DE102005042655A1

DE102005042655A1 - Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers

Info

Publication number: DE102005042655A1
Application number: DE200510042655
Authority: DE
Inventors: Joerg Boerner; Anwar Hegazi; Thomas Loebe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2007-03-15

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers, insbesondere des Radlagers an einer getriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches eine Sensorbaugruppe 12 umfasst, welche auf einem mit dem ortsfesten Teil des Radlagers 8 verbundenen Haltering 10 positioniert ist. Die Vorrichtung zeichnet sich durch Verbindungsmittel 14, 28, 30, 32, 34 aus zu lösbaren Verbindung der Sensorbaugruppe 12 mit dem Haltering 10.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers, wie sie beispielsweise aus dem DE-GM 9010131.6 bekannt ist. Diese Druckschrift offenbart ein integriertes Lager für die Radnabe eines Kraftfahrzeugs mit einem äußeren drehbaren Ring und einem feststehenden Innenring. Ein kreisförmiger Impulsgeber ist dabei mit dem drehbaren äußeren Ring verbunden, während ein ortsfester Messfühler mittels einer kreisförmigen Blende an dem feststehenden inneren Ring befestigt ist. Auf einem äußeren zylindrischen Rand der Blende ist ein Messfühlerhalter montiert, dessen integrierter Messfühler über eine Öffnung in der Blende mit dem kreisförmigen Impulsgeber in magnetischer Wirkverbindung steht. Hierbei ermöglicht die Öffnung in der Blende eine Zentrierung des Messfühlers gegenüber dem Impulsgeber, während die endgültige Positionierung und Befestigung des Messfühlerträgers durch einen elastischen Bügel erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Austauschbarkeit der Sensoreinheit zu gewährleisten, wie auch für eine feste Verbindung zwischen Sensoreinheit und Haltering zu sorgen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers, insbesondere des Radlagers an einer getriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs, weist eine Sensoreinheit auf welche auf einem mit dem ortfesten Teil des Radlagers verbundenen Haltering positioniert ist. Sie zeichnet sich durch Verbindungsmittel aus, die zur lösbaren Verbindung der Sensorbaugruppe mit dem Haltering vorgesehen sind. Dank der erfindungsgemäßen lösbaren Verbindung kann im Reparaturfall ein einfacher Austausch der Sensorbaugruppe erfolgen. Somit muss nicht das komplette Radlager zusammen mit dem Sensor im Fehlerfall an den Sensorhersteller zur Reparatur geschickt werden.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Befestigung der Sensorbaugruppe auf den Verbindungsmitteln eine Umspritzung vorgesehen ist, die jedoch die Verbindungsmittel nicht vollständig umgibt. Die Verbindungsmittel sind vorzugsweise aus Metall ausgeführt und von der Umspritzung insbesondere in dem Verbindungsbereich zwischen Verbindungsmittel und Haltering ausgenommen. Dank der Metall-Metall-Verbindung zwischen Verbindungsmittel und Haltering erhöht sich die Festigkeit und auch die Lösbarkeit der Verbindung. Denn die Alterung des Kunststoffes der Umspritzung hat keinen Einfluss auf die Verbindung.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verbindungsmittel zumindest eine Rastfeder umfassen, welche in eine Aussparung des Halterings eingreifen kann. Damit wird eine feste und zugleich lösbare Verbindung gewährleistet.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näherbeschrieben.
Es zeigen:
1a ein Radlager mit aufgesetztem Haltering und Sensorbaugruppe,
1b eine genauere Darstellung des Ausschnitts A aus 1a,
2 eine perspektivische Darstellung des Halterings mit montierter Sensorbaugruppe,
3 eine perspektivische Darstellung der Komponenten, wie in 2 gezeigt,
4a–4c drei Herstellungsschritte der Sensorbaugruppe,
5a und 5b verschiedene perspektivische Ansichten des Halteblechs als Verbindungsmittel,
6 eine perspektivische Darstellung des zur Aufnahme des Verbindungsmittels dienenden Halterings,
7 Haltering und Verbindungsmittel im noch nicht montierten Zustand,
8 Haltering und Sensorbaugruppe im montierten Zustand,
9 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 8,
10 einen Schnitt entlang der Linie B-B gemäß 8 sowie
11 eine Liniendarstellung von Haltering und Sensorbaugruppe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1a ist schematisch ein Radlager 8 dargestellt, wobei in bekannter Weise eine Antriebswelle in einen inneren Teil des Lagers 8 eingreift und diesen zusammen mit dem nicht dargestellten Fahrzeugrad antreibt. Weiterhin ist ein Gegenlager sichtbar, welches ebenfalls auf dem inneren, rotierenden Teil des Lagers sitzt und zwischen sich und dem ortfesten Teil des Lagers dessen Kugel aufnimmt. Auf dem rotierenden Teil des Lagers sitzt eine Trägerscheibe aus unmagnetischem Material, welche an ihrem Umfang mit äquidistant angeordneten Permanentmagneten bestückt ist, die in einem Luftspalt zwischen ihnen und einer benachbarten Sensorbaugruppe 12 (näher dargestellt in 1b) bei ihrer Rotation ein veränderliches Magnetfeld erzeugen. Die Trägerscheibe mit dem Permanentmagneten bildet somit eine Signalgeberanordnung für die Sensorbaugruppe 12 mit einem hierin angeordneten Sensorelement 23, beispielsweise in Form eines Hall-ICs.
