WO1998000720A1 - Speedometer system arranged in the cavity of a wheel hub - Google Patents

Speedometer system arranged in the cavity of a wheel hub Download PDF

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Hermann Goebels
Karl-Heinz Schmid
Thomas Ullmann
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Robert Bosch Gmbh
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Abstract

The invention relates to a tachometer system comprising at least one sensor (1) surrounded by a sensor housing (2) arranged on a wheel carrier (20) of a non-driven motor vehicle wheel, and at least one rotor (15) magnetised in sections and fastened to the appropriate vehicle wheel in the hub region. The sensor (1) and the rotor (15) are housed in a central hub cavity (43). The rotor (15) is therefore located in one section (44) of said hub cavity (43), which section is at least cylindrical in areas, whereas the sensor (1) is fastened via the housing (2) thereof to the free end of the axle pin (21) projecting from the wheel carrier (20). Access can easily be gained, in the hub cavity (43), from the outside of the wheel to the tachometer system which is very well protected from dirt and mechanical damage. It is housed in said hub cavity in a small construction space.

Description

TACHOMETERSYSTEM ANGEORDNET IM HOHLRAUM EINER RADNABESPEEDOMETER SYSTEM ARRANGED IN THE CUBE OF A WHEEL HUB
Stand der Technik:State of the art:
Die Erfindung geht von einem in einer Kraftfahrzeugradlagerung integrierten Drehzahlmeßsystem mit einem im Bereich des Radträgers befestigten Drehzahlsensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The invention is based on a speed measuring system integrated in a motor vehicle wheel bearing with a speed sensor fastened in the area of the wheel carrier according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger Gegenstand ist beispielsweise aus derSuch an object is for example from the
GB 2 225 398 A bekannt. Dort wird ein Drehzahlmeßsystem für ein nicht angetriebenes Rad eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Sensor und der Rotor sind innerhalb der Radlagerung im Bremstrommelraum angeordnet. Der umlaufende Rotor ist an der Radnabe befestigt, während der Sensor im Bremsträger montiert ist. Der Sensor sitzt dort achsparallel in einer Bohrung mit polygonförmigem Öffnungsquerschnitt über eine einem Bajonettverschluß vergleichbare Verriegelung.GB 2 225 398 A is known. There, a speed measuring system for a non-driven wheel of a motor vehicle is described. The sensor and the rotor are arranged within the wheel bearing in the brake drum space. The rotating rotor is attached to the wheel hub while the sensor is mounted in the brake carrier. The sensor sits there parallel to the axis in a bore with a polygonal opening cross section via a lock comparable to a bayonet lock.
Im Bremstrommelraum sind beide Teile des Drehzahlmeßsystems zumindest dem Bremsenschmutz und Spritzwasser ausgesetzt. Au- ßerdem erfordert die dortige Anordnung einen großen Rotor- durchmessεr, wodurch sich u.a. eine größere zu beschleunigende Masse ergibt. Außerdem muß zum Austauschen, Reinigen oder zum nachträglichen Einbauen des Rotors die Radnabe einschließlich der Wälzlagerung demontiert werden. Vorteile der Erfindung:In the brake drum chamber, both parts of the speed measurement system are at least exposed to brake dirt and splash water. In addition, the arrangement there requires a large rotor diameter, which results, inter alia, in a larger mass to be accelerated. In addition, the wheel hub, including the roller bearing, must be dismantled to replace, clean or retrofit the rotor. Advantages of the invention:
Bei dem Gegenstand der Erfindung sind der Sensor und der Rotor in einem zentralen Nabenhohlraum untergebracht, in dem beispielsweise auch die Wälzlagerung angeordnet ist. Dabei sitzt der Rotor in einem zumindest bereichsweise zylindrischen Ab- schnitt dieses Nabenhohlraums, während der Sensor über sein Gehäuse auf dem freien Ende des aus dem Radträger kragenden Achszapfens befestigt ist.In the subject of the invention, the sensor and the rotor are accommodated in a central hub cavity in which, for example, the roller bearing is also arranged. The rotor is seated in an at least partially cylindrical section of this hub cavity, while the sensor is attached via its housing to the free end of the axle journal projecting from the wheel carrier.
