DE10207011A1 - Corner-module has a rotational velocity sensor incorporated in a motor vehicle wheel hub so that it can be easily removed and is effectively protected against environmental influences - Google Patents
Corner-module has a rotational velocity sensor incorporated in a motor vehicle wheel hub so that it can be easily removed and is effectively protected against environmental influencesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Corner-Modul für eine nicht- angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs mit einem Sensor zur Erfassung von Raddrehzahlen. Ein solches Corner-Modul umfasst zumindest einen Achszapfen sowie eine drehbar zum Achszapfen gelagerte Radnabe. The invention relates to a corner module for a non- driven axle of a motor vehicle with a sensor for Detection of wheel speeds. Such a corner module comprises at least one journal and one rotatable for Axle bearing wheel hub.
Aus der WO 99/53325 A1 ist eine vergleichbare Anordnung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der ein Sensor zur Erfassung von Raddrehzahlen am Radlager fixiert ist. Im einzelnen ist der Sensor in einem Haltering verrastet, der seinerseits am Radlager bzw. an einem zugehörigen Achszapfen befestigt ist. Der Sensor wirkt mit einem ringförmigen Signalgeber zusammen, der fest mit einer drehbar am Achszapfen gelagerten Radnabe verbunden ist. Damit kann der Signalgeber gegenüber dem Sensor verdreht werden und ermöglicht die Erfassung von Drehzahldaten. Allerdings erfordert die Sensorbefestigung einen zusätzlichen Haltering, was den Bauteilaufwand unnötig erhöht. Ferner ist der Sensor benachbart zum Radlager angeordnet und somit unerwünscht Umwelteinflüssen, wie Nässe, Schmutz und Steinschlag ausgesetzt, die fehlerfreie Sensorfunktion beeinträchtigen können. Schließlich kann der Sensor erst am fertigmontierten Achszapfen mit Radlager und Radnabe verrastet werden. Dadurch ergibt sich nachteilig ein erhöhter Montageaufwand. From WO 99/53325 A1 a comparable arrangement for Motor vehicles known in which a sensor for detecting Wheel speeds is fixed to the wheel bearing. In particular, the Sensor locked in a retaining ring, which in turn on Wheel bearing or attached to an associated journal. The sensor works with a ring-shaped signal transmitter together, the one with a rotatably mounted on the journal Wheel hub is connected. So the signal generator can face the sensor can be rotated and enables the detection of Speed data. However, the sensor attachment requires an additional retaining ring, which makes the component effort unnecessary elevated. The sensor is also adjacent to the wheel bearing arranged and thus undesirable environmental influences such as moisture, Exposed to dirt and stone chips that are faultless May affect sensor function. Finally, the sensor only on the fully assembled axle journal with wheel bearing and wheel hub be locked. This results in a disadvantage increased assembly effort.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Corner-Modul eines Kraftfahrzeuges mit einem Achszapfen, einem Radlager, einer Radnabe und einem Sensor zur Drehzahlerfassung anzugeben, das unter geringem Fertigungsaufwand herstellbar ist und eine zuverlässige Drehzahlerfassung unabhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen erlaubt. Based on this, it is the object of the invention, a Corner module of a motor vehicle with a journal, one Wheel bearings, a wheel hub and a sensor for Specify speed detection, with little manufacturing effort is producible and reliable speed detection allowed regardless of the respective operating conditions.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Corner-Modul eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1. Danach umfasst das Corner-Modul zumindest einen fahrzeugfest montierbaren Achszapfen und einer Radnabe, die mittels eines Radlagers drehbar am Achszapfen gelagert ist. Das Corner-Modul ist somit zum Einsatz an einer nicht-angetriebenen Fahrzeugachse geeignet. Darüber hinaus weist das vormontierbare Corner-Modul einen Sensor zur Drehzahlerfassung am Fahrzeugrad auf, der in einer axial verlaufenden Öffnung des Achszapfens lösbar befestigt ist. Vorzugsweise ist der Sensor innerhalb der Öffnung verklemmt oder verrastet. Durch die Anordnung innerhalb des Achszapfens ist der Sensor weitestgehend gegenüber Umwelteinflüssen geschützt und lässt sich vorteilhaft in dieser Position am Corner-Modul vormontieren. This task is solved by a corner module Motor vehicle according to claim 1. Thereafter, the Corner module at least one vehicle-mountable Axle journal and a wheel hub using a wheel bearing is rotatably mounted on the journal. The corner module is thus for use on a non-driven vehicle axle suitable. In addition, the preassembled corner module a sensor for speed detection on the vehicle wheel detachable in an axially extending opening of the axle journal is attached. The sensor is preferably within the Opening jammed or locked. By the arrangement the sensor is largely opposite within the journal Protected from environmental influences and can be advantageous in pre-assemble this position on the corner module.
