DE69205379T2

DE69205379T2 - Fluxkonzentriervorrichtung zur Messung der relativen Drehzahl zwischen zwei Bauteilen.

Info

Publication number: DE69205379T2
Application number: DE1992605379
Authority: DE
Inventors: Paolo Forestiero; Angelo Vignotto
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2012-08-19
Also published as: EP0530580A1; ITTO910202U1; ITTO910202V0; EP0530580B1; DE69205379D1; IT223279Z2

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vorrichtungen, die die Drehzahl zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Bauteilen messen, wie z.B. den Lagerelementen eines Fahrzeugrades. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Innere eines Flußkonzentrators, in das eine Spule gewickelt ist, um die Drehzahl zu messen.
Zur Zeit werden Meßschaltkreise wie z.B. ABS, ASR, TDWS üblicherweise mit Basiskomponenten ausgestattet, wie z.B. einem phonischen Rad, einem Meßsensor, einer lokalen Prozessoreinheit und einer Verbindungseinheit für eine öldynamische Nebenschlußverbindung.
Das phonische Rad ist üblicherweise ein gezahnter Ring, der auf dem zu überwachenden rotierenden Teil befestigt ist, während der Sensor an einem feststehenden Abschnitt des Fahrgestells befestigt ist, das dem gezahnten Teil des phonischen Rades in einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegt.
Die von den einzelnen Sensoren kommenden elektrischen Signale werden an die lokale Prozessoreinheit gesendet, die im Falle von ABS-Systemen die Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern mißt.
In diesem Spezialfall wird der Sensor durch eine Spule gebildet (passiver Sensor), die eine Vielzahl von Wicklungen aufweist, die innerhalb einer besonderen Vorrichtung, dem Flußkonzentrator, angeordnet sind. Das phonische Rad ist ein vielpoliger magnetisierter Ring.
Natürlich sind Flußkonzentratoren an sich gut bekannt. Beispiele für solche Konzentratoren sind Ringe, die aus einem starren Material hergestellt und die auf dem feststehenden Teil eines Kugellagers montiert sind. Diese Konzentratoren haben gewöhnlich einen C-förmigen Querschnitt, in dem die Sensorspule untergebracht ist, und eine Kante, die so ausgeführt ist, um das Festklemmen an dem Lager zu ermöglichen. Weitere Konzentratoren müssen eine Reihe von radial angeordneten Öffnungen aufweisen, die normalerweise an einer Kante des Cförmigen Querschnitts angeordnet sind, um eine Passage der magnetischen Feldkraftlinien zu ermöglichen, die sonst kurzgeschlossen wären.
Aus konstruktiver Sicht ist der Vorgang des Ausstanzens der Kante, an der die Öffnungen erzeugt werden müssen (um der Vorrichtung ein kammähnliches Aussehen zu verleihen), ziemlich unpraktikabel, da dieser Vorgang an einem Ring mit einem C-förmigen Querschnitt durchgeführt wird. Hierdurch wird der Ring sehr leicht versehentlich deformiert.
Ein weiteres Problem, das die Flußkonzentratoren betrifft, bezieht sich auf die axiale Abmessung, die auf ein Minimum verringert werden muß, um Störungen der in der Nähe befindlichen mechanischen Komponenten zu verhindern.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die zuvor erwähnten Nachteile und Probleme zu bewältigen und zu lösen, wobei ein Flußkonzentrator zur Verfügung gestellt wird, der eine Kontur aufweist, die ausgelegt ist, um die Öffnungen zwischen den Zähnen zu erzeugen, ohne schwierige und dadurch langsame und teure Verfahren nach sich zu ziehen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Konzentrator mit kleinster axialen Abmessung und einer verringerten radialen Gesamtabmessung zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, um das Lager herum befestigt zu werden, anstelle diesem in axialer Richtung gegenüberzuliegen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele durch die Bereitstellung eines Flußkonzentrators erreicht, der zum Messen der Drehzahl zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Bauteilen dient, des Typs, der aus einem gezahnten Ring hergestellt ist, mit einem offenkonturigen, axialen Querschnitt, der mit einem Rand versehen ist, der dafür vorgesehen ist, um ein Befestigen an einem Kugellager zu ermöglichen, und der mit einer Tasche versehen ist, um eine Sensorspule aufzunehmen; dadurch gekennzeichnet, daß der Flußkonzentrator sich von dem nicht rotierenden Lagerring des Lagers bis zum rotierenden Lagerring erstreckt, bei dem dieser die Tasche mit einer Fläche des rotierenden Lagerringes bildet; daß ein phonisches Rad, das der Spule gegenüberliegt, auf derselben Fläche des rotierenden Lagerringes befestigt ist; daß der Flußkonzentrator einen im wesentlichen Lförmigen axialen Querschnitt in Übereinstimmung mit der Tasche aufweist, der die Tasche mittels einer radial angeordneten, flachen Wand bestimmt und eine axial angeordnete, zylindrische Wand, in der eine Reihe von Aufnahmen so gebildet werden, daß sie eine Reihe von Zähnen auf dem Flußkonzentrator formen.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein komplettes Beispiel der physikalischen Ausführungsform der Erfindung, die entsprechend der bisher besten Version und der praktischen Anwendung der Grundgedanken konstruiert worden ist. Die Figur stellt einen axialen Querschnitt von einem Fahrzeugradlager dar, auf dem ein Flußkonzentrator dieser Erfindung befestigt ist.
Bezugnehmend auf die Zeichnung beziffert die Nummer 10 den inneren, nicht rotierenden Lagerring, die Nummer 11 den rotierenden, äußeren Lagerring und die Nummer 12 die Kugeln des Wälzkontaktlagers.
Eine Drehzahlmeßvorrichtung ist außerhalb auf dem Lager befestigt und koaxial in Bezug zu diesem angeordnet. Eine solche Vorrichtung umfaßt ein phonisches Rad 14, das auf dem äußeren, rotierenden Lagerring 11 mittels einer Halteblende 15 und einer Sensorspule 16 befestigt ist, die dem phonischen Rad 14 gegenüberliegt. Die Spule 16 ist innerhalb eines Flußkonzentrators 17 angeordnet, der seinerseits an dem inneren, feststehenden Lagerring 10 des Lagers befestigt ist.
Der Flußkonzentrator 17 ist ein gezahnter Ring, der einen offenkonturigen, axialen Querschnitt aufweist, um es zu ermöglichen, daß eine Kante 18 des Querschnitts kraftschlüssig an dem nicht rotierenden, inneren Lagerring 10 befestigt wird. Auf dem äußeren Lagerring 11 ist eine Schutzblende 19 befestigt, die eine Dichtung 25 mit einem Paar sich nach außen erstreckender Dichtlippen 20 trägt. Diese Dichtlippen sind vorgesehen, um auf den Innenwänden des Flußkonzentrators zu gleiten, um zu verhindern, daß Partikel in das Lager eindringen.
Folgt man der Kontur des Lagers, umschließt der Flußkonzentrator den äußeren Lagerring 11 und bildet eine Tasche 24, in der die Sensorspule 16 untergebracht ist. Die Tasche 24 wird durch eine sich radial erstreckende ebene Wand 21 und durch eine axial angeordnete zylindrische Wand 22 bestimmt, die der Tasche 24 einen charakteristischen L-förmigen Querschnitt verleihen. Eine Reihe von Öffnungen ist in der zylindrischen Wand 22 enthalten, um so eine Reihe von Zähnen 23 auf dem Flußkonzentrator zu bilden.
Wie aus der Figur hervorgeht, sind die Zähne 23 in der Nähe des äußeren Umfanges des phonischen Rades 14 angeordnet. Herkömmliche Flußkonzentratoren sind so gefaltet, daß sie das phonische Rad und die Spule nicht nur am äußeren, sondern ebenfalls am inneren Bereich aufnehmen. In diesem Fall ist es die Außenfläche des Lagerringes 11, die die notwendige Funktion übernimmt, die innenliegenden Teile des phonischen Rades und der Spule zu umschließen.
Ein Flußkonzentrator, wie er hier beschrieben wurde, ermöglicht das Festhalten der Meßspule in einem Lförmigen Sitz, anstelle eines C-förmigen Sitzes wie im Stand der Technik.
Darüber hinaus ermöglicht der Flußkonzentrator gemäß der Erfindung, daß die Meßvorrichtung radial befestigt werden kann, anstatt sie parallel neben dem Kugellager anordnen zu müssen. Aus diesem Grund sind die axialen Gesamtabmessungen verringert. Wie in der Zeichnung dargestellt, liegt die Stirnseite 26 des Konzentrators in Bezug zur Stirnseite des Kugellagers 10 auf gleicher Höhe.
Den Zahn 23 des Konzentrators kann man durch einen sehr einfachen Stanzvorgang erhalten, was konstruktive Vereinfachungen und wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

