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Raddrehzahlfühler
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Raddrehzahlfühler
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Drehzahlfühler ist bekannt (US-PS
4 090 592).
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Dieser bekannte Drehzahlfühler ist stabförmig ausgebildet und radial
angeord.nt. Jedoch werden solche stabförmigen Drehzahlfühler, wenn sie zur Rad-Drahzahlerfassung
in Personenkraftwagen oder in Lastwagen für die Blokkierschutzregelung Anwendung
finden, aufgrund der Rad-Einbauverhältnisse und auch der Radmontage-Gegebenheiten
überwiegend axial angeornget. Die Signalabtastung erfolgt hierbei über ein planseitig
verzahntes Impulsrad, das auf die Radnabe aufgepreßt ist (vgl. US-PS 4 029 180).
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Bei einer solchen Bauart gibt es bezüglich Einbau und Wartung wenig
Probleme. Jedoch macht das Impulsrad alle Bewegungen mit, die die Radnabe ausführt.
Es sind große Luftspaltunterschiede und vor allem auch Luftspaltänderungen gegeben,
die insbesondere bei einem Induktiv-Geber-Prinzip zu unterschiedlichen Signalamplituden
und teilweise auch fehlerhaften Signalfrequenzen führen.
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Es wurde auch schon versucht, die toleranzabhängigen tuftspaltunterschiede
durch selbstjustierende Drehzahlfühlerausführungen zu eliminieren. Dies ist jedoch
konstruktiv nur bedingt möglich und führt außerdem zu einer relativ teueren Drev
zahlfühler-Ausführung. Dazu kommt, daß durch Lagerspiel entstehende Luftspaltänderungen
und auch dynamisch wirkende Luftspaltänderungen (hervorgerufen durch die sich ständig
ändernden Kräfte und Kraftrichtungen am Rad) auch mit einer selbstjustierenden Drehzahlfühler-Ausführung
nicht kompensiert werden können. Gerade aber diese dynamisch wirkenden Luftspaltänderungen
erfordern aufgrund der dadurch ausgelösten Fehlsignale einen erheblichen Aufwand
in der Signalauswertung und stellen ein zusätzliches Sicherheitsrisiko dar.
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Es ist z.B. bekannt, daß am gebremsten Rad Schwingungen auftreten,
die aufgrund des funktionsmäßig erforderlichen Lagerspiels zu einer Relativbewegung
der Radnabe zum Achsschenkel und damit auch des Impulsrades zum Drehzahlfühler führen
und hierbei Drehzahlfühlersignale auslösen, deren Frequenz teilweise den tatsächlichen
Raddrehzahlimpulsen entsprechen.
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Andererseits ist bekannt, daß auch am ungebremsten Rad sich durch
das Lagerspiel rasche Spaltänderungen einstellen, die hierbei ebenfalls die Drehzahlfühlersignale
zusätzlich modulieren und ebenfalls mit zusätzlich elektronischen Maßnahmen herausgefiltert
werden müssen.
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Eine wesentliche Reduzierung der Fehlsensierung infolge der oben genannten
Einflüsse ist dadurch möglich, daß die Signalabtastung nicht planseitig, sondern
umfangsseitig durchgeführt wird.
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Der Vorteil hierbei ist, daß die grunsätzlich auftretenden Störschwingungen
allein schon durch die Lager-Geometrie in radialer Richtung zu wesentlich geringeren
Spaltänderungen-führen als in axialer Richtung. Zusätzlich wirkt die Radlast radial
richtungsstabil, so daß sowohl beim gebremsten als auch beim ungebremsten Rad die
Störschwingungen sich radial kaum auswirken.
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Eine solche Radialanordnung wirft aber das Problem auf, daß der Drehzahlfühler
erst nach erfolgter Radnabenmontage eingesetzt werden darf, weil sonst der Polstift
und damit der Drehzahlfühler bei der Radnabenmontage und auch Demontage zerstört
werden kann.
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Außerdem ist insbesondere beim Nutzfahrzeug, beispielsweise an der
Antriebsachse, eine nachträgliche Montage des Drehzahlfühlers nach erfolgter Radnabenmontage
nur mit erheblichem Aufwand möglich.
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Vorteile der Erfindung Der Raddrehzahlfühler gemäß dem Kennzeichenteil
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er vor montage- oder demontagebedingten
Beschädigungen oder Zerstörungen geschützt ist. Der erfindungsgemäße Drehzahlfühler
erlaubt, jederzeit die Radnabe zu montieren oder zu demontieren, ohne daß der Drehzahlfühler
entfernt werden muß.
