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Sensor
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik
nach der DE-OS 27 40 464. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Sensor von hohen
Temperaturen, wie sie am Fahrzeugrad im Bremsenraum auftreten, geschützt ist. Jedoch
hat die Bauart ein fest auf die Steckachse aufgesetztes Imulsrad.
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Damit wird zwar die Drehung der Steckachse genau auf den Sensor übertragen.
Aber es hat sich gezeigt, daß die Steckachse im Betrieb auch taumelt oder schlägt.
Dann werden Störschwingungen an den Sensor weitergegeben, die nur durch aufwendige
elektronische Maßnahmen wieder herausgefiltert werden können.
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Die Sensierung innerhalb des Achsrohres mit einem eigengelagerter
Impuls ring ist zwar ebenfalls bekannt und zwar durch die DE-AS 21 54 448. Diese
bekannte Ausführung ist aber sehr aufwendig und kann bei gewöhnlichen Achsausführungen
nicht in die Praxis umgesetzt werden. Zumindest sind hierbei erhebliche Konstruktionsänderungen
erforderlich.
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Außerdem wird die Drehbewegung von dem Achswellenrad abgegriffen,
das seinerseits über eine Keilwellenkupplung mit
der Steckachse
in Verbindung steht, die zwangsläufig mit Spiel versehen sein muß. Es ist daher
sicher, daß bei dieser bekannten Ausführung keine spielfreie Übertragung der Drehbewegung
von Steckachse zu Impulsrad möglich ist.
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Vorteile der Erfindung Der Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Taumeln oder Schlagen
erzeugte Störschwingungen der Steckachse nicht auf den Sensor übertragen werden.
Sie werden durch die elastischen Mittel mechanisch herausgefiltert. Auf diese Weise
werden aufwendige elektronische Maßnahmen für dieses Herausfiltern unnötig.
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Desweiteren.sind die elastischen Mittel von sehr einfacher Bauart,
so daß keine ins Gewicht fallende Verteuerung des Sensors eintritt.
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Auch ist es vorteilhaft, daß die elastischen Mittel in Drehrichtung
bei dem zu übertragenden Moment unnachgiebig sind, damit die Genauigkeit der Arbeit
des Sensors erhalten bleibt.
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Dazu kommt der Vorteil, daß das Impulsrad an einem Gehäuseteil fest
gelagert werden kann und nur der Antrieb elastisch mit der Steckachse gekuppelt
ist.
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Die elastischen Mittel erfordern einerseits nur eine minimale Konstruktionsänderung
vorhandener Serienteile, andererseits übertragen sie jedoch auf einfache Weise die
spielfreie Drehbewegung und filtern zusätzlich die schlagende bzw. taumelnde Bewegung
mechanisch heraus.
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Vorteilhaft ist auch, daß die Steckachse jederzeit montiert werden
kann. Hierbei ist es nicht notwendig, den Stator zu entfernen. Der Stator selbst
ist von außen in das Achsrohr gesteckt und wird einmalig bei Erstmontage auf Spalt
gestellt, so daß zwischen Impulsradverzahnung und Polstift ein minimaler Spalt,
z.B. 0,3 mm gegeben ist. Da Stator und Impulsradeinheit wartungsfrei sind, werden
keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Auch ist dadurch sichergestellt, daß keine
Ausfälle durch Fehlmontage oder Beschädigung entstehen können. Ein großer Vorteil
ist weiterhin die Sicherstellung zulässiger Temperaturwerte, welche bei Betrieb
des Fahrzeuges im Achsrohr gewöhnlich lediglich im Bereich von 120 bis 1400 C liegen
und damit wesentlich unter den für Sensoren zulässigen Höchstwerten liegen. Es ist
daher auch denkbar, daß die erfindungsgemäße Sensoranordnung bei späterer Verwendung
von elektronischen Gebern, beispielsweise Hall- oder Feldplattengeber eingesetzt
werden kann.
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Ein anderer Vorteil ist auch, daß die Verzahnung am Umfang ausgeführt
ist, da hierbei abwälzende Formfräsverfahren eingesetzt werden können und keine
teuren Spezialwerkzeuge angefertigt werden müssen, wie dies in der Regel bei einer
Axialverzahnung der Fall ist.
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Auch kann die Sensormontage einfach gehalten werden, da ja nur einmalig
die Einstellung erfolgen muß. Es ist also hierbei kein verschiebbarer, selbsttätig
justierender Stator erforderlich.
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Zeichnung Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt
und zwar zeigen: Figur 1 einen Teil eines Differentials mit Steckachse, Achsrohr
und Sensor, Figur 2 eine den Sensor aufnehmenden Teil in vergrößertem Maßstab, Figur
3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2, Figur 4 und 5 eine andere Ausbildung
des Impulsrades mit einem anderen elastischen Mittel in Ansicht und Schnitt, Figur
6 und 7 noch weitere Bauarten des Impulsrades.
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Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele In der Figur 1 ist ein Teil
eines Differentials 1 eines Kraftfahrzeugs im Schnitt dargestellt. Es ist eine Steckachse
2 zu erkenenn, die von einem gehäusefesten Achsrohr 3 umgeben ist. Das Achsrohr
3 hat eine radiale Bohrung 4, in die ein magnetischer Stator 5 von außen eingesteckt
ist. Mit seinem inneren Ende steht der Stator 5 mit geringem Abstand einem Impulsrad
6 gegenüber, das sich mit der Steckachse 2 drehen kann. Stator 5 und Impulsrad 6
bilden zusammen einen Sensor 5/6, der die Drehzahl und die Winkelgeschwindigkeit
der Steckachse 2 und damit der Antriebswelle für die Hinterräder des Fahrzeugs abtasten
kann.