Claims

1. Flußkonzentrator (17) zum Messen der Drehgeschwindigkeit zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Bauteilen, des Typs, der aus einem gezahnten Ring hergestellt ist, mit einem offenkonturigen, axialen Querschnitt, der mit einem Rand (18) versehen ist, der dafür vorgesehen ist, um ein Befestigen an einem Kugellager (10) zu ermöglichen, und der mit einer Tasche (24) zur Aufnahme einer Sensorspule (16) versehen ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Flußkonzentrator (17) sich von dem nicht rotierenden Lagerring (10) des Lagers bis zum rotierenden Lagerring (11) erstreckt, bei dem dieser die Tasche (24) mit einer Fläche des rotierenden Lagerringes (11) bildet; daß ein phonisches Rad (14) der Spule (16) gegenüberliegt, die auf derselben Fläche des rotierenden Lagerringes (11) befestigt ist; daß der Flußkonzentrator (17) einen im wesentlichen L-förmigen axialen Querschnitt in Übereinstimmung mit der Tasche (24) aufweist, wobei die Tasche mittels einer radial angeordneten, flachen Wand (21) und einer axial angeordneten, zylindrischen Wand (22) bestimmt ist, in denen eine Reihe von Öffnungen so vorgesehen sind, daß sie eine Reihe von Zähnen (23) auf dem Flußkonzentrator (17) bilden.

2. Flußkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flußkonzentrator (17) einen offenkonturigen, axialen Querschnitt aufweist, wobei dessen Vorderabschnitt (26) in gleicher Höhe in Bezug auf die Stirnseite des Lagers angeordnet ist.

3. Flußkonzentrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (24) koaxial bezüglich des Kugellagers angeordnet ist, um so dessen äußeren Teil (11) zu umschließen.