DE19532328A1 - Radlagersensor zum Messen von Dreh- oder Winkelbewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radlagersensor der im Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 beschriebenen Art.

Solche Radlagersensoren werden zum Beispiel zur Messung der Drehgeschwindigkeiten und des Drehverhaltens der Räder eines Kraftfahrzeuges benötigt, wenn das Fahrzeug ein Regelungs­ system enthält, das diese Informationen als Eingangsgrößen des Regelungssystems verarbeitet. Derartige Regelungssysteme dienen beispielsweise zur Blockierschutzregelung, Antriebs­ schlupfregelung, Erhalt der Fahrstabilität usw.

Radlagersensoren sind bereits in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. In der internationalen Anmeldung WO 93/13424 (P 7301) ist ein Sensor der eingangs genannten Art dargestellt, der im wesentlichen aus einem Signalgeberring oder Encoder- Ring, der mit dem die Drehbewegungen ausführenden Körper ro­ tiert, aus einem ortsfesten Sensorkörper und aus einem Sen­ sorhalter besteht. Der Sensorkörper ist in Form eines Stec­ kers, der Sensorhalter in Form eines Sensorkörper-Aufnahme­ gehäuses ausgebildet.

Ferner ist aus der DE 44 45 120 A1 (P 7805) ein aktiver Dreh­ zahlsensor bekannt, dessen stationärer Meßwertaufnehmer ein magnetoresistives Sensorelement und zwei Permanentmagnete enthält und dessen Meßwertgeber oder Encoder in Form einer Scheibe ausgebildet ist, an deren Peripherie permanentmagne­ tische Areale gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Radlager­ sensor dieser Art zu entwickeln, der besonders einfach und mit vergleichsweise geringem Aufwand herzustellen und zu mon­ tieren ist. Zugeständnisse an die zuverlässige Funktionsweise sollten mit diesen Vorteilen natürlich nicht verbunden sein.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe durch einen Radlagersensor der im Anspruch 1 definierten Art gelöst wer­ den kann. Das Besondere dieses Sensors besteht darin, daß der Encoder-Ring in Form eines mit dem Radlager-Innenring umlau­ fenden Dichtringes, in dem die permanentmagnetischen Areale eingesetzt sind, ausgebildet ist, daß als Befestigungselement eine an einem stationären Teil des Radlagers, insbesondere an dem Radlager-Außenring, angebrachte Befestigungslasche vor­ gesehen ist, die eine Aufnahmeöffnung enthält, und darin, daß der Sensorkörper nach dem Einstecken in die Öffnung der Be­ festigungslasche mit Hilfe einer das Sensorgehäuse und die Befestigungslasche umgreifenden, an der Befestigungslasche einschnappenden oder einrastenden Klammer gehaltert ist.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der eigentliche Meßwertaufnehmer oder Sensorkopf ma­ gnetoresistive Widerstände, Hall-Elemente oder dergleichen, einen oder mehrere Permanentmagnete und eine Auswertschaltung und ist als aktiver Sensor ausgebildet.

Die Befestigungslasche des erfindungsmäßigen Radlagersensors kann als Teil des Radlager-Außenrings ausgebildet werden. Dies führt zu einer weiteren Verringerung der Herstellungs- und Montagekosten.

Der erfindungsgemäße Radlagersensor ist derart ausgebildet, daß zu seiner Montage lediglich der Sensorkörper in die Aus­ nehmung bzw. Aufnahmeöffnung der Befestigungslasche einge­ setzt und durch Aufsetzen der Klammer positioniert und befe­ stigt zu werden braucht. Hierzu werden nur wenige Handgriffe benötigt. Durch das Einstecken in die Aufnahmeöffnung der Befestigungslasche wird selbsttätig die Ausrichtung des Sen­ sorkopfes zu dem Encoder-Ring und der vorgesehene Luftspalt zwischen den magnetisch gekoppelten Teilen eingestellt. Zum Befestigen genügt das Aufsetzen der Klammer. Der Sensor kann bei Bedarf - zur Reparatur oder zur Überprüfung - sehr ein­ fach demontiert und wieder eingesetzt werden. Mit geringem Aufwand wird aus dem ohnehin notwendigen Dichtring ein für die Sensorfunktion erforderlicher Encoder.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigt

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung den Längsschnitt durch ein Radlager mit einem Radlagersensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 1A in vergrößerter Darstellung ein Detail der Darstel­ lung nach Fig. 1 und

Fig. 2 eine Seitenansicht des Sensors in Richtung des Pfeils B in Fig. 1.

Ein Radladersensor der erfindungsgemäßen Art besteht im we­ sentlichen aus einem Meßwertgeber, einem Meßwertaufnehmer und einem Befestigungselement, mit dem der Meßwertaufnehmer an einem stationären Teil des Radlagers befestigt ist. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Meßwertgeber in Form eines Encoder-Ringes 1 ausgebildet, der durch Einbetten von magnetischen Arealen 2 in einem Dichtring 3 eines Kugellagers entstand. Dieser Dichtring und Encoder-Ring 1 sitzt auf einem Radlager-Innenring 4, der wiederum mit der Welle, deren Dreh­ zahl gemessen werden soll, in Verbindung steht. Ein Radlager- Außenring 5 gehört zu den stationären Teilen des Radlagers. Dieser Radlager-Außenring 5 ist an einem in Fig. 1 nur teil­ weise dargestellten Achskörper 6 angeschraubt oder auf eine andere Weise befestigt.

