DE2144162B2 - Elektrischer Drehgeschwindigkeits geber - Google Patents

Description

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gnetkreises, die allein durch die auftretenden Relativ- ein vergrößertes Ausgangssignal. Man kann die beibewegungen und nicht durch zusätzliche Toleranzen den Halbleiter derart am Stator anbringen, daß sis bestimmt ist. Es hat sich gezeigt, daß der hierbei ent- verschiedenen Zähnen des Rotorzahnrades gegenstehende Luftspalt noch als zulässig anzusehen ist, überstehen. Sie liegen also in der Zahnradebene um der Geber also ausreichend genaue Ergebnisse lie- 5 einen bestimmten Winkel verdreht zueinander. Es ist fert. jedoch auch möglich, am Rotor zwei konzentrische

Die heute weitgehend üblichen und auch der in der Zahnkränze vorzusehen, von denen der außen He-Hauptanmeldung beschriebene Geber zur Gewin- gende eine Innenverzahnung und der andere eine nung eines Radgeschwindigkeitssignals weisen eine Außenverzahnung aufweist. Zwischen den beiden Spule als empfindliches Element auf, beispielsweise io Zahnkränzen ist dann das eigentliche Statorteil aneine Ringspule. Hierdurch ist eine relativ großvolu- geordnet, und zwar derart, daß die beiden Halbleiter mige Bauweise des Gebers bedingt. unterschiedlichen Zahnkränzen gegenüberliegen.. Der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Rotor kann auch als Ring mit Innen- und Außenver-Geber so abzuwandeln, daß eine kleinere Bauweise zahnung ausgebildet sein, und die beiden Halbleiter möglich wird. Dies wird errindungsgemäß dadurch 15 können von einer diesen Ring umgreifenden Gabel erreicht, daß der Fühler ein in einem Luftspalt des getragen werden. Schließlich können die Halbbiter aus Rotor- und Statorteilen gebildeten Magnetkreises und die Zahnkränze auch in Richtung der Zahnradangeordneter magnetfeldempfindlicher Halbleiter ist. achse gegeneinander verschoben sein.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung An Hand der Zeichnung sollen einige Realisie-

eines magnetfeldempfindlichen Halbleiters als Fühler 20 rungsmöglichkeiten der Erfindung erläutert werden,

bei Drehgeschwindigkeitsgebern an sich bekannt ist Es zeigt

(IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 11, Nr. 7, Fig. 1 die Lagerung eines n^r~at angetriebenen

Dezember 1968, S. 746 und 747). Fahrzeugrads mit eingebautem Geber,

Der erfindungsgemäß ausgebildete Geber, der ja Fig.2 eine vergrößerte Teilansicht vom inneren

eine besonders kleine Bauweise ermöglicht, wird ge- 25 Radlager her gesehen,

maß einer Weiterbildung der Erfindung im Radlager- F i 3. 3 den vergrößert herausgezeichneten Aufbau

bereich angeordnet (was an sich aus der Offenle- des Gelers mit radialem Zahnverlauf,

gungsschrift 1 927 237 bekannt ist) und wird gemäß F i g. 4 bis 6 Abwandlungen der Anordnung der

einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zwi- Fig.3,

sehen innerem Radlager und der zugehörigen Rad- 30 F i g. 7 ein Beispiel mit axialem Zahnverlauf,

lagerdichtung angeordnet. Hierdurch sind zusätzliche F i g. 8 und F i g. 9 zwei Ausführungsbeispiele zur

Abdichtungsmaßnahmen entbehrlich. Erklärung der Einstellung,

Günstigerweise wird der Halbleiter in einem der F i g. 10 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Sta-

Luftspalte zwischen Rotor und Stator untergebracht. tor ein Gelenk aufweist,

Bereits oben wurde erwähnt, daß der Stator zur 35 Fig. 11 und 'Fig. 12 Ausführungsbeispiele mit Beseitigung des Einflusses von Toleranzen entgegen zwei magnetfeldempfindlichen Halbleitern,
der Einschiebrichtung selbsttätig eingestellt wird. Ge- In der F i g. 1 der Zeichnung ist der Achsschenkel maß einer Weiterbildung der Erfindung wird die ein- eines Fahrzeugs mit 1 bezeichnet. Mittels des äußeschiebbare Einheit aus zwei gelenkig miteinander ren Lagers 2 und des inneren Lagers 3 ist an diesem verbundenen Teilen gebildet, von denen das eine 40 die Radnabe 4 drehbar gelagert. Mittels der Sehraudazu dient, die einschiebbare Einheit in der Öffnung ben 5 ist hieran die Felge 6 befestigt. Die Abdichtung zu haltern, wobei dieses Teil zur Selbsteinstellung der Lager nach außen wird durch die Kappe 6 a beentgegen der Einschiebrichtung die Klemm- oder wirkt, während zur Dichtung nach innen der auf Spreizkörper trägt. Das zweite, den Magneten und einem Bund 7 des Achsschenkels schleifende Sünden Halbleiter tragende Teil ist mit dem ersten Teil 45 merring 8 dient.