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Zeichnung Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine Drehzahlfühler-Anordnung, wie sie vorzeugsweise an einer
nicht angetriebenen Achse eingesetzt wird, Figur 2 eine Ansicht der Bauart nach
der Figur 1 in Achsrichtung der Radnabe, Figur 3 eine Drehzahlfühler-Anordnung für
Anwendung bei Triebachsen, Figur 4 eine Stirnseitenansicht der Bauarten nach der
Figur 3, Figur 5 eine Bauart eines Drehzahlfühlers, Figur 6 eine Impulsradausführung
direkt auf der Radnabe und Figur 7 eine radial abgefederte 3aweise.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele In der Figur 1 ist eine Radnabe
1 dargestellt, die mit einem Zapfen 2 an einem Fahrzeug-Vorderteil 3 aufgehängt
ist. Auf der Radnabe 1 ist ein inneres Radlager 4 angeordnet, ein äußeres Radlager
ist nicht dargestellt. Von einem äußeren Ring des Radlagers 4 ist ein Rad 5 getragen.
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Am Rad 5 ist ein Impulsrad 6 befestigt, das zusammen nit einem axial
angeordneten Polstift 7 einen Drehzahlfühler 6/7 bildet. Der Polstift 7 ist in einem
Flanschteil 8 gelagert und befestigt. An seinem einen Ende 9 ist ein Leitungsanschluß
10 angebracht. Sein anderes Ende 11 ragt in den Bereich des Impulsrades 6 unter
Belassung eines Spaltes X (vgl. auch die Stirnseitenansicht nach der Figur 2). Auf
diese Weise ist der Drehzahlfühler im Achsschenkel angeordnet.
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Das Ende 11 des Polstiftes 7 ist bei der Montage und Demontage des
Rades 5 besonders gefährdet beschädigt oder zerstört zu werden. Es ist deshalb hier
eine Polstift-Abdeckung 12 angewendet, die mit einer unteren Kante 13 auf einem
Radius angeordnet ist, der kleiner ist als cer
Radialabstand R einer
unteren Polstift-Mantelfläche 14 von einer Achse 15 der Radnabe 1. Eine Einführungsschräge
der Abdeckung 12 trägt die Bezugszahl 16. An ihr findet beim Einfahren des Rades
5 eine radzentrierende Ablenkung statt. Es ist zu erkennen, daß durch die Anwendung
einer nabeneigenen Vorzentrierung, insbesondere unter Verwendung der Polstiftabieckung
12 sichergestellt ist, daß der Polstift 7 weder bei der Montage noch bei der Demontage
des Rades 5 beschädigt werden kann.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen unter Verwendung gleicher Bezugszahlen
für entsprechende Teile eine ähnliche Bauart wie die Figur 1, nur daß hier ein an
einem Achsrohr 17 angeschweißtes Flanschteil 18 einerseits als Halter für den Polstift
7 und andererseits zugleich als Polstift-Abdeckung 19 ausgebildet ist, indem diese
Abdeckung 19 mit einer Einführungsschräge 20 unmittelbar an den Flanschteil 18 angeformt
ist. Ein Rad 30 ist bei.dieser Bauart ein Hinterrad eines Kraftfahrzeugs. Mit 18'
ist eine Trennebene bezeichret, in die zum radialen Justieren des Polstiftes 7 Beilagen
einfügbar sind.
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Zu den beiden Ausführungen nach den Figuren 1 bis 4 ist noch zu bemerken,
daß die Polstift-Abdeckung 12 bzw. 19 zum Impulsrad 6 einen kleineren oder höchstens
gleichen Abstand hat als bzw. wie zum Polstift 7. Um den Polstift 7 herum ist in
der Abdeckung 12 und 19 jedoch so viel Freiraum geschaffen, daß kein magnetischer
Kurzschluß entstehen kann. Auf diese Weise ist dann eine einwandfreie Signalabgabe
gewährleistet. Die Polabdeckung 12 bzw. 19 kann aber auch aus magnetisch nicht leitendem
Material bestehen. Im letzteren Fall ist dann noch weniger Freiraum erforaerlich.
Vorzugsweise wird die Polabdeckung 12 bzw.
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19 samt Einführungsschrägen 16 und 20 so breit ausgebIldet, daß mehrere
Zähne des Impulsrades 6 gleichzeitig mit der Linführungsschräge 16 und 20 in Berührung
kommen. Dadurch ist ein Aufprallstoß beim Einführen kraftmäßig gleichmæssiger verteilt,
und es wird eine Beschädigung einzelner Zähne des Impulsrades 6 verhindert.
