DE4040287C2 - Drehzahlerfassungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlerfas­ sungseinrichtung mit einem topfförmigen Gehäuse, in dessen Innenraum ein Magnetträger um eine Drehachse drehbar antreibbar gelagert ist, mit einem am Mag­ netträger konzentrisch zur Drehachse angeordneten Magnetring, der an seinem radial umlaufenden Umfang verteilt Dauermagnetpole besitzt, die an einem im Ge­ häuse fest angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensor vorbeibewegbar sind, mit einem konzentrisch zur Drehachse am Magnetträger angeordneten, aus dem Innenraum des Gehäuses herausragenden Antriebszapfen, der formschlüssig mit einem freien Ende einer koaxial zur Drehachse angeordneten Antriebswelle verbindbar ist, die drehbar in einer Hülse gelagert ist, welche mit ihrem Ende fest mit dem Gehäuse verbindbar ist.

Bei derartigen bekannten Drehzahlerfassungseinrich­ tungen ist der Magnetträger mit einem Wälzlager in dem Gehäuse drehbar gelagert. Da üblicherweise der Magnetträger ein Spritz­ teil aus Kunststoff ist, ist dieser mit einem Lagerring aus Metall versehen, auf dem der Innenring des Wälzlagers angeordnet ist. Von Nachteil bei einer derar­ tigen Drehzahlerfassungseinrichtung ist es, daß die Montage des Wälzlagers sehr aufwendig ist. Weiterhin sind sowohl das Wälzlager als auch der mit dem Lagerring versehene Magnetträger teure Bauteile.

Eine eingangs genannte Drehzahlerfassungseinrichtung ist bereits aus Druck­ schrift US 4,646,042 bekannt, wobei sich der Magnetträger unmittelbar über ei­ ne rotierende Scheibe, ein rohrförmiges Teil und einen Haltering an einem Ge­ häuseteil abstützt. Dabei ist die Paarung aus Scheibe und rohrförmigem Teil durch permanente Rotation aneinander fortdauerndem Verschleiß unterworfen. Darüber hinaus ist diese Ausführungsform aufgrund ihrer großen Bauteilanzahl kostenintensiv und aufwendig in der Montage.

Einen anderen Gegenstand, nämlich einen motorischen Bandantrieb mit einem magnetischen Tachometer für ein Bandaufzeichnungsgerät, offenbart Druck­ schrift US 4,611,168. Bei dieser Vorrichtung ist weder ein Magnetträger im Sin­ ne eingangs beschriebenen Gegenstands noch eine Antriebswelle, die mit ei­ nem Magnetträger verbindbar wäre und diese gegen einen Boden eines Ge­ häuses beaufschlagen könnte, vorgesehen.

Einen Fühler für die Straßengeschwindigkeit eines Fahrzeugs offenbart Druck­ schrift DE 36 19 600 A1, wobei Mittel vorgesehen sind, die eine Drehung einer Spindel unter einem vorbestimmten Wert relativ zum Körper durch eine derarti­ ge Drehung verursachende Kräfte verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehzahlerfassungseinrichtung zu schaffen, die aus wenigen einfachen Bauteilen besteht und leicht montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetträger a­ xial über eine Lagerkugel am Boden des Gehäuses abgestützt sowie radial am Gehäuse geführt ist, wobei der Magnetträger von dem an ihm anlegbaren stirn­ seitigen Ende der Antriebswelle gegen den Boden des Gehäuses beaufschlag­ bar ist. Nunmehr ist zur Lagerung des Magnetträgers keine aufwendige Monta­ ge eines teuren Wälzlagers mehr erforderlich. Diese Lagerung erfolgt durch einfache radiale Führung und die Abstützung über die Lagerkugel. Durch Inein­ anderstecken dieser Teile erfolgt die Montage so, daß auch leicht eine maschi­ nelle Montage möglich ist. Die fest mit dem Gehäuse verbindbare Hülse hält ü­ ber ihre mit dem Magnetträger verbindbare Antriebswelle den Magnetträger in seiner Einbaulage.

Um zum einen ein durch Herstellungstoleranzen bedingtes Einklemmen des Magnetträgers zwischen Lagerkugel und Antriebswelle bzw. Spiel des Magnet­ trägers zwischen diesen beiden Teilen zu vermeiden, ist vorzugs­ weise zwischen Magnetträger und Lagerkugel eine vor­ spannbare Druckfeder angeordnet.

Zur Fixierung in ihrer Einbaulage und zum Ermöglichen einer Vormontage können Lagerkugel und/oder Druckfe­ der in einer koaxial zur Drehachse sich erstreckenden Führungsausnehmung des Magnetträgers geführt sein. Damit kann der Magnetträger vor seinem Einbau mit der Druckfeder und der Lagerkugel zu einer leicht einbau­ baren Montageeinheit vormontiert werden.

Vorzugsweise ist dabei die Druckfeder am Boden der Führungsausnehmung abgestützt.

Die Lagerkugel kann dabei an der Stirnfläche eines koaxial zur Drehachse vom Boden des Gehäuses in des­ sen Innenraum ragenden gehäusefesten Lagerzapfens abgestützt sein.

