DE4440295A1 - Induktivgeber zur Drehzahlerfassung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Induktivgeber zur Drehzahlerfas­ sung. Ein solcher Induktivgeber ist beispielsweise aus der DE 42 39 828 A1 bekannt. Er ist als Drehsensor mit integrierter Temperaturmessung ausgebildet. Bei diesem findet ein fest­ stehender Flußkonzentrator Verwendung, der außen und innen verzahnt ist. Mit dem Flußkonzentrator wirkt ein mehrpoliger Magnet mit abwechselnder Polarität zusammen, der rotiert. Nachteilig ist bei einem solchen grundsätzlichen Aufbau eines Induktivgebers zur Drehzahlerfassung, daß funktionswichtige Bauteile, nämlich Magnet und Flußkonzentrator, keine Einheit bilden und damit Bestandteil des Stators als auch des Rotors sind. Dies erschwert unter anderem eine Funktionsprüfung des Induktivgebers.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Induktivgeber zur Drehzahlerfassung anzugeben, bei dem die funktionswichtigen Bauteile eine Einheit bilden und von den Bauteilen mit unterge­ ordneter Funktion getrennt sind.

Die Erfindung schlägt einen Induktivgeber zur Drehzahlerfassung vor, mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator einen Magnetring, einen Flußkonzentrator mit wenigstens einem ver­ zahnten Bereich an dessen Umfang, und eine Wicklung aufweist, der Flußkonzentrator Teil eines Magnetkreises bildet, sowie der Rotor als Impulsrad mit wenigstens einem verzahnten Bereich an dessen Umfang ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist damit vorgesehen, daß nur das relativ problemlos gestaltete und eine untergeordnete Funktion auf­ weisende Impulsrad rotiert, während alle anderen Teile des Induktivgebers stationär sind. Hierdurch bietet es sich an, das Impulsrad als rotierendes Teil des Radlagers, hingegen die restliche Bauteile als feststehendes Teil des Radlagers aus zu­ gestalten. Magnetring, Flußkonzentrator und Wicklung können als Baugruppe montiert werden, zu deren Funktionsprüfung nur noch das externe Impulsrad erforderlich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Induktivgeber wird der magnetische Widerstand im Kreis durch wechselnden Schluß der Verzahnung des Impulsrades mit der Verzahnung des Flußkonzentrators moduliert und in der Wicklung eine Wechselspannung induziert. Der besonde­ re Vorteil des erfindungsgemäßen Induktivgebers liegt darin, daß der Magnet unipolar aufmagnetisiert werden kann. Es wird gegenüber den bisherigen zylinderförmigen Systemen der komplette Umfang des Impulsrades genutzt. Radlagereinheit und Induktivsy­ stem können getrennte Einheiten bilden. Verwendung findet der erfindungsgemäße Induktivgeber bevorzugt zur Drehzahlerkennung im Zusammenhang mit einem Antiblockiersystem.

Der Induktivgeber kann auf unterschiedliche Art und Weise gestaltet sein. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Flußkonzentrator und das Impulsrad über deren gesamten Umfang mit gleichvielen Zähnen versehen sind. In Abhängigkeit von der Anzahl der am Umfang verteilten Zähne ergibt sich bei großer Zähnezahl eine genauere Drehzahlerfassung. Es ist grundsätzlich möglich, den Magnetring unipolar axial oder mehr­ polig radial zu magnetisieren. Der verzahnte Bereich des Impulsrades kann radial außerhalb oder radial innerhalb des verzahnten Bereiches des Flußkonzentrators angeordnet sein. Der Magnetring kann sich außerhalb oder innerhalb des verzahnten Bereiches des Flußkonzentrators befinden. Der Flußkonzentrator kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Das Impulsrad kann radial außen und/oder radial innen mit einer Verzahnung versehen sein.

In den Figuren ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungs­ formen des Induktivgebers beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein.

