DE19501268A1 - Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen - Google Patents
Vorrichtung zur Messung von DrehbewegungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Messung von
Drehbewegungen vorgesehene Vorrichtung, mit einem die zu
messende Drehbewegung ausführenden Signalgeber, mit einem
ortsfesten, als Meßwertaufnehmer dienenden Sensor und mit
einem den Sensor aufnehmenden, positionierenden und in dieser
Position haltenden Sensoraufnahmegehäuse, in das der Sensor
einsteckbar ist.
Aus der DE 42 06 910 A1 (P 7301) ist bereits eine derartige
Meßvorrichtung bekannt, die im wesentlichen aus einem Sig
nalgeberring, einem ortsfesten Sensor und aus einem als
Sensorhalter dienenden Gehäuse besteht. Der Sensor wird in
das Gehäuse eingesteckt und dort in vorgegebener Lage
positioniert und gehaltert. Es handelt sich dabei vor
zugsweise um einen Radlagersensor.
Nach der DE 42 13 977 A1 (P 7322) sind Sensor und
Sensorgehäuse eines solchen Radlagersensors in der Drehachse
des Rades, dessen Drehbewegung erfaßt werden soll,
angeordnet. Als Signalgeber dient ein ringförmiges oder
topfförmiges Bauteil mit Innenverzahnung, das sich mit dem
Rad dreht. Der Sensor besitzt eine doppelseitige Meßspule,
aus der beidseitig Polschuhe heraus ragen und bis zur In
nenfläche des Signalgebers reichen. Auch in diesem Fall wird
der Sensor in das zugehörige Sensoraufnahmegehäuse
eingesteckt.
Radlagersensoren dieser Art werden z. B. im Kraftfahrzeug zur
Messung der Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Fahrzeugräder
benötigt, wenn das Fahrzeug mit einer Blockierschutz- oder
Antriebsschlupfregelung oder einem anderen Fahrzeug-
Regelungssystem ausgerüstet ist. Bei solchen Einsatzzwecken
spielen die zuverlässige Arbeitsweise, aber auch die
Herstellungs- und Montagekosten eine große Rolle.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen
Lagersensor bzw. eine Meßvorrichtung dieser Art solchermaßen
aufzubauen, daß der Herstellungsaufwand ebenso wie der
Zeitbedarf für die Positionierung und für das Arretieren des
Sensors in der vorgegebenen Winkellage und Axialposition
vergleichsweise gering werden.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die im Anspruch
1 beschriebene Meßvorrichtung gelöst werden kann. Einige be
sonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in den Unteransprüchen genannt.
Das Besondere der Erfindung besteht also in der Ausgestaltung
des Sensoraufnahmegehäuses, vor allem des Flansches an der
Einsteckseite dieses Gehäuses, und der Formgebung des
entsprechenden, am Sensor angeformten Flansches. Dank der
Formgebung läßt sich das Aufnahmegehäuse besonders einfach
und mit geringem Aufwand produzieren, z. B. als tiefgezogenes
Blechteil, und - durch Stanzen von Ausnehmungen usw. -
bearbeiten. Beim Einstecken des Sensors in das Sensorauf
nahmegehäuse ist automatisch eine Positionierung in der
vorgegebenen Winkellage und ein federndes Ineinandergreifen
der Flansche und dadurch ein sicheres Halten in der exakt
vorgegebenen Winkel- und Axiallage gewährleistet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und Einzelheiten anhand der beigefügten Ab
bildungen hervor.
Es zeigen in vereinfachter Darstellungsweise
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Radlager mit einer
Sensoraufnahme und einem eingesteckten Sensor gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 in vergrößerter Teildarstellung eine Möglichkeit zur
Ausgestaltung der beiden Flansche, nämlich des
Flansches am Sensoraufnahmegehäuse und des Flansches
am Sensor, für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,
Fig. 3 in Seitenansicht und im Querschnitt einen Sensor der
erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,
Fig. 4 in Einzeldarstellung den Flansch des Sensorauf
nahmegehäuses des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3,
Fig. 5 in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 4 ein weiteres
Ausführungsbeispiel des Flansches eines Sensorauf
nahmegehäuses,
Fig. 6 in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 2 die Verbin
dungsstelle zwischen den Flanschen des Sensorauf
nahmegehäuses und des Sensors bei der Ausführungsart
der Erfindung nach Fig. 5, und
Fig. 7 schematisch, im Schnitt und abgewickelt einen
Ausschnitt aus der Umfangsfläche der Flanschenverbin
dung nach Fig. 6.