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Der Polstift 7 kann entweder, wie in den Figuren 2 und 4 zu erkennen,
seitlich abgeschrägt sein, er kann aber auch als runde Stabform ausgebildet werden.
Lr ist dann in seinem Einbau in Drehrichtung des Impulsrades 6 unabhängig.
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Die Figur 5 zeigt eine Baurt, die vorzugsweise bei beengten Platzverhältnissen
Anwendung findet. Ausgehend von einer Bauart, wie sie die Figur 3 zeigt, ist hier
eine Einführungsschräge 21 an einem Impulsrad 22 angebracht. Sie besteht hierbei
aus einer deutlichen Anfasung der dem Polstift 7 zugekehrten Impulsradseite. Es
ist natürlich auch möglich, die Einführungsschräge sowohl an dem Impulsrad 6 bzw.
22 als auch an der Polstiftabdeckung 12 bzw. 19 anzubringen.
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Die Figur 6 läßt erkennen, daß in einer vereinfachten Ausführung ein
Impulsrad 23 und eine Einführungsschräge 24 unmittelbar an eine Radnabe 25 angebracht
sein können, wobei deutlich wird, daß durch entsprechende Ausbildung der Radnabe
die Vorzentrierung nicht ausschließlich über das Impulsrad sondern durch die Nabe
selbst durchgeführt werden kann.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Polstift-Abdeckung samit
Einführungsschräge bei einer Bauart mit radialer Ireh zahlfühler-nordnung zu verwenden.
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Während beim Personenkraftwagen die wesentlich günstigeren Einbau
und Teiletoleranzen es erlauben, ohne Polstift-Abdeckung und Einführungsschräge
die Montage vorzunehmen, ist dies bei Nutzfahrzeugen aufgrund der größeren Toleranzen
und Teileabmessungen nicht möglich. Die erfindungsgemäße Drehzahlfühleranordnung
ist deshalb besonders für Lastkraftwagen bestimmt.
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Wesentlich bei der Anordnung ist der mechanische Schutz des Polstiftes
durch die Polstift-Abdeckung und durch die Einführungsschräge. Erst dadurch wird
es ermöglicht, die bereits bekannte Drehzahlfühleranordnung auch in Nutzfahrzeugen
einzusetzen.
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Der Vorteil, der sich daraus ergibt, ist in erster Linie die Reduzierung
der Störschwingungen bis zur Unwirksammelt, so daß hier keine zusätzlich elektronischen
Maßnahmen erforderlich sind.
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Weitere wesentliche Vorteile sind: - Wartungsfreier Einsatz des Drehzahlfühlers
über die gesamte Lebensdauer - keine Fehlmontagen mit unzulässig großen Luftspalten
möglich - größere Luftspalte, als bei der bisherigen Standart-Anordnung sind darstellbar,
da Lagerspiel, Toleranzen und unterschiedlich wechselnde Radkräfte nur minimale
Spaltänderungen bedingen - selbstjustierende Drehzahlfühler-Ausführung ist nicht
erforderlich - umfangsseitige Verzahnung ist einfacher darstellbar, da auch die
für die bahnradherstellung üblicrlen Abwälzverfahren ange-vendet werden können.
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Schließlich ist in der Figur 7 eine Bauart dargestellt, in der - ausgehend
von einer Bauart nach der Figur 2 -der Polstift 7 radial abgefedert angeordnet ist.
Dazu sind senkrecht in dem Flanschteil 18 zwei hintereinander liegende Stehbolzen
26 angeordnet, und es ist eine vom Flanschteil 18 getrennte Polstift-Befestigung
und Polstift-Abdeckung 27 vorgesehen, die mit je einem Kegelloch 28 für den Durchgang
des Stehbolzens 26 versehen ist. Je eine Feder 29 drückt die Abdeckung 27 gegen
den Flansenteil 18. Einführungsschrägen 16 bzw. 2 sind an der Abdeckung 27 und/oder
an dem Impulsrad 22 vorgesehen.
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Bei einer solchen Bauart wird der Aufprallstoß beim Auf schieben oder
bei der Demontage der Radnabe durch die Kippmöglichkeit der Polstift-Befestigung
und -Abdeckung 27 abgefangen. Wenn die Radnabe bzw. das Rad dann nach der Montage
richtig sitzt, drücken die Federn 29 den Polstift 7, seine Befestigung und Abdeckung
wieder in die vorgesehene Ausgangslage.