DE2230923A1 - Raddrehzahlgeber fuer ein bremskraftregelsystem fuer fahrzeuge, insbesondere kraftfahrzeuge - Google Patents

Raddrehzahlgeber fuer ein bremskraftregelsystem fuer fahrzeuge, insbesondere kraftfahrzeuge

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Description

Raddrehzahlgeber für ein Bremskraftregelayatem für Fahrzeuge,, inabesondere Iraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Raddrehzahlgeber für ein Bremskraftrege lay atemfür Fahrzeuge, insbeaondere Kraftfahrzeuge, bestehend aus rotierenden Elementen, die rotierend en Elemente tragenden Lagern und einer tragenden Konstruktion, die die lager und rotierenden Elemente umgibt.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Yorrichtung zum Messen der Drehzahl von einzelnen Rädern oder in einigen Fällen der durchschnittlichen Drehzahl zweier Räder einer durch ein Differentialgetriebe verbundenen gemeinsamen Achse.
Bei den früheren Entwicklungen waren Raddrehzahlgeber in Form
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von in aich geschlossenen Vorriohtungen vorgesehen, bestehend aus Gehäusen und Lagern, die eine von der normalen Fahrzeugschmierung getrennte Schmierung benötigten. Derartige Vorrichtungen hatten Zahnradantrieb sowie auch Reibantrieb durch Berührung mit den Bremstrommeln oder mit besonderen Elementen, die an den Fahrzeugrädern oder -Achsen in der ITähe der Bremsen befestigt waren. Diese Vorrichtungen wurden durch geringe Lebensdauer der Lager und der Antriebselemente beeinträchtigt, auf Grund der Erfordernisse der Hochgeschwindigkeitsdrehzahlen in einer extrem schmutzigen Umgebung.
Andere frühere Entwicklungen hatten verzahnte Radelemente, die in der Fähe und manchmal innerhalb der Radbremsen an den Radnaben oder -Achsen befestigt waren. Es waren Empfänger an feststehenden Konstruktionen, wie den Bremsankerplatten, angeordnet. Diese Vorrichtungen waren störanfällig auf Grund der Durchbiegung der Achs- und Bremselemente, da sie an Stellen eingebaut waren, an denen die sehr hohen Bodenberührungskräfte des Fahrzeugs ihren Höchstwert hatten.
Die grundlegenden Erfordernisse für Raddrehzahlgeber sind absolute Betriebssicherheit, Freiheit von Signalabweic hungen, die in erster Linie erzeugt werden durch TJnrundlaufen der rotierenden Elemente und durch Durchbiegung der Befestigungsteile. Diese Erfordernisse müssen vereinigt werden mit extrem niedrigen Herstellungskosten, falls die Systeme allgeim angenommen werden sollen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, mit minimalen Kosten hergestellte Raddrehzahlgeber zu schaffen, die eine maximale Betriebssicherheit und Freiheit von Umgebungsproblemen haben. . -'
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Raddrehzahlgeber au schaffen, die im wesentlichen frei von Unrund laufen oder Durchbiegungen sind, die Signaländerungen und unechte Signale erzeugen könnten.