Das Drehzahlmeßsystem ist im Nabenhohlraum von der Radaußen- εeite her leicht zugänglich und vor Schmutz und mechanischer Beschädigung sehr gut geschützt. Es ist dort in einem kleinen Bauraum untergebracht.The speed measurement system is easily accessible from the outside of the wheel in the hub cavity and is very well protected against dirt and mechanical damage. It is housed in a small space there.
Die Anordnung des Drehzahlmeßsystem im Bereich des Achs- zapfenendes ermöglicht einen minimalen Spalt zwischen der Meßzone des Sensors und dem berührungsfrei abzutastenden Rotor, der hier ein Multipolring ist. Schließlich unterliegt der Achszapfen an seinem freien Ende keiner Verformung durch statische und/oder dynamische Radlasten. Folglich wird die Breite des Spaltes zwischen dem Sensor und dem Rotor nur durch das geringfügige, rein elastische Kippen des verspannten Wälzlagers verändert. Die hierbei auftretende Spaltänderung ist sehr klein.The arrangement of the speed measuring system in the area of the axle journal end enables a minimal gap between the measuring zone of the sensor and the contact-free rotor, which here is a multipole ring. Finally, the axle journal is not subject to deformation by static and / or dynamic wheel loads at its free end. Consequently, the width of the gap between the sensor and the rotor is changed only by the slight, purely elastic tilting of the tensioned roller bearing. The change in gap that occurs here is very small.
Beispielsweise ist das Sensorgehäuse auf dem freien Ende des am Achszapfen angeordneten Gewindeabschnitts aufgeschraubt. Selbstverständlich kann der Achszapfen auch in einem zylindri¬ schen Abschnitt enden, auf dem das Sensorgehäuse nur aufge- steckt oder festgeklebt wird. Der zylindrische Abschnitt und das Sensorgehäuse können auch gegeneinander verrastet sein.For example, the sensor housing is screwed onto the free end of the threaded section arranged on the axle journal. Of course, the journal can also end in a cylindricity ¬ rule section on which the sensor housing only listed stuck or stuck. The cylindrical section and the sensor housing can also be locked against one another.
Um die Signalleitungen vom Sensor in Richtung Fahrzeugaufbau zu führen, weisen der Radträger und sein Achszapfen im Bereich der Rotationsachse der Radnabe einen durchgehenden Hohlraum auf. Durch diesen Hohlraum wird ein am Sensorgehäuse angeordneter Kabelträger geführt, der an seinem freien Ende ein steck- oder schraubbares Kabelverbindungselement trägt.In order to lead the signal lines from the sensor in the direction of the vehicle body, the wheel carrier and its axle journal have a continuous cavity in the region of the axis of rotation of the wheel hub. A cable carrier arranged on the sensor housing is guided through this cavity and carries at its free end a pluggable or screwable cable connecting element.
Gegebenenfalls kann das Sensorgehäuse anstatt an der Achszap- fenaußenkontur in diesem Hohlraum u.a. durch Klemmen, Einschrauben oder Kleben befestigt sein.If necessary, the sensor housing can be used in this cavity instead of on the outer journal outer contour. be fixed by clamping, screwing or gluing.
Der Nabenhohlraum, in dem das Sensorsystem untergebracht ist, ist zur Radaußenseite hin mit einem Deckel dicht verschlossen. Dadurch kann gegebenenfalls am benachbarten Wälzlager der dem Sensorsystem zugewandte Lagerdichtring eingespart werden.The hub cavity in which the sensor system is housed is sealed with a cover on the outside of the wheel. As a result, the bearing sealing ring facing the sensor system can optionally be saved on the adjacent roller bearing.