über ein Gelenk derart verbunden, daß es senkrecht Der Geber zur Messung der Radgeschwindigkeit zur Einschiebrichtung abwinkelbar ist. Am Rotor ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Er- und am Stator sind Führungsmittel angebracht, die findung im Raum 9 zwischen innerem Radlager 3 nach Einschieben des Rotors ineinandergreifen und und Simmerring 8 angeordnet. Die Felge trägt ein dabei unter Ausnutzung der Abwinkelbarkeit eine 50 Teil 10, das am Ende des Vorsprungs eine Innenvergewünschte Einstellung und Halterung des eigentli- zahnung 11 aufweist. Der Achsschenkel 1 ist außerchen Statorteils relativ zum Rotor bewirken, wo- dem dicht neben dem Bund 7 in Achsrichtung durchdurch z. P. ein nicht exaktes Einbringen der Öffnung bohrt, wobei sich die Bohrung am linken Ende 12 erfür den Stator unwirksam wird. An Stelle der Ver- wei;ert. In diese Bohrung ist von hinten das Statorteil bindung der beiden Teile über ein Gelenk ist auch 55 13 eingeschoben und befestigt. Das Statorteil 13 eine radiale Verschiebbarkeit der Teile zueinander weist Spreizstücke od. dgl. auf, die einerseits eire redenkbar, wodurch die gleiche Wirkung erreicht wird. lativ feste Haltung in der Achsschenkelöffnung be-

Bisher wurde von der Verwendung eines magnet- wirken, andererseits jedoch einen leichten Ein- und

feldempfindlichen Halbleiters ausgegangen. Gemäß Ausbau bewirken. Das Statorteil ist ohne Stecker di-

einer Weiterbildung der Erfindung werden zur Erhö- 60 rekt mit dem Kabel 14 verbunden, das zur Auswerte-

hung der am Stator gewonnenen Spannung mehrere, schaltung führt.

insbesondere zwei magnetfeldempfindliche Halbleiter Aus F i g. 2 und 3 ist der Aufbau des Gebers der

benutzt. Günstigerweise werden diese derart am Sta- F i g. 1 besser zu erkennen. Das an der Radnabe 4

tor angeordnet, daß bei maximaler Beeinflussung des befestigte Teil 10, das in dem Schnittbild des Gebers einen Halbleiters durch das Magnetfeld der andere 65 gemäß F i g. 3 unrl der Teilansicht vom Radlager her

Halbleiter gerade minimal beeinflußt wird. Ordnet gesehen gemäß F i g. 2 nur teilweise zu sehen ist,

man diese Halbleiter m verschiedenen Zweigen einer trägt auch hier das Bezugszeichen 10; entsprechend

Brücke an, so erhält man an der Brückendiagonale ist die Innenverzahnung auch hier mit 11 bezeichnet.