Eine vorteilhafte Ausführung des Corner-Moduls wird dadurch erreicht, dass der Sensor mit einer in der Öffnung des Achszapfens sich erstreckenden elektrischen Leitung verbunden ist. Die elektrische Leitung zur Weiterleitung der erfassten Drehzahldaten, beispielsweise zu einer zentralen Steuereinheit, ist damit besonders platzsparend und geschützt verlegt. Die Gefahr von Leitungsbeschädigungen kann auf diese Weise nahezu ausgeschlossen werden. Dabei kann die elektrische Leitung entweder in unmittelbarem mit dem Sensor stehen oder über einen zwischengeschalteten Stecker mit diesem verbunden sein. This is an advantageous embodiment of the corner module achieved that the sensor with a in the opening of the Axle extending electrical line connected is. The electrical line for forwarding the detected Speed data, for example to a central one Control unit, is particularly space-saving and protected laid. The risk of line damage can affect this Way almost be excluded. The electrical line either in direct contact with the sensor or via an intermediate plug with this be connected.
Zur fehlerfreien Signalerfassung ist vorgesehen, dass der Sensor bezogen auf eine Drehung um eine Achse des Corner- Moduls verdrehfest in der Öffnung befestigt ist. Dies verhindert eine unerwünschte Relativbewegung des Sensors in der Öffnung, was die aufgenommenen Drehzahldaten verfälschen würde. For error-free signal detection, it is provided that the Sensor related to a rotation around an axis of the corner Module is fixed in the opening so that it cannot rotate. This prevents unwanted relative movement of the sensor in the Opening, which falsifies the recorded speed data would.
Eine bevorzugte Variante des Corner-Moduls ergibt sich dadurch, dass ein an die Drehbewegung der Radnabe gekoppelter Signalgeber vorgesehen ist, der mit dem Sensor zusammenwirkt. Ein solcher Signalgeber ist beispielsweise als Encoder ausgeführt. Grundsätzlich findet durch die Anordnung von Sensor und Signalgeber eine Relativbewegung zwischen diesen Elementen statt, die die Aufnahme der gewünschten Drehzahldaten gestattet. Dabei kann das zwischen Signalgeber und Sensor wirksame Messprinzip in Abhängigkeit von der Größe des dazwischen sich ergebenden Luftspaltes frei gewählt werden. Insbesondere kann zwischen Signalgeber und Sensor ein optisches, induktives, kapazitives oder ein sonstiges geeignetes Messprinzip Anwendung finden. A preferred variant of the corner module results in that a coupled to the rotational movement of the wheel hub Signal generator is provided with the sensor interacts. Such a signal generator is, for example, as Encoder executed. Basically, by arranging Sensor and signal generator make a relative movement between them Elements instead of the inclusion of the desired Speed data allowed. It can be between the signal generator and Sensor effective measuring principle depending on the size of the resulting air gap freely chosen become. In particular, there can be a signal generator and sensor optical, inductive, capacitive or another suitable measuring principle.