Zeichnungen:Drawings:
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den zuvor teilweise nicht zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform:Further details of the invention emerge from the subclaims which have not been partially cited previously and the following description of a schematically illustrated embodiment:
Figur 1: Ausschnitt einer Kraftfahrzeugradlagerung mit einemFigure 1: Detail of a motor vehicle wheel bearing with
Drehzahlmeßsyste . Beschreibung des Ausführungsbeispiels:Speed measuring system. Description of the embodiment:
Das Drehzahlmeßsystem nach Figur 1 ist hier in einer Radlagerung einer nicht angetriebenen Kraftfahrzeugachse integriert. Ein nicht dargestelltes Antriebsrad ist über eine Radnabe (40) auf einem Radträger (20) bzw. dessen Achszapfen (21) gelagert. Zwischen der Radnabe (40) und dem Achszapfen (21) ist ein zweireihiges Kegelrollenlager (30) eingebaut.The speed measuring system according to FIG. 1 is integrated in a wheel bearing of a non-driven motor vehicle axle. A drive wheel (not shown) is mounted on a wheel carrier (20) or its axle journal (21) via a wheel hub (40). A double-row tapered roller bearing (30) is installed between the wheel hub (40) and the axle journal (21).
Der Radträger (20) und der Achszapfen (21), die starr miteinander verbunden oder aus einem Stück sind, haben eine gemeinsame, zentrale Durchgangsbohrung (26). Der Achszapfen (21) ist dreistufig ausgeführt, wobei er sich zu seinem freien Ende hin verjüngt. Das freie Ende ist ein Gewindeabschnitt (23), an den sich der Lagersitz für das Kegelrollenlager (30) anschließt. Der Lagersitz endet zum Radträger hin an einem Wellenbund (22) .The wheel carrier (20) and the axle journal (21), which are rigidly connected to one another or are made of one piece, have a common, central through bore (26). The journal (21) is designed in three stages, whereby it tapers towards its free end. The free end is a threaded section (23) to which the bearing seat for the tapered roller bearing (30) connects. The bearing seat ends at the wheel carrier on a shaft collar (22).
Die Radnabe (40) ist im wesentlichen ein rohrförmiges Bauteil mit einer zentralen Stufenbohrung (42) und einem Außenflansch (41), an dem u.a. die Radfelge und Teile der Bremseinrichtung befestigt werden.The wheel hub (40) is essentially a tubular component with a central stepped bore (42) and an outer flange (41) on which, among other things, the wheel rim and parts of the braking device are attached.
Der linke Bereich der Stufenbohrung (42) ist der Lagersitz für das Kegelrollenlager (30) . Der Außenring (31) des Kegelrollenlagers (30) ist dort eingepreßt und mit einem Sicherungsring (39) gegen axiales Verrutschen gesichert. Der Außenring (31) stützt sich über die Wälzkδrper (34) an den beiden auf dem Achszapfen (21) sitzenden Innenringen (32, 33) ab. Die Innenringe (32, 33) werden auf dem Achszapfen (21) über eine sicherbare, auf einem Gewindeabschnitt (23) aufgeschraubte Wellenmutter (38) gegen einen Wellenbund (22) verspannt; Zwischen der Wellenmutter (38) und dem äußeren Innenring (33) ist eine Druckscheibe (37) angeordnet. Das Kegelrollenlager (30) ist auf seiner linken Seite mit einem Wellendichtring (35) abgedichtet .The left area of the stepped bore (42) is the bearing seat for the tapered roller bearing (30). The outer ring (31) of the tapered roller bearing (30) is pressed in there and secured with a locking ring (39) against axial slipping. The outer ring (31) is supported via the roller bodies (34) on the two inner rings (32, 33) seated on the journal (21). The inner rings (32, 33) are braced against a shaft collar (22) on the journal (21) by means of a lockable shaft nut (38) screwed onto a threaded section (23); Is between the shaft nut (38) and the outer inner ring (33) a thrust washer (37) is arranged. The tapered roller bearing (30) is sealed on its left side with a shaft seal (35).