Fig. 1 dient zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus und
der Anordnung eines Radlagersensors bzw. einer Meßvorrichtung
nach der Erfindung in der Drehachse eines Fahrzeugrades. Das
Radlager 1 setzt sich im wesentlichen aus einem Radlager-
Außenring 2, einem Radlager-Innenring 3 und Lagerkugeln 4
zusammen. Ein Teil einer Radwelle 5, die in dem Radlager-In
nenring 3 sitzt, ist ebenfalls dargestellt. Die Drehachse A
des Radlagers 1 ist durch eine strichpunktierte Linie sym
bolisch dargestellt.
Mit dem stationären, am Fahrzeug befestigten Radlager-
Außenring 2 ist ein Sensoraufnahmegehäuse 6, das vorzugsweise
in Form eines rotationssymmetrischen tiefgezogenen Blechteils
ausgebildet ist, starr verbunden. Nach einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, dieses
Blechteil bzw. das Sensoraufnahmegehäuse 6 durch Paßsitz oder
Preßsitz am Radlager-Außenring 2 zu befestigen.
In dem Sensoraufnahmegehäuse 6 befindet sich ein als
Meßwertaufnehmer dienender Sensor 7, der hier in das Sensor-
Aufnahmegehäuse eingesteckt ist und von diesem Gehäuse in
vorgegebener Axial- und Winkellage positioniert und gehalten
wird.
Der Sensor 7 enthält eine doppelseitige Meßspule 8; solche
Meßspulen sind beispielsweise aus der eingangs genannten
Schrift DE 42 13 977 A1 bekannt. Aus dieser Spule ragen
beidseitig Polschuhe 9 heraus, die bis zu der Innenfläche
eines als Meßwertgeber dienenden Signalgeberringes 10
reichen, der mit dem Radlager-Innenring 3 verbunden ist und
folglich mit dem Rad oder der Achse 5, dessen bzw. deren
Drehbewegung gemessen werden soll, rotiert. Der Signal
geberring 10 ist mit nach innen gerichteten Zähnen oder
Erhebungen versehen. Zwischen diesen Zähnen und den Enden der
Polschuhe 9 befindet sich ein schmaler Luftspalt, so daß der
Signalgeberring 10 ungehindert um die doppelseitige Meßspule
8 rotieren und in bekannter Weise Magnetfeldänderungen
hervorrufen kann, welche schließlich für das Erzeugen eines
elektrischen, die Radbewegung darstellenden Signals am Aus
gang des Sensors 7 ursächlich sind.
Erfindungswesentlich ist die Befestigung, Positionierung und
Arretierung des Sensors 7 in dem Sensoraufnahmegehäuse 6. Die
im vorliegenden Ausführungsbeispiel gewählte Ausgestaltung
dieser Verbindung veranschaulicht Fig. 2. Das Sensorauf
nahmegehäuse 6 endet an der Aufnahmeseite für den Sensor 7 in
einem radial nach außen weisenden, ringförmigen Flansch 11.
In entsprechender Weise ist an dem Sensor 7 ein Flansch 12
angeformt. Dieser Flansch 12 des Sensors endet im vorliegenden
Beispiel in einzelnen, gleichmäßig über dem Umfang dieses
Flansches verteilt angeordneten Schnapphaken 13 - vgl. Fig. 1
und 2 -, die einen parallel zur Drehachse A der Anordnung
verlaufenden Abschnitt 14 aufweisen. Die einzelnen Schnap
phaken 13 und deren Abschnitte 14 enden in einem
hakenförmigen, nach innen weisenden Wulst 15, der über den
Flansch 11 des Sensoraufnahmegehäuses 6 hinweggreift. Mit
Hilfe dieses Innenwulstes 15 des Schnapphakens 13 findet der
Sensorflansch 12 einen festen Halt an dem Flansch 11 des
Sensor-Aufnahmegehäuses 6.
Die vorgegebene Winkellage des Sensors 7 im Sensor-Auf
nahmegehäuse 10 wird in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3
und 4, das mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2
identisch sein kann, auf einfache Weise mit Hilfe eines Posi
tionierungskeils 16 vorgegeben, der in eine entsprechende
Ausnehmung 17 - vgl. Fig. 4 - in dem radial nach außen
weisenden Flansch 11 - siehe Fig. 2 - des Sensorauf
nahmegehäuses 6 eingreift. Handelt es sich bei dem Sensor
aufnahmegehäuse 6, wie hier, um ein tiefgezogenes Blechteil,
wird diese Ausnehmung 17 in dem ringförmigen Flansch 11 des
Aufnahmegehäuses am einfachsten durch Ausstanzen hergestellt.