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Das Impulsrad 6 wird über ein elastisches Mittel 7 von der Steckachse
2 angetrieben. Wie besser in den Figuren 2 und 3 zu erkennen, ist das Impulsrad
6 außen verzahnt und auf einen konischen Zentrierstutzen 8 aufgesetzt, der an ein
Halteblech 9 angeschweißt ist, das, wie die Figur 1 zeigt, mit dem Achsrohr 3 verbunden
ist. Auf dem Zentrierstutzen 8 ist ein Wälzlager 10 befestigt, dessen äußerer Ring
das Impulsrad 6 trägt. Der Festsitz des Wälzlagers 10 auf dem Zentrierstutzen 8
ist erreicht durch örtlich herausgestemmte
Blechlappen 11. Der Festsitz
des Impulsrades 6 auf dem äusseren Ring des Wälzlagers 10 ist ebenfalls durch örtliche
Verstemmungen 12 gesichert.
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Das Impulsrad 6 ist auf seiner rechten Flanke mit einer Ringnut 13
versehen, in welche ein elastisches Mittel 14 eingesetzt ist. Dieses elastische
Mittel 14 besteht aus einem Federdraht-Bügel, der zwei Finger 15 hat, die in je
eine Längsnut 16 der Steckachse 2 eingreifen. Die Nuten 16 haben konischen Querschnitt
(Figur 3), damit die Drehung der Steckachse 2 spielfrei auf das Impulsrad 6 übertragen
werden kann.
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Eine schlagende und taumelnde Bewegung der Steckachse 2 wird von den
elastischen Fingern 15 aufgefangen und dadurch mechanisch herausgefiltert.
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Eine Demontage der Steckachse 2 ist jederzeit möglich. Die Fin ger
15 rutschen hierbei aus den auslaufenden Nuten 16 (Figur 2 Dabei bleibt das elastische
Mittel 14. jedoch in das Impulsrad 6 eingerastet. Die Montage der Steckachse wird
erleichtert durch den konisch ausgeführten Zentrierstutzen 8, der einerseits ein
leichtes Einführen der Steckachse 2- ermöglicht, andererseits jedoch den Sensor
5, 6 ausreichend vor Beschädigung bei Montage schützt. Da maximal nur zwei oder
vier Nuten 16 am Umfang der Steckachse 2 vorgesehen sind, ist zu erwarten, daß zunächst
beim Einführen der Steckwelle die Federarme zwischen diesen Nuten aufsitzen. Bei
erster Drehbewegung der Steckachse 2, z.B. bei Fahrtantritt, rutschen jedoch aufgrund
der dämpfenden Wirkung der im Differential 1 vorhandenen ölfüllung, in welche das
Impulsrad 6 zur Hälfte eingetaucht ist, die Finger 15 selbsttätig in die nächstliegende
Nut 16. Selbstverständlich können auch
mehr Nuten am Umfang der
Steckwelle angeordnet werden (wie in Figur 3 angedeutet), so daß bereits bei Montage
der Steckachse die Finger 15 in eine dieser Nuten 16 einrasten.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Ausführung, bei der ein elastisches
Mittel 18 direkt auf die Steckachse 2 geschoben ist und mit Fingern 19 in den an
ihren Enden auslaufenden Nuten 16 eingerastet ist. Das elastische Mittel 18 ist
auf seiner einen Seite als Spirale 20 ausgebildet und umfaßt mit dieser die Steckachse
2. An ihrer mit den Fingern 19 versehenen anderen Seite ist sie fest in die Steckachse
2 eingerastet. Ein Zentrierstutzen 23 ist hier etwas anders ausgebildet, er ist
aber ebenfalls über ein Halteblech 24 mit dem Achsrohr 3 verbunden.
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Auch bei dieser Ausführung ist jederzeit die Montage der Steckachse
2 möglich. Das elastische Mittel 18 bleibt dabei fest auf der Steckachse 2. Bei
dieser Ausführung sind die Finger 19 dazu bestimmt, mit einem Mittelteil 19' in
Nuten 21 einzurasten, die in einem Flansch 22 des Impulsrades 6 vorgesehen sind.
Bei einer Drehbewegung der Steckachse 2 rasten die Finger 19 automatisch in Nuten
21 des Impulsrades 6 ein, und sie stellen durch die spezielle Ausbildung die spielfreie
Übertragung der Drehbewegung sicher.
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Die elastischen Mittel 14 und 18 sind jeweils aus Rundfederstahl einstückig
hergestellt.
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Der Vorteil ist hierbei, daß mit einfachen Werkzeugen diese elastischen
Mittel hergestellt werden können und für die Befestigung am Impulsrad bzw. bei Befestigung
auf der Steckwelle keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, sondern
diese
Mittel lediglich in dafür vorbereitete Nuten eingespannt werden müssen.
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In den Figuren 6 und 7 sind Bauarten dargestellt, bei denen ein Impulsrad
26, 26' mit einer äußeren Wälzlagerschale 27, 27' eine Einheit bildet. Da hierbei
jedoch ein spezielles Wälzlager 28, 28' erforderlich ist, kann eine solche Lösung
erst bei größren Stückzahlen angewendet werden.