Rechts neben der Wellenmutter (38) ist auf dem Gewindeabschnitt (23) ein Drehzahlsensor (1) aufgeschraubt. Das Gehäuse (2) des Sensors (1) , das beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, hat im wesentlichen die Form eines Schraubdeckels, an dessen Außenkontur ein Arm (3), ein Kabel- träger (7) und ein Montagering (5) angeordnet sind. DerA speed sensor (1) is screwed onto the threaded section (23) to the right of the shaft nut (38). The housing (2) of the sensor (1), which is made, for example, of a plastic, essentially has the shape of a screw cap, on the outer contour of which an arm (3), a cable carrier (7) and a mounting ring (5) are arranged are. The
Arm (3) ragt seitlich in radialer Richtung aus der Außenkontur hervor. Sein äußerster Bereich, in dem ein Abtastelement integriert ist, endet kurz innerhalb vor dem Multipolring (15). Der Arm (3) hat zur Wellenmutter (38) hin eine Aussparung (4).Arm (3) protrudes laterally in the radial direction from the outer contour. Its outermost area, in which a scanning element is integrated, ends shortly in front of the multipole ring (15). The arm (3) has a recess (4) towards the shaft nut (38).
Der Multipolring (15) sitzt in dem rechten, äußeren Abschnitt (44) der Stufenbohrung (42) die in einem Bohrungsabsatz (45) endet. Dort ist der Multipolring (15) eingepreßt. Gegebenenfalls ist der Multipolring (15) auch eingeklebt. Er liegt linksseitig am Bohrungεabsatz (45) an.The multipole ring (15) sits in the right, outer section (44) of the stepped bore (42) which ends in a bore shoulder (45). The multipole ring (15) is pressed in there. The multipole ring (15) may also be glued in place. It lies on the left side of the bore shoulder (45).
Der Kabelträger (7), in dem das Sensorkabel (10) untergebracht ist, besteht aus einem Rohr, das im Sensorgehäuse (2) befestigt ist und das die zentrale Durchgangsbohrung (26) des Radträgers (20) und seines Achszapfens (21) durchquert. An seinem freien Ende trägt der Kabelträger (7) das Buchsenteil (11) einer Koaxialsteckverbindung. Das Steckerteil (12) der Steckverbindung sitzt, mit einem O-Ring (13) abgedichtet, im Radträger (20) . Es hat hierzu beispielsweise eine verdreh- sichere Außenkontur und gegebenenfalls auch eine Rastsicherung, um einen dauerhaften Steckersitz zu gewähren.The cable carrier (7), in which the sensor cable (10) is housed, consists of a tube which is fastened in the sensor housing (2) and which crosses the central through hole (26) of the wheel carrier (20) and its axle journal (21). At its free end, the cable carrier (7) carries the socket part (11) of a coaxial connector. The plug part (12) of the plug connection sits, sealed with an O-ring (13), in the wheel carrier (20). For this purpose, it has, for example, a non-rotatable outer contour and, if necessary, also a latching device in order to ensure a permanent plug fit.
Der Kabelträger (7) kann auch am Sensorgehäuse (2) angeformt sein und gegebenenfalls an der Durchgangsbohrung (26) zumin- dest abschnittsweise anliegen. Außerdem kann das Sensorkabel (10) oder dessen einzelne Leitungsadern vom Kabelträger (7) direkt umhüllt sein.The cable carrier (7) can also be integrally formed on the sensor housing (2) and, if necessary, on the through hole (26). at least in sections. In addition, the sensor cable (10) or its individual cable cores can be directly enveloped by the cable carrier (7).