In F i g. 3 ist der Achsschenkel 1 nur teilweise sieht- tors entgegen der Einschiebrichtung zuläßt. Das Stabar, desgleichen das Lager 3. Neben dem Bund 7 be- torteil 19 ist mit dem das eigentliche Statorteil trafindet sich die Bohrung 12, in die der Stator 13 des genden Träger 20 über ein Gelenk verbunden, das Gebers eingeschoben ist. Er besteht aus dem Magne- hierdurch je ein an den Teilen 19 bzw. 20 befestigtes ten 15, den Jochteilen 16 und 17 aus magnetischem 5 lappenförmiges Teil 21 bzw. 22 gebildet wird, die Material und dem magnetfeldabhängigen Halbleiter durch einen Bolzen miteinander verbunden und in 18, die auf ein rohrförmiges Teil aus nichtmagneti- der Zeichenebene gegeneinander verdreht werden schem Material aufgesetzt sind. Der so gebildete Ma- können. Gegebenenfalls kann z. B. eine Tellerfeder gnetkreis — Magnet 15, Jochteil 16, Zahnrad 10, die beiden Lappen 21 und 22 gegeneinander pressen. Halbleiter 18 und Jochteil 17 — ändert seinen Ma- io Auf den Trägerteil 20 sind der Magnet 15, die gnetfluß in Abhängigkeit davon, ob dem Ende des Jochteile 16 und 17 sowie der magnetfeldempfind-Jochteiles 7 und dem darauf befestigten Halbleiter liehe Halbleiter 18 befestigt. Das an der Radnabe begerade ein Zahn oder eine Lücke gegenübersteht festigte Rotorteil 10 mit der Verzahnung 11 trägt (siehe F i g. 2). Am Ausgang des Halbleiterelements hier zwei konzentrische Ringe 24 und 25. Zwischen entsteht bei Drehung des Rades eine Modulation, de- 15 diese Ringe ragt das Jochteil 16 hinein und stellt daren Frequenz drehzahlabhängig ist. mit beim Einschieben des Stators mit Hilfe des Ge-Die Fig.4 der Zeichnung unterscheidet sich von lenks (21 bis 23) den Halbleiter 18 in eine geder Ausführungsform der F i g. 3 lediglich dadurch, wünschte Entfernung zur Verzahnung. Es kommt bei daß das Jochteil 16 verkürzt ist und dafür das Teil der dargestellten Anordnung somit sowohl in axialer

10 ein zusätzliches Ringteil 10 α aufweist, das als 20 als auch in radialer Richtung zu einer richtigen Luft-Jochteil wirkt. Der Flußverlauf ist strichpunktiert an- spalteinst :llung. Mit 31 sind hier die elektrischen gedeutet. Verbindungsleitungen zwischen den beiden Statortei- C~

Beim Ausführungsbeispiel der Fi g. 5 ist wiederum len bezeichnet.

das Zahnrad 10 etwas anders ausgebildet, und der Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11a besteht Halbleiter ist an anderer Stelle angeordnet ²⁵ der Rotor aus einem nicht magnetischen Träger 26, In F i g. 6 wird der Halbleiter von dem axial ver- der einen Ring 27 aus magnetischem Material mit Inlaufenden Feld durchsetzt. Diese Ausbildung ist in nenverzahnung 28 aufweist. Der Stator, der in die der Herstellung besonders einfach. Öffnung 12 im Achsschenkel eingeschoben ist, bein Fig.7 weist das mit der Nabe sich drehende steht aus den beiden Teilen 19 und 20, die wie in Teil 10 eine Zahnung 11 in axialer Richtung auf. Der 30 Fig. 10 gelenkig miteinander verbunden sind. Das Halbleiter 18 wird durch ein axiales Feld durchsetzt. eigentliche Rotorteil ist in der Zunge 29 unterge-Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß die bracht, die in eine ringförmige Eindrehung eingreift axiale Positionierung weniger genau sein muß. Auch und wie in Fig. 10 die richtige Einstellung des um läßt sich hier der Luftspalt minimal einstellen. Dies das Gelenk drehbaren Rotorteils 20 und 21 bewirkt, gilt auch für F i g. 6. 35 Die Ausbildung der Zunge 29 geht aus der Dies soll an Hand der Fig.8 und9 erläutert wer- Fig. 11b hervor, wo das sichtbare Rotorteil wieder den. Bildet man nämlich den Geber 13 in der öff- mit 20 bezeichnet ist. Die Zunge 21 ist gegenüber nung des Achsschenkels verschiebbar aus, so kann dem Rotor verbreitert. Sie weist zwei Magnete 15 a man ihn beim Einbau zuerst einmal mit dem Rotor und 15 b, drei Jochteile 30 α und 30 b und 30 c sowie in Berührung bringen. Er stellt sich dann im Betrieb 40 zwei magnetfeldempfindliche Halbeiter 18 α und 18 b soviel zurück, wie auf Grund von Toleranzen und auf. Von diesen Halbleitern steht der eine (18 b) Achsspiel im Einzelfall notwendig. Man muß jedoch einem Zahn 28 und der andere gerade einer Lücke dafür sorgen, daß der Halbleiter 18 und die Zähne der Zahnung gegenüber. Bei Einschaltung der Halb-

11 nicht beschädigt werden. Gemäß Fig. 8 wird dies leiter in eine Brücke ergibt sich hierdurch eine verdadurch erreicht, daß die Zähne gegenüber dem Auf- 45 größerte Ausgangsspannung, da die beiden Halbleilaufband 19 etwas zurückgesetzt sind. Die Rille 20 ter in der gezeichneten Stellung von unterschiedlich ist zur Beeinflussung des Feldverlaufes vorgesehen. großen Feldern beeinflußt werden.