Dies wird bei einem Raddrehzahlgeber der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß auf einem der rotierenden Elemente Zähne ausgebildet sind und daß in der Kähe der Zähne ein elektrischer Empfänger auf der tragenden Konstruktion angebaut ist. ,
Diese und andere Ziele werden verwirklicht, indem für den Geber vorhandene rotierende Elemente des Fahrzeugs verwendet werden, die in sich steif und stabil sind und die durch schwere Lager und kräftige Gehäuse starr getragen werden. An geeignet ausgesuchten Elementen des Antriebsstrangs sind Zähne vorgesehen. Elektrische Empfänger sind in Gehäuseöffnungen eingebaut. Diese Anbauten erfolgen abgedichtet zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten oder Eintritt von Verunreinigungen. Die Stärke dieser Teile, die zum Gewährleisten eines richtigen Eingriffs und einer langen Lebensdauer der Zahnräder des
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Antriebastrangs ausgeleget sind, gewährleistet in gleicher Y/eise eine fehlerlose Wirkungsweise dieser Geber.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Darin zeigt:
Pig.1 einen teilweisen Schnitt in einer waagerechten Ebene eines Kraftfahrzeugdifferentials mit dem Drehzahlgeber nach der Erfindung,
Pig. 2 eine Draufsicht des Differentials nach Pig.1,
Fig.3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Pig.1,
Pig.4 einen teilweisen Schnitt in einer waagerechten Ebene eines Kraftfahrzeugdifferentials mit einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung,
Pig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Pig.4
Pig.6 einen Querschnitt eines Hinterachsgehäuserohrs eines Kraftfahrzeugs mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
Pig.7 einen Querschnitt eines Hinterachsgehäuserohrs eines Kraftfahrzeugs mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
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8 einen teilweiaen Schnitt in einer senkrechten Länga ebene eines Kraftfahrzeugdifferentiala mit einer fünften Ausführung der Erfindung,
9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 in Pig.8,
Fig.10 einen teilweisen Schnitt in einer waagerechten Ebene einea Kraftfahrzeugdifferentiala mit einer sechsten Ausführungaform der Erfindung.
! - 3 zeigt !Teile einea Kraf tfahrzeugd iff erentials mit einem Gehäuae 10 mit einer Bohrung 12, in der zwei fluchtende Kegelrollenlager 14 und 16 eingebaut sind. Eine Antriebsritzelwelle 18 wird von diesen Lagern gehalten und in üblicher Weise befestigt durch eine mit dem Lager 14 in Eingriff stehende Schulter 10 und duroh ein kerbverzahntes Ende 2Oo Auf diesem Ende ist eine Universalgelenkgabel 22 angebaut, die durch eine Mutter 24 und eine Sicherungsscheibe 26 mit einem Ende gegen ein Lager 16 festgehalten wird. Eine polierte zylindrische Hache 28 auf der Univeraalgelenkgabel 22 erstreckt sich durch eine in das äußere Ende der Bohrung 12 eingebaute Dichtung 30. Gegen eine Schulter 34 der Universalgelenkgabel ist ein Spritzring 32 gepreßt und um gibt einen radialen flansch 36 der Dichtung 30, um den Eintritt von festen und flüssigen Verunreinigungen in die Dichtung zu verhindern.
2ϋΜ?.ίΠ /OP B 8
Das übrige Differential ist von üblicher Bauart sowie in der Te'chnik allgemein bekannt und wird daher weder gezeigt noch im einzelnen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist ein Abschnitt der Welle 18 zwischen den Lagern 14 und 16 mit Zähnen 38 versehen. Diese Zähne haben eine Teilung und eine Anzahl von der Art, daß je Kilometer eine geeignete Zahl von Impulsen abgegeben wird. Da das Differentialgetriebe ein Übersetzungsverhältnis von etwa eins zu drei hat, ist ersichtlich, daß die Zahl der Zähne etwa 1/3 der Zahl ist, die für einen an der Achse oder am Rad angebauten Geber erforderlich ist» Die Zahl der Zähne auf der Welle 18 des Antriebsritzels kann so verändert werden, wie sich das Übersetzungsverhältnis des Differentialgetriebes ändert, wodurch sie die gleiche Zahl von Impulsen je Kilometer für alle fahrzeuge erzeugen. Das bedeutet, daß die elektronische Steuereinheit nicht bei jedem Übersetzungsverhältnis einer Hinterachse geändert werden muß.
Das Gehäuse 10 hat gegenüber dem verzahnten Abschnitt 38 der Welle 18 in der Wand der Bohrung 12 eine Öffnung 40. Das G-ebiet neben dieser Öffnung kann als rechtwinkeliger Vorsprung mit einer flachen Anbaufläche 42 gegossen oder maschinell hergestellt werden. In diese Fläche kann eine einen O-Ririg enthaltende O-Ring-Iiut eingearbeitet sein. Ein elektro-
'M) 1HiM Ί / η Β Γ» Π
magnetischer Empfänger 46 ist mit einem entsprechenden rechtwinkeligen Anbauflansch 48 versehen, der mittels vier Maschinenschrauben 50 an der Seite 42 befestigt ist.