Weiterhin kann der lange Zapfen in einfacher Konstruktion dazu dienen, den Magnetträger radial zu führen.

Dies führt zu einem besonders einfachen Aufbau, wenn mehrere axial vom Magnetträger zum Boden des Gehäuses hin sich erstreckende Lagerarme einen konzentrisch zur Drehachse angeordneten Lagerkäfig bilden und mit ihren radial inneren Flächen Lagerflächen bilden, die an der zylindrischen Mantelfläche des Lagerzapfens anliegen.

Sind dabei die Lagerflächen an radial nach innen her­ vorstehenden Lageransätzen der Lagerarme ausgebildet, so ergeben sich geringe Anlageflächen und somit auch eine geringe Reibung zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen. Ist gleichzeitig der Durchmesser des Lagerzapfens etwas geringer als der Durchmesser der Lagerkugel, so ist diese in dem Lagerkäfig gefan­ gen und kann bei der Montage nicht herausfallen. Zur Montage von Druckfeder und Lagerkugel sind die Lager­ arme leicht federnd radial nach außen biegbar.

Zur radialen Führung des Magnetträgers kann dieser eine zur Öffnung des topfförmigen Gehäuses hin offe­ ne, koaxial zur Drehachse den Antriebszapfen ab­ schließende Führungsringnut aufweisen, in die das stirnseitige freie Ende der Antriebswelle einführbar ist. Ist dabei die radial äußere Seitenwand der Füh­ rungsringnut nach außen sich konisch erweiternd aus­ gebildet und bildet eine Abstützfläche für die radial umlaufende Stirnkante der Antriebswelle, so erfolgt bei der Montage automatisch eine Zentrierung des Mag­ netträgers durch die Antriebswelle.

Zur Übertragung der Drehbewegung besitzt der An­ triebszapfen einen quadratischen Querschnitt und ist in eine entsprechend geformte konzentrische Mitnahme­ öffnung der Antriebswelle einführbar.

Zur einfachen festen Verbindung der Hülse mit dem Ge­ häuse kann die zylindrische Innenwand des Innenraums des Gehäuses im Bereich der Mündung mit einem Gewinde versehen sein, in das ein entsprechendes Außengewinde am freien Ende der Hülse einschraubbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt einer Drehzahlerfassungs­ einrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Drehzahlerfassungs­ einrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Drehzahlerfassungsein­ richtung nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Magnetträgers der Drehzahlerfassungseinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht des Magnetträgers nach Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Drehzahlerfassungs­ einrichtung weist ein topfförmiges Gehäuse 1 auf, das aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen besteht. In den Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist koaxial ein Magnetträger 3 angeordnet, der um eine Drehachse drehbar ist.

Konzentrisch zur Drehachse 4 ist an dem Magnetträ­ ger 3 ein Magnetring 5 angeordnet, der an seinem radial umlaufenden Umfang verteilt, Dauermagnetpole besitzt. Dem Magnetring 5 und den Dauermagnetpolen radial gegenüberliegend ist in der Wand des Gehäu­ ses 1 ein magnetempfindlicher Sensor 6 in Form eines Hall-Schalters angeordnet, an dem durch Drehung des am Magnetträger 3 befestigten Magnetringes 5 die Mag­ netpole vorbeibewegbar sind. Dabei ist jedes vorbei­ bewegte Magnetfeld eines Dauermagnetpols von dem Sen­ sor 6 erfaßbar und ein entsprechendes Signal erzeug­ bar. Über einen Steckanschluß 7 ist der Sensor 6 mit einer nicht dargestellten Signalverarbeitungseinrich­ tung verbindbar.

Koaxial zur Drehachse 4 besitzt der Magnetträger 3 eine zum Boden 8 des Gehäuses 1 hin offene Führungs­ ausnehmung 9. Koaxial zur Führungsausnehmung 9 ragt von dem Boden 8 des Gehäuses 1 ein Lagerzapfen 10 in den Innenraum 2. Durch eine am Boden 11 der Führungs­ ausnehmung 9 abgestützte, als Wendelfeder ausgebilde­ te Druckfeder 12, wird eine Lagerkugel 13 koaxial zur Drehachse 4 gegen die Stirnfläche 14 des Lagerzap­ fens 10 beaufschlagt.

Vier gleichmäßig am Umfang verteilte Lagerarme 15 er­ strecken sich als Fortsetzung der Führungsausneh­ mung 9 axial zum Boden 8 des Gehäuses 1 hin und lie­ gen mit radial nach innen hervorstehenden Lager­ ansätzen 16 an der zylindrischen Mantelfläche des La­ gerzapfens 10 an. Sie bilden gleichzeitig einen Lagerkäfig 17, in dem die Lagerkugel 13 gegen seitliches Entweichen gefangen ist.

Von der der Führungsausnehmung 9 entgegengesetzten Seite ragt von dem Magnetträger 3 koaxial zur Dreh­ achse 4 ein Antriebszapfen 18 quadratischen Quer­ schnitts zur Mündungsöffnung 19 des Innenraums 2 des Gehäuses 1.