Der Montagering (5) ist koaxial zum Innengewinde des Sensorgehäuses (2) angeordnet. Er trägt beispielsweise ein Innen- und/oder Außensechskant (6). Über ihn wird das Sensorgehäuse (2) auf dem Achszapfen festgeschraubt. Nach dem Festschrauben liegt die plane Innenfläche des Sensorgehäuses (2) auf der Stirnfläche des Achszapfens (21) an. Zur Sicherung gegen unbeabsichtigtes Losdrehen kann das Sensorgehäuse (2) am Achszapfen (21) mit Klebstoff fixiert werden.The mounting ring (5) is arranged coaxially to the internal thread of the sensor housing (2). For example, it carries an internal and / or external hexagon (6). The sensor housing (2) is screwed onto the axle pin via it. After tightening, the flat inner surface of the sensor housing (2) rests on the front surface of the journal (21). To protect against unintentional loosening, the sensor housing (2) can be fixed to the axle journal (21) with adhesive.
Die Radnabe (40) ist an ihrem rechten Ende mit einem Klemm- deckel (47) dicht verschlossen. Der Klemmdeckel (47) ist beispielsweise in der Stufenbohrung (42) kraf schlüssig verklemmt. The wheel hub (40) is sealed at its right end with a clamping cover (47). The clamping cover (47) is positively clamped, for example, in the stepped bore (42).

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Drehzahlmeßsystem aus mindestens einem an einem Radträger eines nicht angetriebenen Kraftfahrzeugrades angeordneten von einem Sensorgehäuse umgebenen Sensor und mindestens einem an dem entsprechenden Fahrzeugrad im Nabenbereich befestigten, bereichsweise agnetisierten Rotor, dadurch gekennzeichnet,1. A speed measuring system comprising at least one sensor, which is arranged on a wheel carrier of a non-driven motor vehicle wheel and is surrounded by a sensor housing, and at least one rotor which is attached to the corresponding vehicle wheel in the hub region and is regionally agnetized, characterized in that
- daß der Sensor (1) und der Rotor (5) in einem zentralen, Nabenhohlraum (43) untergebracht sind, wobei das Sensorgehäuse (2) auf dem freien Ende des Achszapfens (21) des Radträgers (20) angeordnet ist und der Rotor (5) in einem zu- mindest bereichsweise zylindrischen Abschnitt (44) des Nabenhohlraums (43) sitzt.- That the sensor (1) and the rotor (5) are accommodated in a central, hub cavity (43), the sensor housing (2) being arranged on the free end of the axle journal (21) of the wheel carrier (20) and the rotor ( 5) is seated in an at least partially cylindrical section (44) of the hub cavity (43).
2. Drehzahlmeßsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (2) auf dem freien Ende des am Achszapfen (21) angeordneten Gewindeabschnitts (23) aufgeschraubt ist.2. Speed measuring system according to claim 1, characterized in that the sensor housing (2) is screwed onto the free end of the threaded portion (23) arranged on the journal (21).
3. Drehzahlmeßsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenhohlraum (43) mit einem Deckel (47) dicht verschlossen ist.3. Speed measuring system according to claim 1, characterized in that the hub cavity (43) with a cover (47) is sealed.
4. Drehzahlmeßsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radträger (20) und sein Achszapfen (21) im Bereich der4. Speed measuring system according to claim 1, characterized in that the wheel carrier (20) and its axle journal (21) in the area of
Rotationsachse der Radnabe (40) durchgehend hohl ausgeführt sind. The axis of rotation of the wheel hub (40) is made hollow throughout.
5. Drehzahlmeßsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (2) einen Kabelträger (7) aufweist, der an seinem freien Ende ein steck- oder schraubbares Kabelverbindungselement (11) trägt.5. Speed measuring system according to claim 1, characterized in that the sensor housing (2) has a cable carrier (7) which carries at its free end a plug-in or screwable cable connecting element (11).
6. Drehzahlmeßsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an das Kabelverbindungselement (11) angeschlossene Gegenstück (12) den Hohlraum (26) , der den Kabelträger (7) aufnimmt, über ein integriertes oder separates Dichtelement (13) zumindest spritzwasserdicht verschließt. 6. Speed measuring system according to claim 5, characterized in that the counterpart (12) connected to the cable connecting element (11) closes the cavity (26), which receives the cable carrier (7), at least splash-proof via an integrated or separate sealing element (13).
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