Fig. 1 verdeutlicht einen möglichen Aufbau eines bei dem erfindungsgemäßen Induktivgeber Verwendung findenden Stators 1. Dieser weist einen hufeisenförmig ausgebildeten Flußkonzentrator 2 auf. Dessen Innenringabschnitt 3 nimmt im Bereich seines freien axialen Endes einen Magnetring 4 auf und dessen Außen­ ringabschnitt 5 ist im Bereich seines freien Endes mit einer Verzahnung 6 versehen. Die Verzahnung 6 erstreckt sich mit gleichmäßigem Zahnabstand 7 über den durch den Außenringab­ schnitt 5 gebildeten Vollkreis. Aus Gründen zeichnerischer Vereinfachung ist die Verzahnung 6 nur im oberen Bereich des Außenringabschnittes 5 verdeutlicht. Für den Magnetring 4 ist in Fig. 1 die N-Polarität verdeutlicht, der S-Pol befindet sich auf der dem Innenringabschnitt 2 zugewandten Seite des Ma­ gnetringes 4. Der Magnet ist damit unipolar axial magnetisiert. Innerhalb des vom Hufeisen des Flußkonzentrators 2 umschlossenen Ringspaltes ist ein Wicklungsring 8 angeordnet, der aus Gründen zeichnerischer Klarheit nur über etwa einen Halbkreis darge­ stellt ist. Mit der Bezugsziffer 9 sind die beiden Anschlüsse zum Wicklungsring 8 bezeichnet.

Der insoweit beschriebene Stator 1 bildet ein Bauteil, das beispielsweise mit dem feststehenden Teil eines Radlagers verbunden ist. Nicht gezeigt ist in dieser Figur der mit dem Stator 1 zusammenwirkende, gleichfalls konzentrisch zur Achse 10 des Stators 1 angeordnete Rotor, der als Ringteil ausgebildet ist, das an seinem Umfang mit einer der Verzahnung 6 des Stators 1 entsprechenden Verzahnung, somit gleichvielen Zähnen 17 versehen ist. Stehen die Zähne 17 von Flußkonzentrator 2 und Rotor sich gegenüber, ergibt sich ein maximaler magnetischer Fluß, stehen die Zähne hingegen auf Lücke, ist der magnetische Fluß minimal. Der Rotor, der die Funktion eines Impulsrades aufweist, ist mit dem drehbaren Teil des Radlagers verbunden.

Fig. 2 zeigt die Gestaltung des Stators 2 nach Fig. 1 sowie zusätzlich des Rotors, wobei es sich in dieser Figur und den nachfolgenden Fig. 3 bis 9 um eine radiale Schnittdarstellung im Außenbereich des Induktivgebers handelt.

Fig. 2 verdeutlicht den in den hufeisenformigen Flußkonzen­ trator 2 eingesetzten Wicklungsring 8, ferner die Verzahnung 6 am Außenringabschnitt 5 des Flußkonzentrators 2 und den mit dem Innenringabschnitt 3 des Flußkonzentrators 2 verbundenen Magnetring 4. Aus Gründen zeichnerischer Vereinfachung ist in dieser Figur die Verzahnung 6 nur teilweise dargestellt, obwohl sie sich über einen Vollkreis erstreckt, dies gilt auch für die Verzahnung 11 des dort gezeigten Impulsrades 12. Bei der Ausführungsform des Induktivgebers nach Fig. 2 weist das Impulsrad 12 eine Scheibe 13 auf, beispielsweise eine beim Radlager ohnehin Verwendung findende rotierende Scheibe, die mit einem Zahnrad 14, das die Verzahnung 11 aufweist, bestückt worden ist. Die Verzahnung 11 des Impulsrades 12 ist radial innerhalb der Verzahnung 6 des Flußkonzentrators 2 angeordnet. Der Magnetring 4 ist unipolar axial magnetisiert. Der Flußkon­ zentrator 2 ist zweiteilig ausgebildet, er besteht aus einem Winkelring 15 und einem Innenring 16.