Weiterhin ist an dem Magnetträger 3 eine den An­ triebszapfen 18 konzentrisch umschließende, zur Mündungsöffnung 19 hin offene, Führungsringnut 20 ausgebildet. Die radial äußere Seitenwand 21 der Führungsringnut 20 ist sich zu ihrer Mündung hin konisch erweiternd ausgebildet.

Zum Drehantrieb des Magnetträgers 3 ist dieser mit einer in einer Hülse 22 drehbar gelagerten Antriebs­ welle 23 verbindbar. In Fig. 1 ist die Hülse 22 strichpunktiert und die Antriebswelle 23 mit unter­ brochener Linie dargestellt. Dabei ist der Antriebs­ zapfen 18 koaxial in eine entsprechend geformte Mit­ nahmeöffnung 24 der Antriebswelle 23 eingeführt.

Die Antriebswelle 23 kommt dabei mit ihrer radial um­ laufenden Stirnkante 25 an der konischen Seiten­ wand 21 zur Anlage und hält dadurch den Magnetträ­ ger 3 konzentrisch.

Die Hülse 22 besitzt an ihrem freien Ende ein Außen­ gewinde und ist mit diesem in ein entsprechendes Gewinde 26 im Bereich der Mündungsöffnung 19 des Innenraums 2 eingeschraubt. Dadurch wird die An­ triebswelle 23 in die Führungsringnut 20 hinein­ gedrückt und der Magnetträger 3 die Druckfeder 12 spannend um ein bestimmtes Maß in den Innenraum 2 hineinverschoben.

Claims (12)

1. Drehzahlerfassungseinrichtung mit einem topfförmigen Gehäuse, in dessen Innenraum ein Magnetträger um eine Drehachse drehbar antreibbar gelagert ist, mit einem am Magnetträger konzentrisch zur Drehachse angeordneten Magnetring, der an seinem radial umlaufenden Umfang verteilt Dauermagnetpole besitzt, die an einem im Gehäuse fest angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensor vorbeibewegbar sind, mit einem konzentrisch zur Drehachse am Magnetträger angeordneten, aus dem Innenraum des Gehäuses herausragenden Antriebszapfen, der formschlüssig mit einem freien Ende einer koaxial zur Drehachse anordnenbaren Antriebswelle verbindbar ist, die drehbar in einer Hülse gelagert ist, welche mit ihrem Ende fest mit dem Gehäuse verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (3) axial über eine Lagerkugel (13) am Boden (8) des Gehäuses (1) abgestützt sowie radial am Gehäuse (1) geführt ist, wobei der Magnetträger (3) von dem an ihm anlegbaren stirnseitigen Ende der Antriebswelle (23) gegen den Boden (8) des Gehäuses (1) beaufschlagbar ist.

2. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Magnetträger (3) und Lagerkugel (13) eine vorgespannte Druckfeder (12) angeordnet ist.

3. Drehzahlerfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerkugel (13) und/oder Druckfeder (12) in einer koaxial zur Drehachse (4) sich erstreckenden Führungsausnehmung (9) des Magnetträgers (3) geführt sind.

4. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckfeder (12) am Boden (11) der Führungsausnehmung (9) abgestützt ist.

5. Drehzahlerfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkugel (13) an der Stirnfläche (14) eines koaxial zur Drehachse (4) vom Boden (8) des Gehäuses (1) in dessen Innenraum (2) ragenden gehäusefesten Lagerzapfens (10) abgestützt ist.

6. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnetträger (3) radial am Lagerzapfen (10) geführt ist.

7. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere axial vom Magnetträger (3) zum Boden (8) des Gehäuses (1) hin sich erstreckende Lagerarme (15) einen konzentrisch zur Drehachse (4) angeordneten Lagerkäfig (17) bilden und mit ihren radial inneren Flächen Lagerflächen bilden, die an der zylindrischen Mantelfläche des Lagerzapfens (10) anliegen.

8. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerflächen an radial nach innen hervorstehenden Lageransätzen (16) der Lagerarme (15) ausgebildet sind.

9. Drehzahlerfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetträger (3) eine zur Öffnung (19) des topfförmigen Gehäuses (1) hin offene, koaxial zur Drehachse (4) den Antriebszapfen (18) umschließende Führungsringnut (20) aufweist, in die das stirnseitige freie Ende der Antriebswelle (23) einführbar ist.

10. Drehzahlerfassungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radial äußere Seitenwand (21) der Führungsringnut (20) nach außen sich konisch erweiternd ausgebildet ist und eine Aufstützfläche für die radial umlaufende Stirnkante (25) der Antriebswelle (23) bildet.

11. Drehzahlerfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszapfen (18) einen quadratischen Querschnitt besitzt und in eine entsprechend geformte konzentrische Mitnahmeöffnung (24) der Antriebswelle (23) einführbar ist.

12. Drehzahlerfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenwand des Innenraums (2) des Gehäuses (1) im Bereich der Mündung (19) mit einem Gewinde (26) versehen ist, in das ein entsprechendes Außengewinde am freien Ende der Hülse (22) einschraubbar ist.