In Fig. 9 sind die Zahnlücken mit nicht magneti- Eine andere mögliche Ausbildung mit zwei maschem Werkstoff ausgefüllt und gegebenenfalls auch gnetfeidempfindlichen Hableitern 18 α und 18 b zeigt an den Zahnspitzen damit überzogen. Damit besteht so Fig. 12, wo der Rotor zwei Zahnkränze 31 und ?2 auch beim Auflaufen eines Jochteiles keine Zerstö- aufweist, zwischen die der Stator 20 mit dem Magnerungsgefahr. Bei einer derartigen Ausbildung ist eine ten 15 mit den beiden darauf angeordneten Halbleigenaue axiale Zuordnung wie bei der Anordnung der tem hineinragt
Fig. 8 nicht notwendig. Die beschriebenen Figuren zeigen Drehgeschwin-

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 zeigt einen 55 digkeitsgeber, die an nicht angetriebenen Rädern an- f^!

sich in axialer und radialer Richtung selbst einstel- geordnet sind. Die erfindungsgemäßen Geber sind je- Si

lenden Stator, bei dem Toleranzen wenig störend doch auch bei angetriebenen Rädern anwendbar. f-

sind. Der in die Öffnung 12 des Achsschenkels, die Dort ist der Rotor vorzugsweise auf der sich drehen-

sich links erweitert, eingeschobene Stator, besteht den Welle befestigt, und der Stator wird in eine voraus zwei Teilen, von denen das eine nur zum Teil 60 zugsweise senkrecht zur Wellenachse verlaufende

sichtbare Teil 19 die Halterung des Stators in der Öffnung des Fahrgestells eingeschoben. Auch hier

Öffnung bewirkt und auch die Klemm- oder Spreiz- wird der Geber günstigerweise im Radlagerbereich

körper aufweist, die nach Einscheiben des Stators in vorzugsweise neben dem inneren Radlager unterge-

die Öffnung 12 die selbsttätige Einstellung des Sta- bracht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 8. Geber nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Patentansprüche: zeichnet, daß die Halbleiter (18 a, 18 ft) derart angeordnet sind, daß bei maximaler Beeinflussung

1. Elektrischer Drehgeschwindigkeitsgeber des einen Halbleiters (18 b) durch das Magnetnach Patentanmeldung P 2111499.8-52 zur Mes- 5 feld der andere Halbleiter (18 ä) gerade minimal sung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugrades, beeinflußt wird.

bestehend aus einem mit dem Fahrzeugrad ver- 9. Geber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gebundenen, mit Ausnehmungen oder Zähnen ver- kennzeichnet, daß die beiden Halbleiter (18 a, sehenen Rotor und einem einem Teil der Aus- 18 b) derart auf dem Statorende (29) angeordnet nehmungen oder Zähnen gegenüberstehenden, io sind, daß sie bezüglich des Zahnradmitteipunktes einen Magneten und Jochteile sowie einen Fühler um einen bestimmten Winkel gegeneinander verzur Umwandlung der bei Drehung des Rotors dreht sind.

auftretenden Schwankungen des Magnetflusses in 10. Geber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch

elektrische Signale enthaltenden Stator, der als in gekennzeichnet, daß der Rotor aus zwei konzen-

eine Öffnung in einem feststehenden Teil ein- 15 frischen Zahnkränzen (31, 32) besteht und daß

schiebbare Einheit ausgebildet und mit elasti- jedem Zahnkranz ein Halbleiter (18a bzw. lib)

sehen Klemm- oder Spreizkörpern versehen ist, gegenübersteht,
um nach erfolgter Einstellung des Stators auf
einen minimalen Luftspalt bei der Montage bei