Der Meßwertaufnehmer des hier dargestellten aktiven Sensors ist Bestandteil eines Sensorkörpers 7, der sich aus einem Sensorgehäuse 8 und einem Sensorkopf 9, das den eigentlichen Meßwertaufnehmer enthält, zusammengesetzt; bei einem aktiven Sensor der hier in Rede stehenden Art besteht der Meßwertauf­ nehmer aus magnetoresistiven Widerständen oder Hall-Elemen­ ten, einem oder mehreren Permanentmagneten 11 und elektro­ nischen Schaltkreisen. Das Ganze wird dann zu einer stabilen Einheit vergossen bzw. umgossen. In Fig. 1A, die eine Ein­ zelheit der Fig. 1, nämlich den Sensorkopf 9 in der Nachbar­ schaft zum Encoder-Ring 1 in vergrößertem Maßstabe wieder­ gibt, ist auf einem Permanentmagneten 11 ein Sensorelement 10 aufgebracht, das die magnetoresistiven Widerstände, das Hall- Element etc., einschließlich einiger zugehöriger elektroni­ scher Schaltkreise, umfaßt. Mit 12 ist die Vergußmasse be­ zeichnet.

Der Sensorkörper 7 setzt sich aus dem Sensorgehäuse 8, das den Kabelanschluß und erforderlichenfalls weitere mechanische und elektrische Komponenten enthält, und dem Sensorkopf 9 zusammen. Der Sensorkörper wird erfindungsgemäß in ein Be­ festigungselement, nämlich in eine Aufnahmeöffnung 16 einer Befestigungslasche 13 eingesetzt, die direkt mit dem statio­ nären Teil des Achskörpers, hier mit dem Radlager-Außenring 5 verbunden ist. Es ist sogar möglich, diese Befestigungslasche 13 einstückig mit dem Radlager-Außenring 5 auszubilden.

Zum Montieren des Sensorkörpers wird der Sensorkopf 9 durch die Aufnahmeöffnung 16 der Befestigungslasche 13 hindurch­ gesteckt. Diese Öffnung ist derart ausgebildet, daß dabei der Sensorkörper zwangsläufig in seiner vorgesehenen Lage am Rad­ lager und insbesondere in bezug auf den Encoder-Ring 1 posi­ tioniert wird; wichtig ist bekanntlich die Einhaltung eines bestimmten Luftspaltes zwischen dem Encoder-Ring 1 und dem eigentlichen Meßwertaufnehmer oder Sensorelement 10.

Nach dem Einstecken des Sensorkörpers 7 wird eine Klammer 14 aufgesetzt, die, wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, das Sensorgehäuse 8 und die Befestigungslasche 13 beidseitig um­ greift und an dieser Befestigungslasche 13 einschnappt oder einrastet. Natürlich wäre es auch denkbar, wenn auch nicht dargestellt, einen weiteren Arm der Klammer vorzusehen, die zusätzlich die Frontseite der Befestigungslasche 13 umgreift.

Eine elektrische Verbindung des dargestellten Radlagersensors bzw. des Meßwertaufnehmers mit einer (nicht dargestellten) Auswerteelektronik oder mit dem Regler des Systems ist in Fig. 1 und Fig. 2 mit 15 beziffert.

Der Dichtring 3, der dank der eingelagerten permanentmagneti­ schen Areale 2 gleichzeitig als Encoder dient, endet übli­ cherweise in Richtung zum stationären Radlager-Außenring 5 in einer oder in mehreren Dichtlippen, die beim Drehen der Welle an der Innenfläche des Radlager-Außenringes 5 entlanggleiten.

Claims (3)

1. Radlagersensor zur Messung von Dreh- oder Winkelbewegun­ gen, mit einem als Meßwertgeber dienenden Encoder-Ring, der mit einem die Dreh- oder Winkelbewegung ausführenden Teil umläuft und der permanentmagnetische, gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Areale aufweist, mit einem aus einem Sensorgehäuse und einem Sensorkopf bzw. Meßwertaufnehmer bestehenden Sensorkörper sowie mit einem Befestigungselement, das den Sensorkopf an einem stationären Teil des Radlagers positioniert und arre­ tiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Encoder-Ring (1) in Form eines mit dem Radlager-Innenring (4) umlaufenden Dichtringes (3), in dem die permanentmagnetischen Areale (2) eingesetzt sind, ausgebildet ist, daß als Befesti­ gungselemente eine an einem stationären Teil des Radla­ gers, insbesondere an dem Radlager-Außenring (5), ange­ brachte Befestigungslasche (13) vorgesehen ist, die eine Aufnahmeöffnung (16) besitzt, und daß der Sensorkörper (7) nach dem Einstecken in die Ausnehmung der Befesti­ gungslasche (13) mit Hilfe einer das Sensorgehäuse (8) und die Aufnahme- und Befestigungslasche (13) umgreifen­ de, an der Lasche (13) einschnappenden oder einrastenden Klammer (14) gehaltert ist.

2. Radlagersensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer oder Sensorkopf (9) magnetore­ sistive Widerstände, Hall-Elemente oder dergleichen, ei­ nen oder mehrere Permanentmagnete (11) und eine Auswerte­ schaltung enthält und als aktiver Sensor ausgebildet ist.

3. Radlagersensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungslasche (13) und der Radlager-Außenring (5) einstückig ausgebildet sind.