In 1b ist der in 1a mit A bezeichnete Ausschnitt näher dargestellt. Mit der Achse 6 steht der innere Lagerring 19 im Eingriff. Über diesem beweglich ist ein Lageraußenring 17 angeordnet. Das Impulsrad 13 bewegt sich zusammen mit der Achse 6 des Radlagers 8, wobei die Sensorbaugruppe 12 gegenüber dem Impulsrad 13 feststehend angeordnet ist. Die Sensorbaugruppe 12 ist über ein Halteblech 14 mit dem Haltering 10 lösbar verbunden, wobei der Haltering 10 wiederum mit dem ortsfesten Teil des Radlagers 8 in Verbindung steht. An der dem Impulsrad 13 zugewandten Seite der Sensorbaugruppe 12 ist ein Sensorelement 23 angeordnet, welches durch einen Halter 18 und einer Crimpverbindung 24 mit einem Kabel 20 verbunden ist. Sensorelement 23, Halter 18 und Crimpverbindung 24 werden durch eine Umspritzung 16 vor Umwelteinflüssen geschützt.
2 zeigt die mit dem Haltering 10 verbundene Sensorbaugruppe 12. Die entsprechenden Komponenten dieser Anordnung sind in 3 gezeigt. So weist der kreisförmig ausgebildete Haltering 10 eine Ausnehmung 40 auf, in der das Halteblech 14 aufgenommen wird. Die Sensorbaugruppe 12 wird gebildet aus einer integrierten Schaltung 22, die auch das Sensorelement 23 beinhaltet, sowie aus Kabel 20, Halter 18 und Umspritzung 16.
In den 4a–4c ist der Herstellprozess der Sensorbaugruppe 12 dargestellt. Die Sensorbaugruppe 12 wird durch zwei voneinander getrennt ablaufende Spritzgießprozesse gefertigt. An das Kabel 20 wird ein Crimp 24 angeschlagen und in einem Halter-Werkzeug umspritzt (4a). Anschließend wird die integrierte Schaltung 22 auf der Halterbaugruppe positioniert und über ein Widerstandsschweißverfahren mit dem Crimp 24 verbunden (4b). Die so entstehende Baugruppe wird als Sensoreinheit 26 bezeichnet. In einem zweiten Umspritzvorgang wird das Halteblech 14 zusammen mit der Sensoreinheit 26 verbunden, um den Sensor 23 vor Umwelteinflüssen zu schützen. Das Halteblech 14 wird jedoch nur teilweise im zweiten Umspritzvorgang umspritzt, um die Qualität der lösbaren Verbindung mit dem Haltering 10 nicht durch den Kunststoff zu beeinträchtigen.
In den 5a und 5b sind mehrere Ansichten des Halteblechs 14 gezeigt. Der obere kreisförmige Rand des Halteblechs 14 ist an den Radius des Halterings 10 angepasst. Zur Aufnahme der Sensoreinheit 26 ist in der Mitte des Halteblechs eine nicht näher bezeichnete Ausnehmung vorgesehen. Am linken und rechten, kreisförmigen oberen Rand des Halteblechs 14 ist jeweils ein U-förmig ausgebildetes Halteelement 28 vorgesehen, welches sich zuerst in axialer Richtung und anschließend radial in Richtung zur Achse 6 hin erstreckt. In dem radialen ausgerichteten Abschnitt des Halteelements 28 ist ein Rastelement 30 angeordnet, dessen Fortsatz sich in axialer Richtung ausprägt. Unterhalb der Halteelemente 28 befindet sich jeweils eine Rastfeder 32, welche Bestandteil des Halteblechs 14 ist und sich während des Rastvorgangs axial verschieben lässt und nach Einrasten im Haltering 10 wieder zurück federt. Um die Rastfedern 32 herum ist eine entsprechend große Öffnung im Halteblech 14 vorgesehen, um diese axiale Beweglichkeit zu ermöglichen. An der Unterseite des Halteblechs 14 sind zwei Positionierausnehmungen 34 angeordnet, welche trichterförmig angeschrägt sind und sich zu einem Schlitz verjüngen. Die Positionierausnehmungen 34 sind im Wesentlichen in Verlängerung der radial orientierten Kanten der Ausnehmung des Halteblechs 14 angeordnet.
Zur Aufnahme des Halteblechs 14 ist in dem Haltering 10 eine Ausnehmung 40 vorgesehen wie in 6 gezeigt. Links und rechts von dieser Ausnehmung 40 erstrecken sich an einem ringförmig umlaufenden Absatz des Halterings 10 in radialer Richtung jeweils Schlitze 42 zur Aufnahme der U-förmigen Halteelemente 28. An der radial orientierten Oberfläche des Halterings 10 sind zwei Aussparungen 38 vorgesehen, in die im montierten Zustand die Rastfedern 32 eingreifen sollen. Anschließend an den unteren Teil der Ausnehmung 40 sind zwei Positionierführungen 36 angeordnet, die sich in axialer und radialer Richtung erstrecken. Nicht näher bezeichnete Ausnehmungen der Positionierführungen 36 greifen im montierten Zustand in die Positionierausnehmungen 34 des Halteblechs 14 ein.
7 zeigt, wo welche Komponenten des Halteblechs 14 mit dem Haltering 10 zusammen wirken. Das Ende des U-förmig geformten Halteelements 28, welches Teil des Halteblechs 14 ist, wird in den Schlitz 42 im Haltering 10 eingeführt. Positionierführung 36 und Positionierausnehmungen 34 wirken als Spurführung in radialer Richtung. Positionierführung 36 bzw. Positionierausnehmungen 34 sowie das U-förmige Halteelement 28 ermöglichen eine sichere Fixierung der Sensorbaugruppe 12 in axialer und tangentialer Richtung. Die Kombination aus Führungs-, Feder- und Rastelementen an Halteblech 14 und Haltering 10 ermöglicht eine sichere Befestigung der Sensorbaugruppe 12 am Haltering 10 und eine einfache Montage sowie Demontage. Zur Fixierung bzw. Verrastung der Sensorbaugruppe 12 in radialer Richtung wirken zwei auf dem Halteblech 14 angeordnete Rastfedern 32. Die Rastfedern 32 rasten jeweils in die Aussparung 38 im Haltering 10 ein. Im verrasteten Zustand drückt die Rastfeder 32 gegen den Haltering 10, wobei die radiale Kraftkomponente des Halteblechs 14 gegen die Positionierführung 36 drückt. Alternativ können zusätzliche Rastelemente 30 am U-förmig gebogenen Halteelement 28 als Teil des Halteblechs 14 vorgesehen sein, die das Halteblech 14 nach Einführen in den Schlitz 42 des Halterings 10 verrasten. Dies ist entsprechend in der Schnittdarstellung gemäß 9 dargestellt.
Zum Lösen der Sensorbaugruppe 12 von dem Haltering 10 werden die Rastfedern 32 in radialer Richtung eingedrückt, wonach sich die Sensorbaugruppe 12 entnehmen lässt. Da die im Eingriff mit dem Haltering 10 stehenden Verbindungsstellen des Halteblechs 14 von der Umspritzung 16 ausgenommen und somit aus Metall ausgeführt sind, erhöht sich die Festigkeit, Qualität und Lösbarkeit der Verbindung.