Eine im Vergleich zu dem bisher Beschriebenen abweichende
Ausgestaltung der Flansche zeigen die Fig. 5 bis 7. In
diesem Beispiel - siehe Fig. 5 - ist der Flansch des Sensor
aufnahmegehäuses an seinen radial nach außen weisenden
Flanschteilen an der Aufnahmeseite für den Sensor 7 mit
Zähnen 18 ausgerüstet, die zu der senkrecht zu der Drehachse
des Radlagers und damit auch des Sensors 7 verlaufenden
Planfläche B dieses Flansches 11′ verschränkt sind. Die
einzelnen Zähne sind also zu der Planfläche B bzw. zu der von
dem ringförmigen Flansch 11′ auf gespannten Fläche in einen
spitzen Neigungswinkel W angeordnet, wie dies besonders deut
lich aus Fig. 7 zu erkennen ist. In Fig. 6 ist die durch die
Abwinklung hervorgerufene Abweichung durch die gestrichelte
Linienführung des Zahnquerschnitts 18′ angedeutet.
Der an dem Sensor 7 angeformte Flansch 12′ endet abweichend
von der zuvor beschriebenen Ausführungsart der Erfindung in
verteilt über dem Umfang angeordneten Zacken 19, die, siehe
Fig. 6, die einzelnen Zähne 18 umgreifen und hintergreifen,
wobei, wenn das Sensoraufnahmegehäuse 6′ aus federelastischem
Material besteht, der Sensorflansch 12′ an dem Flansch des
Sensoraufnahmegehäuses bzw. an den Zähnen 18′ federnd
gehalten wird.
Wie Fig. 5 zeigt, sind die Zähne 18 am Flansch 12′ des
Sensoraufnahmegehäuses 6′ gleichmäßig über den Umfang
verteilt angeordnet, so daß gleichmäßig breite Zahnlücken 20
entstehen, mit Ausnahme einer erweiterten Zahnlücke 21, die
hier zur Festlegung der Winkellage des Sensors 7 in der
Sensoraufnahme dient. Der Sensorflansch 12′ ist nämlich in
seinen radial nach außen weisenden Abschnitten derart un
terteilt, daß beim Einstecken des Sensors 7 in das Auf
nahmegehäuse der Sensorflansch 12′ in die Zahnlücken 20, 21
eingreift und daß nach einer Drehbewegung - vgl. Fig. 7 -
die einzelnen Zacken 19, 19′ die Zähne 18 hintergreifen. Fig.
7 zeigt das Ineinandergreifen nach diesem Verdrehen des
eingesteckten Sensors relativ zu dem Flansch des Sensorauf
nahmegehäuses bzw. relativ zu den Zähnen 18. Durch eine
Verbreiterung eines Abschnitts oder Zackens 19′ des
Sensorflansches 12′, der in die verbreiterte Zahnlücke 21
paßt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung die
Winkelposition des Sensors 7 in dem Sensoraufnahmegehäuse 6′
vorgegeben.
In Fig. 7 ist außerdem noch ein Haken 22 dargestellt, der
Bestandteil eines der beiden Flansche, d. h. des Flansches am
Sensoraufnahmegehäuse oder des Sensorflansches ist. Nach dem
Verdrehen des eingesteckten Sensors greift der Haken 22 in
eine entsprechende Öffnung des Gegenflansches ein und sichert
dadurch den Sensor gegen unbeabsichtigtes Lösen.
Das Einstecken des Sensors 7 in das Sensoraufnahmegehäuse und
damit des Sensorflansches in die Zahnlücke und das
anschließende Verdrehen des Sensors 7 hat die Funktion einer
Befestigung durch ein mehrgängiges Gewinde. Der Haken 22 wird
zweckmäßigerweise in Form einer Biegefeder ausgebildet, die
beim Verdrehen des Sensors in dem Gehäuse nach außen federt
und dadurch die Sperre gegen Zurückdrehen des Sensors bildet.
Nach dem Zurückdrücken dieser Feder mittels eines Stiftes
kann der Sensor aus dem Aufnahmegehäuse wieder heraus gedreht
werden. Diese Art der Montage ist spielfrei; die Positionie
rung der Winkellage ist einfach und präzise und bedarf keines
Werkzeugs.