Die Ausführungsform des Induktivgebers nach Fig. 3 unter­ scheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, daß der Flußkonzen­ trator 2 als tiefgezogenes Bauteil, somit einteilig ausgebildet ist.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 9 sind die umlaufenden Verzahnungen am Impulsrad und am Flußkonzentrator aus Gründen zeichnerischer Vereinfachung und besserer Übersicht­ lichkeit der Zeichnungen nicht dargestellt. Diese Figuren verdeutlichen weitere Ausgestaltungen des Induktivgebers, die entsprechend dem vorgegebenen Aufbau der Radlager und deren Bauabmessungen unterschiedlich gestaltet sind. Im übrigen ist auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 7 die Verzahnung 11 innerhalb der Verzahnung 6 angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Magnetring 4 unipolar radial magnetisiert. Das Impulsrad 12 ist als Blech- Stanz-Tiefziehteil ausgeführt, das radial außen mit der Ver­ zahnung 11 versehen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Magnetring 4 mehrpolig radial magnetisiert. Das Impulsrad 12 ist als Blech- Stanz-Tiefziehteil ausgebildet und sowohl außen als auch innen mit der Verzahnung 11 versehen. Das Impulsrad 12 mit dem inneren und äußeren Zahnrad und der Flußkonzentrator 2 weisen dieselbe Zahnteilung auf. Diese Gestaltung ermöglicht eine besonders starke Modulation des magnetischen Flusses.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Magnetring 4 unipolar axial magnetisiert und das Impulsrad 12 gekröpft ausgebildet, im Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 7, wo das Impulsrad 12 auf einfachste Art und Weise realisiert ist, nämlich flach ausgebildet ist.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 ist die Verzahnung 11 des Impulsrades 12 außerhalb der Verzahnung 6 des Flußkonzentrators 2 angeordnet. Der Magnetring 4 ist jeweils unipolar magnetisiert, wobei bei der Ausführungsform nach Fig. 8 der Magnetring 4 innerhalb der Verzahnung 6 des Flußkonzen­ trators 2 und des Impulsrades 12, und bei der Ausführungsform nach Fig. 9 außerhalb der Verzahnung 11 des Flußkonzentrators 2 und des Impulsrades 12 angeordnet ist.

Claims (9)

1. Induktivgeber zur Drehzahlerfassung mit einem Stator (1) und einem Rotor (12), wobei der Stator (1) einen Magnetring (4), einen Flußkonzentrator (2) mit wenigstens einem verzahnten Bereich (6) an dessen Umfang und eine Wicklung (8) aufweist, der Flußkonzentrator (2) einen Teil eines Magnetkreises bildet, sowie der Rotor (12) als Impulsrad mit wenigstens einem verzahnten Bereich (11) an dessen Umfang ausgebildet ist.

2. Induktivgeber nach Anspruch 1, bei dem der Flußkonzentrator (2) und das Impulsrad (12) über deren gesamten Umfang mit gleichvielen Zähnen (17) versehen sind.

3. Induktivgeber nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Flußkon­ zentrator (2) hufeisenförmig um die Wicklung (8) herum angeordnet ist.

4. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Magnetring (4) unipolar axial oder mehrpolig radial magnetisiert ist.

5. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der verzahnte Bereich (11) des Impulsrades (12) radial au­ ßerhalb oder radial innerhalb des verzahnten Bereiches (6) des Flußkonzentrators (2) angeordnet ist.

6. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Magnetring (4) außerhalb oder innerhalb des verzahnten Bereiches (6) des Flußkonzentrators (2) angeordnet ist.

7. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Flußkonzentrator (2) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist.

8. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Impulsrad (12) radial außen und/oder radial innen verzahnt ausgebildet ist.

9. Induktivgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Impulsrad (12) gekröpft oder flach ausgebildet ist.