Claims

Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen eines Radlagers (8), insbesondere des Radlagers (8) an einer getriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Sensorbaugruppe (12), welche auf einem mit dem ortfesten Teil des Radlagers (8) verbundenen Haltering (10) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) vorgesehen sind zur lösbaren Verbindung der Sensorbaugruppe (12) mit dem Haltering (10).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) ein Halteblech (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) zumindest ein Halteelement (28) umfassen, das in einen Schlitz (42) des Halterings (10) einhängbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (28) U-förmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) zumindest ein Rastelement (30) umfassen, das im verbundenen Zustand mit dem Haltering (10) in Eingriff steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (30) in Form eines Überstandes an dem Halteelement (28) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) zumindest eine Rastfeder (32) umfassen, die in zumindest eine Aussparung (28) des Halterings (10) eingreifen kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) zumindest eine Positionierausnehmung (34) umfassen, die mit einer Positionierführung (36) des Halterings (10) zusammen wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe (12) mit den Verbindungsmitteln (14, 18, 28, 30, 32, 34) durch eine Umspritzung (16) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) mit der Sensorbaugruppe (12) die Verbindungsmittel (14) nur teilweise umspritzt sind in der Weise, dass zumindest eine Verbindungsstelle (28, 30, 32, 34) der Verbindungsmittel (14, 28, 30, 32, 34) von der Umspritzung (16) ausgenommen ist dort, wo die Verbindungsstelle (28, 30, 32, 34) mit dem Haltering (10) mechanisch in Verbindung steht.