Der Sensorflansch ist vorzugsweise ein Kunststoff-
Spitzgußteil, das in einem Arbeitsvorgang zusammen mit der
Sensorummantelung hergestellt werden kann.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen, mit einem
die zu messende Drehbewegung ausführenden Signalgeber,
mit einem ortsfesten, als Meßwertaufnehmer dienenden
Sensor und mit einem den Sensor aufnehmenden,
positionierenden und in dieser Position haltenden
Sensoraufnahmegehäuse, in das der Sensor einsteckbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorauf
nahmegehäuse (6, 6′) in Form eines rotationssymmetrischen
Körpers ausgebildet ist, der an der Sensoraufnahmeseite
einen radial nach außen weisenden, ring-, haken- oder
zackenförmigen Flansch (11, 11′) aufweist, welcher beim
Einsetzen des Sensors (7) in das Sensoraufnahmegehäuse
(6, 6′) fit einem an dem Gehäuse angeformten
Sensorflansch (12, 12′) in Eingriff gelangt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der als Sensoraufnahmegehäuse (6, 6′) dienende Körper ein
tiefgezogenes Blechteil ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sensoraufnahmegehäuse (6, 6′) in
der Drehachse (A) eines Fahrzeugrades angeordnet und an
einem feststehenden Radlagerring (2), beispielsweise
durch Preßsitz oder Paßsitz, befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensorflansch (12, 12′) ring-
oder scheibenförmig ist und nach außen weisende oder
umgebogene, parallel zur Sensorachse endende Zähne,
Zacken (19, 19′) oder Haken (13) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (7) in einem Spritzgußgehäuse sitzt und daß
der Sensorflansch (12) in Form von radial nach außen
weisenden Schnapphaken (13) ausgebildet ist, die den
Flansch (11) des Sensoraufnahmegehäuses (6) umgreifen
und nach dem Einstecken des Sensors (7) in das
Sensoraufnahmegehäuse (6) auffedern und eine in Axial
richtung wirkende, den Sensor (7) im Gehäuse (6) ar
retierende Federkraft hervorrufen.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (12, 12′)
des Sensoraufnahmegehäuses (6, 6′) gleichmäßig am Umfang
verteilt angeordnete Zähne (18) besitzt, die radial nach
außen gerichtet sind und zu der senkrecht zur
Sensorachse liegenden Planfläche (B) des Flansches
(11, 11′) einen Neigungswinkel (W) einschließen, sowie
daß der Sensorflansch (12, 12′) beim Einstecken des
Sensors (7) in die Zahnlücken (20, 21) des Flansches
(11, 11′) eingreifende, nach Verdrehen des Sensors (7) im
Gehäuse (6, 6′) die Zähne (18) hintergreifende Zacken
(18, 18′) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Winkellage des Sensors (7) in dem Sensorauf
nahmegehäuses (6, 6′) durch Erweitern einer Zahnlücke
(21) und entsprechende Verbreiterung des in diese
Zahnlücke einsteckbaren Zackens (19′) vorgegeben ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Halterung des Sensors (7) im
Sensorgehäuse (6, 6′) die (gegen die Planfläche des
Flansches geneigten) Zähne (18) beim Drehen des Sensors
(7) durch die diese Zähne (18) hintergreifenden Zacken
(19, 19′) elastisch verformbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch
gekennzeichnet, daß durch das Verdrehen des
eingesteckten Sensors (7) ein am Sensorflansch (12′)
oder am Sensoraufnahmegehäuse (6′) elastisch
angeordneter Haken (22) federnd in das Gegenstück
eingreift und dadurch ein Rückdrehen des Sensors (7)
blockiert.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sensorauf
nahmegehäuse (6, 6′) oder an dem Sensor (7) eine
Ausnehmung (17) vorgesehen ist, in die ein z. B. keil-,
bolzen- oder nockenförmiges, an dem Sensor (7) bzw. an
dem Sensoraufnahmegehäuse (6, 6′) angeformtes Element
(16) eingreift und den Sensor (7) in dem Sensorauf
nahmegehäuse (6, 6′) in einer vorgegebenen Winkellage
positioniert.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (7) eine
doppelseitige Meßspule (8) besitzt, die beidseitig aus
der Meßspule (8) herausragende Polschuhe (9) aufweist
und die senkrecht zu der Drehachse (A) in einem topf-
oder hohlzylinderförmigen Signalgeber (10) angeordnet
ist, der nach innen gerichtete Zähne oder wellenförmige
Erhebungen besitzt.
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Date | Code | Title | Description |
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Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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