Allgemein ist es vorteilhaft den Signalgeber unmittelbar mit einem rotierenden Bauteil des Corner-Moduls verdrehfest zu verbinden oder aber in ein solches Bauteil zu integrieren. Insbesondere kann der Signalgeber verdrehfest in die Radnabe, in eine mit der Radnabe verbundene Abdeckkappe oder in ein mit der Radnabe verbundenes Bremsorgan, vorzugsweise eine Bremstrommel oder Bremsscheibe, integriert sein. Damit wird neben dem Bauteilaufwand auch der Montageaufwand reduziert. In general, it is advantageous to use the signal generator directly to a rotating component of the corner module connect or integrate into such a component. In particular, the signal generator can rotate into the Wheel hub, in a cover cap connected to the wheel hub or in a brake member connected to the wheel hub, preferably a brake drum or brake disc can be integrated. In order to in addition to the component effort, the assembly effort reduced.
Eine sinnvolle Ausführungsform des Corner-Moduls sieht vor, dass der Sensor senkrecht zur Achse kleinere Außenabmessungen aufweist, als der Innendurchmesser einer auf dem Achszapfen verschraubbaren Achsmutter. Eine solche Achsmutter dient üblicherweise der axial spielfreien Einstellung bzw. Verspannung des Radlagers. Durch die kleinen Sensorabmessungen können der Sensor und die Achsmutter bzw. das Radlager unabhängig voneinander während einer Montage gehandhabt oder aber gewechselt werden. A sensible embodiment of the corner module provides that the sensor is smaller perpendicular to the axis Has outer dimensions than the inner diameter one on the Axle bolt screwable axle nut. Such an axle nut usually serves for axially backlash-free adjustment or Bracing of the wheel bearing. By the little ones Sensor dimensions can be the sensor and the axle nut or the wheel bearing handled independently during assembly or but to be changed.
Weitere sinnvolle Detailmerkmale der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel in der Figur zu entnehmen und werden im folgenden näher erläutert. Further useful details of the invention are the Embodiment can be seen in the figure and are in following explained in more detail.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines vormontierten Corner- Moduls mit einem Sensor zur Drehzahlerfassung. Fig. 1 is a sectional view of a pre-assembled corner module with a sensor for speed detection.
Das in der Figur gezeigte Corner-Modul 1 für eine nicht- angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs umfasst zumindest einen fahrzeugfest montierbaren Achszapfen 2, an dem mittels eines Radlagers 3 eine Radnabe 4 drehbar gelagert ist. Dabei ist der Achszapfen 2 über einen angeformten Flansch 7 fahrzeugfest verschraubbar, beispielsweise an einem Bauteil der Fahrzeugachse. Die drehbar am Achszapfen 2 gelagerte Radnabe 4 trägt außerdem eine sie umgebende Bremstrommel 8, die z. B. mittels Verschrauben über einen Nabenflansch 9 mit der Radnabe 4 verdrehfest verbunden ist. Alternativ zur Ausführung nach Fig. 1 ist es ebenso denkbar ein anderes Bremsorgan an der Radnabe 4 zu befestigen, etwa eine Bremsscheibe. The corner module 1 shown in the figure for a non-driven axle of a motor vehicle comprises at least one axle journal 2 which can be mounted on the vehicle and on which a wheel hub 4 is rotatably mounted by means of a wheel bearing 3 . The axle journal 2 can be screwed onto the vehicle via a molded flange 7 , for example on a component of the vehicle axle. The rotatably mounted on the journal 2 wheel hub 4 also carries a surrounding brake drum 8 , the z. B. is rotatably connected by screwing via a hub flange 9 with the wheel hub 4 . As an alternative to the embodiment according to FIG. 1, it is also conceivable to attach another braking element to the wheel hub 4 , for example a brake disc.