Relativbewegungen zwischen Rotor und Stator 20

unter Überwindung einer wesentlichen Reibungshaftung eine Verschiebung des Stators durch den
Rotor im Sinne einer Vergrößerung des Luft-

spalts zu ermöglichen, wobei Rotor und Stator Die Erfindung betrifft einen elektrischen DrehgeGleitflächen zur schadlosen Berührung aufwei- 25 schwindigkeitsgeber nach Patentanmeldung sen, dadurch gekennzeichnet, daß der P2111499.8-52 zur Messung der Geschwindigkeit Fühler ein in einem Luftspalt des aus Rotor- und eines Fahrzeugrades, bestehend aus einem mit dem Statorteilen gebildeten Magnetkrsises (15,16,17, Fahrzeugrad verbundenen, mit Ausnehmungen oder 10, 11) angeordneter magnetfeldempfindlicher Zähne versehenen Rotor und einem einem Teil der Halbleiter (18) ist. 30 Ausnehmungen oder Zähnen gegenüberstehenden,

2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekenn- einen Magneten und Jochteile sowie einen Fühler zur zeichnet, daß «.r im Radlagerbereich angeordnet Umwandlung der be; Drehung des Rotors auftretenist (F i g. 1). den Schwankungen des Magnetflusses in elektrische

3. Geber nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Signale enthaltenden Stator, der als in eine Öffnung zeichnet, daß er zwischen dem inneren Radlager 35 in einem feststehenden Teil einschiebbare Einheit (3) und der zugehörigen Radlagerdichtung (8) ausgebildet und mit elastischen Klemm- oder Spreizangeordnet ist. körpern versehen ist, um nach erfolgter Einstellung

4. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Stators auf einen minimalen Luftspalt bei der dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter (18) Montage bei Relativbewegungen zwischen Rotor und in einem der Luftspalte zwischen Stator (13) und 40 Stator unter Überwindung einer wesentlichen ReiRotor (10) angeordnet ist. bungshaftung eine Verschiebung den Stators durch

5. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, den Rotor im Sinne einer Vergrößerung des Luftdadurch gekennzeichnet, daß die einschiebbare spalts zu ermöglichen, wobei Rotor und Stator Gleit-Einheit aus zwei gelenkig miteinander verbünde- flächen zur schadlosen Berührung aufweisen.

nen Teilen (19, 20) besteht, von denen das eine 45 Beim Gegenstand der Hauptanmeldung handelt es

(19) der Halterung in der Öffnung (12) dient und sich um einen Drehgeschwindigkeitsgeber, insbeson-

das zweite, den eigentlichen Statorteil tragende dere zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines

Teil (20) gegenüber dem anderen Teil (19) senk- Fahrzeugrades. Dieser Geber besteht aus einem fest

recht zur Einschiebrichtung abwinkelbar ist, und mit dem sich drehenden Teil, z. B. der Radnabe ver-

daß am Rotorteil (10) und am Ende des Stators 50 bundenen, mit Zähnen oder Ausnehmungen versehe-

(19, 20) zusammenwirkende Führungsmittel (16, nen Rotor und einem einem Teil der Ausnehmungen

24) vorgesehen sind, die eine gewünschte Aus- oder Zähne gegenüberstehenden Stator, der als eine

richtung des zweiten Teils (20) zum Rotor (10) in eine Öffnung des feststehenden Teils eingescho-

bewirken. bene, unter Überwindung der Reibungskraft in dieser

6. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 55 Öffnung verschiebbare Einheit ausgebildet ist. Rotor dadurch gekennzeichnet, daß die einschiebbare und Stator weisen korrespondierende Gleitflächen auf, Einheit aus zwei zueinander querverschieblichen die bei Montage des Stators aneinander zur Anlage Teilen besteht, von denen das eine der Halterung kommen und damit den minimalen Luftspalt des aus

in der Öffnung dient und das zweite den eigentli- Rotor- und Statorteilen gebildeten Magnetkreises be-

chen Statorteil trägt, und daß am Rotorteil (10) 60 stimmen. Wenn es bei dem Geber der Hauptanmel-

und am Ende des Stators (19, 20) zusammenwir- dung auf Grund von Lagerspiel oder Achsverbiegun-

kende Führungsmittel (16, 24) vorgesehen sind, gen zu Relativbewegungen zwischen dem sich dre-

die eine gewünschte Ausrichtung des zweiten henden Teil und dem feststehenden Teil kommt, so

Teils (20) zum Rotor (10) bewirken. wird der Stator von dem Rotor in der Öffnung ver-

7. Geber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 65 schoben; bei Verschwinden der Relativbewegung dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (19, 20) bleibt der Stator jedoch in der neuen Stellung. Es wenigstens zwei magnetfeldempfindliche Halblei- kommt also zu einer Verschiebung des Stators, und ter (18 a, 18 b) aufweist. damit einer Vergrößerung des Luftspalts des Ma-