the rotor (70) and the stator (50) are arranged concentrically to one another, mutually facing sections contain.

4. Speed transducer according to claim 3, characterized in that the rotor (70) and the stator (50) on at least one of the facing sections with distributed in the circumferential direction Teeth (54,7 ^) are provided, the facing Sections are separated by an axially extending air gap and the air gap with a mutual relative displacement of the rotor and stator in the specific direction to a predetermined minimum size at which the facing sections are separated from each other, remains held.

5. Speed transducer according to claim 4, characterized in that the fastening means (26,30) 54, 40, 46,66 ) contain a bearing body (66) which, after a relative movement in the predetermined direction, in which the air gap is its predetermined Has minimum size, interacts with the stator or rotor. . :

9Ö98857iÖ0f9Ö98857iÖ0f

6. speed transducer according to claim 5, characterized in that both facing sections with teeth (54,74). are provided that the stator (50) is fastened radially displaceably to its associated component (l8), and that the fastening means (26,30, ^ 4,40,46,66) are attached to the component (50) belonging to the stator (50) 16) contain attached retaining plate (26), a housing (30) supporting the stator (50) and the bearing body (66) and a resilient device (34) which connects the housing (30) to the retaining plate in such a way that the housing (30), the stator (50) and the bearing body (66) are displaceable in the specific direction when the bearing body (66) rests on the motor (70).

7 speed measuring transducer according to claim 6, characterized in that that the fastening means contain hinge parts (44, 46) which only allow the housing (30) to rotate to a limited extent with the holding plate (22) connect.

8. speed transducer according to one of the preceding claims, j characterized in that one component is an axle shaft

(14) unc the other component is an axle box (l8).

9 speed measuring transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening means (26,30,34, 40,46,66) the rotor and the stator without substantial change of the air gap so that they can be displaced in relation to one another in the axial direction.

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10. Speed transducer according to one of the preceding claims, characterized in that an annular magnet (8o) is arranged in the housing (30) and the stator (50) and the Bearing body (66) are circular.

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