Das Radlager 3 ist im gezeigten Corner-Modul 1 als Wälzlager ausgebildet, das mit einem Innenring 5 am Achszapfen 2 befestigt ist und deren Außenring 6 unmittelbar von einem im wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt der Radnabe 4 gebildet wird. Zwischen Innen- und Außenring 5, 6 befinden sich Wälzkörper 10, die bei Rotation der Radnabe 4 bzw. des Außenrings 6 entsprechend abrollen. Zur axial spielfreien Verspannung bzw. Einstellung des Radlagers 3 ist eine Achsmutter 11 vorgesehen, die auf einen Gewindeabschnitt 12 des Achszapfens 2 aufgeschraubt ist. In the corner module 1 shown, the wheel bearing 3 is designed as a roller bearing which is fastened to the axle journal 2 with an inner ring 5 and whose outer ring 6 is formed directly by an essentially cylindrical section of the wheel hub 4 . Between the inner and outer rings 5 , 6 there are rolling elements 10 which roll accordingly when the wheel hub 4 or the outer ring 6 rotates. For axially backlash-free bracing or adjustment of the wheel bearing 3 , an axle nut 11 is provided which is screwed onto a threaded section 12 of the axle journal 2 .
Der Abdichtung des Innenraums der Radnabe 4 sowie des Radlagers 3 dient auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite des Corner-Moduls 1 ein ringförmiges Dichtelement 13, das zwischen dem Achszapfen 2 und der Radnabe 4 wirksam ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Radnabe 4 ist eine Abdeckkappe 14 befestigt, die das Eindringen vom Schmutz und Feuchtigkeit in den Innenraum der Radnabe 4 wirksam verhindert. The interior of the wheel hub 4 and the wheel bearing 3 are sealed on the side of the corner module 1 facing the vehicle by an annular sealing element 13 which is effective between the axle journal 2 and the wheel hub 4 . On the opposite side of the wheel hub 4 , a cover cap 14 is fastened, which effectively prevents the ingress of dirt and moisture into the interior of the wheel hub 4 .
Zur Erfassung von Daten zur Raddrehzahl, die beispielsweise einem System zur Bremskraftregelung zugeführt werden können umfasst das Corner-Modul 1 ferner einen entsprechenden Sensor 15 zur Drehzahlerfassung. Der Sensor 15 ist dabei in einer Öffnung 16 des Achszapfens 2 angeordnet, die beispielsweise als durchgehende Bohrung ausgeführt sein kann. Vorzugsweise ist der Sensor 15 stopfenartig in die Öffnung 16 eingesetzt und innerhalb dieser kraft- und/oder formschlüssig fixiert. Dies kann beispielsweise durch eine lösbare Klemm- oder Rastverbindung zwischen Sensor 15 und Öffnung 16 erfolgen. Dazu besitzt der Sensor 15 außenseitig Rippen 17, die sich einerseits innerhalb der Öffnung 16 verrasten und andererseits vorteilhaft eine Dichtfunktion ausüben. Damit wird die Beeinträchtigung der Drehzahlerfassung infolge eines Eindringens von Schmutz oder Feuchtigkeit verhindert. Darüber hinaus ist der Sensor 15 verdrehfest in der Öffnung 16 fixiert. Dazu weist der Sensor 16 vorteilhaft eine radial vorstehende Erhebung 18 auf, die sich formschlüssig in eine zugehörige Ausnehmung 19 oder Nut in der Öffnung 16 erstreckt. Dies unterbindet eine Drehung des Sensors 15innerhalb der Öffnung 16, die eine exakte Erfassung der Drehzahldaten verfälschen könnte. Ferner sind die Außenabmessungen S des Sensors 15 senkrecht zur Achse 20 des Corner-Moduls 1 kleiner dimensioniert als der Innendurchmesser D der Achsmutter 11. Damit lassen sich während einer Montage der Sensor 15 und die Achsmutter 11 bzw. das Radlager 3 separat handhaben. Dies ermöglicht je nach Bedarf wartungsfreundlich den getrennten Wechsel der genannten Einzelkomponenten. In order to record data on the wheel speed, which can be supplied to a system for braking force control, for example, the corner module 1 further comprises a corresponding sensor 15 for speed detection. The sensor 15 is arranged in an opening 16 of the journal 2 , which can be designed, for example, as a through hole. The sensor 15 is preferably inserted into the opening 16 in the manner of a stopper and fixed within it in a force-fitting and / or form-fitting manner. This can be done, for example, by a releasable clamp or snap connection between sensor 15 and opening 16 . For this purpose, the sensor 15 has ribs 17 on the outside, which on the one hand latch inside the opening 16 and on the other hand advantageously perform a sealing function. This prevents the impairment of the speed detection due to the ingress of dirt or moisture. In addition, the sensor 15 is fixed non-rotatably in the opening 16 . For this purpose, the sensor 16 advantageously has a radially projecting elevation 18 , which extends in a form-fitting manner in an associated recess 19 or groove in the opening 16 . This prevents rotation of the sensor 15 within the opening 16 , which could falsify an exact acquisition of the speed data. Furthermore, the outer dimensions S of the sensor 15 are dimensioned smaller perpendicular to the axis 20 of the corner module 1 than the inner diameter D of the axle nut 11 . This allows the sensor 15 and the axle nut 11 or the wheel bearing 3 to be handled separately during assembly. Depending on requirements, this enables the individual components mentioned to be replaced separately in a maintenance-friendly manner.
Während der eigentlichen Drehzahlerfassung am Corner-Modul 1 wirkt der Sensor 15 mit einem Signalgeber 21 zusammen, der an die Drehbewegung der Radnabe 4 gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich eine Relativverdrehung zwischen dem stillstehenden Sensor 15 und dem rotierenden Signalgeber 21, der beispielsweise als Encoder ausgeführt sein kann. Zur Montagevereinfachung und Bauteilreduzierung ist der ringförmige Signalgeber 21 mit einem im fertigmontierten Zustand rotierenden Bauteil des Corner-Modul 1 verbunden bzw. unmittelbar in ein solches Bauteil integriert. Dabei bietet es sich an den ringförmigen Signalgeber 21 in die Abdeckkappe 14 zu integrieren bzw. an dieser zu befestigen. Dadurch kann der Signalgeber 21 zusammen mit der Abdeckkappe 14 gehandhabt werden. Während der Montage des Corner-Moduls 1 wird der Signalgeber 21 mit der Abdeckkappe 14 an der Radnabe 4 fixiert. Alternativ kann der Signalgeber 21 auch mit der Radnabe 4, der Bremstrommel 8 bzw. -scheibe oder einem sonstigen Bauteil des Corner-Moduls 1 drehfest verbunden sein, welches an die Drehbewegung der Radnabe 4 gekoppelt ist. Grundsätzlich kann in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Sensor 15 und Signalgeber 21 das wirksame Messprinzip zur Drehzahlerfassung nahezu frei gewählt werden. Insbesondere ist Realisierung eines zwischen Sensor 15 und Signalgeber 21 optisch, induktiv oder kapazitiv wirksamen Messprinzips möglich. During the actual speed detection at the corner module 1, the sensor 15 interacts with a signal generator 21 which is coupled to the rotary movement of the wheel hub 4 . This results in a relative rotation between the stationary sensor 15 and the rotating signal generator 21 , which can be designed, for example, as an encoder. In order to simplify assembly and reduce the number of components, the ring-shaped signal transmitter 21 is connected to a component of the corner module 1 rotating in the fully assembled state or is integrated directly into such a component. It is advisable to integrate the ring-shaped signal transmitter 21 into the cover cap 14 or to fasten it thereon. As a result, the signal generator 21 can be handled together with the cover cap 14 . During the assembly of the corner module 1 , the signal generator 21 is fixed to the wheel hub 4 with the cover cap 14 . Alternatively, the signal transmitter 21 can also be connected in a rotationally fixed manner to the wheel hub 4 , the brake drum 8 or disk or another component of the corner module 1 which is coupled to the rotary movement of the wheel hub 4 . Basically, depending on the distance between sensor 15 and signal generator 21, the effective measuring principle for speed detection can be chosen almost freely. In particular, it is possible to implement a measuring principle that is optically, inductively or capacitively effective between sensor 15 and signal transmitter 21 .
Der eigentliche Sensor 15 weist senkrecht zur Achse 20 vorzugsweise eine Außenabmessung S auf, die kleiner als der Innendurchmesser D der auf die Radnabe 4 aufschraubbaren Achsmutter 11 ausgebildet ist. Damit kann die Achsmutter 11 oder auch das Radlager 3 unabhängig vom Sensor 15 an der Radnabe 4 montiert bzw. demontiert werden. Analog ist auch der separate Wechsel des Sensors 15 unabhängig von der Achsmutter 11 denkbar. Zur Datenübertragung ist der Sensor 15 mit einer elektrischen Leitung 22 verbunden, die beispielsweise unmittelbar an den Sensor 15 angeschlossen ist und demzufolge mit diesem eine Baueinheit ausbildet. Alternativ können Sensor 15 und Leitung 22 auch separat ausgeführt sein und beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Steckers miteinander verbunden werden. Die Leitung 22 verläuft axial ausgehend vom Sensor 15 innerhalb der durchgehenden Öffnung 16 der Radnabe 4. Die Leitung 22 ist damit im wesentlichen vor Umgebungseinflüssen, wie z. B. Nässe, Schmutz, Steinschlag etc., geschützt angeordnet. An ihrem dem Sensor 15 gegenüberliegenden Ende ist die Leitung 22 mit einem Stecker 23 versehen, um den Sensor 15 beispielsweise mit einer zentralen Steuereinheit zu verbinden, die die empfangenen Drehzahldaten verarbeitet. Eine solche zentrale Steuereinheit kann insbesondere als Bestandteil einer elektronisch regelbaren Bremsanlage ausgebildet sein. The actual sensor 15 , perpendicular to the axis 20, preferably has an outer dimension S which is smaller than the inner diameter D of the axle nut 11 which can be screwed onto the wheel hub 4 . The axle nut 11 or the wheel bearing 3 can thus be mounted or removed on the wheel hub 4 independently of the sensor 15 . Analogously, the separate change of the sensor 15 is also conceivable independently of the axle nut 11 . For data transmission, the sensor 15 is connected to an electrical line 22 which, for example, is connected directly to the sensor 15 and consequently forms a structural unit with the latter. Alternatively, sensor 15 and line 22 can also be designed separately and connected to one another, for example, by means of a plug (not shown). The line 22 extends axially from the sensor 15 within the through opening 16 of the wheel hub 4 . The line 22 is thus essentially against environmental influences, such as. B. wet, dirt, stone chips, etc., protected. At its end opposite the sensor 15 , the line 22 is provided with a plug 23 in order to connect the sensor 15 to a central control unit, for example, which processes the received speed data. Such a central control unit can in particular be designed as part of an electronically controllable brake system.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht die Schaffung eines vormontierten Corner-Moduls 1 eines Kraftfahrzeugs, das bereits einen Sensor 15 mit Signalgeber 22 zur Drehzahlerfassung am Fahrzeugrad umfasst. Dies erleichtert die Handhabung sowie Montage eines derartigen Corner-Moduls 1. The sensor arrangement according to the invention enables the creation of a preassembled corner module 1 of a motor vehicle, which already comprises a sensor 15 with a signal transmitter 22 for speed detection on the vehicle wheel. This facilitates the handling and assembly of such a corner module 1 .
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