Der Empfänger 46 kann ein becherförmiges Stahlpreßteil oder Gehäuse 52 aufweisen, das von seinem Boden nach außen die folgenden Bestandteile enthält: Einen zylindrischen Permanentmagnet 54, einen eisernen Polschuh 56, der mit einer Vielzahl von Zähnen 58 mit der gleichen Teilung wie die Zähne versehen ist, sowie eine Spule 60. Die Spule 60 ist auf eine gegossene Plastikrolle 62 mit Hülsenelementen gewickelt, die anfänglich den Magnet 54 und den Polschuh 56 aufnehmen. Alle diese Bestandteile können vorher innerhalb des becherförmigen Gehäuses 52 und des Anbauflanaches 48 in ihre 3Qage gebracht werden und durch Einspritzen einer einbettenden Masse 64 dauernd miteinander verbunden werden. Auf diese Weise wird eine sehr kompakte Dimensionierung zwischen der Anbaufläche des Flansches 48 und den Zähnen eingehalten. Hierdurch wird innerhalb vorgegebener Grenzen ein Luftspalt gebildet,, wenn der Empfänger an der Anbaufläche 42 angebaut wird. Es-ist möglich, die Zähne 58 in geeigneter Nähe zu den Zähnen 38 anzuordnen, ohne daß eine Fachstellung erforderlich
Metallist ο Die Verwendung einer O-Ringdichtung 44 gestattet einen / Metall-Kontakt zwischen der Anbaufläche 42 und dem Anbauflansch 48, so daß sich eine zusätzliche Töleranz erübrigt,
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was der Fall wäre, wenn eine Papier- oder Fiberdichtung verwendet werden würde ο
Ea iat veratändlich, daß enge Bearbeitungstoleranzen auch erforderlich aind für die genaue Anordnung der Fläche 42 gegenüber der Mitellinie der Lager 14 und 16 aowie für den Durchmeaaer der verzahnten Fläche 38 der Welle 18· Dieser Durchmesser muß auch zur Vermeidung des Unrundlaufens genau konzentrisch zur Mittellinie der lager gehalten werdem Die zur Herstellung dieser Teile verwendeten modernen Herstellungsverfahren und -Anlagen ermöglichen das Einhalten der erforderlichen engen Toleranzen ohne wesentliche Kostensteigerung en. Dadurch wird die Erfindung sehr wirtschaftlich gemacht.
Eine doppelte Leitung 66 wird an den Anschlüssen 68 der Spule 60 befestigt und dient zur Leitung der elektrischen Impulse zum nicht dargestellten verstärkenden Rechner eines Bremskraftregelsystems.
Wenn sich das Pahrzeug im Betrieb bewegt, dreht sich die Welle 18 und die Zähne 38 kommen abwechselnd in Deckung oder nicht in Deckung mit Zähnen 58· Sind die Zähne in Deckung, so erzeugt der Permanent.^magnet einen hohen Magnetfluß durch den Polschuh 56. Sind die Zähne nicht in Dec kung.
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so wird dieser Magnetfluß wesentlich vermindert» Da dieser Mggnetfluß mit der Spule 60 verbunden ist, induzieren die Magnetflußänderungen in der Spule eine hohe Spannung, ^d ie an den Anschlüssen als Impulse erscheinen, und zwar einer für jeden Zahn 38, der sich an den Zähnen 58 vorbeibewegt. Der YerStärkungsrechner ist mit Kreisen versehen, die das Zeitmaß der Frequenz, dieser Impulse bestimmen. Diese Frequenz kann-leicht in ein Drehzahlsignal umgewandelt werden. Es kann die erste Ableitung gebildet werden, falls ein Maß für die Radverzögerung gewünscht wird.
Bs as t klar, daß viele Probleme des Unrundlaufens, der Ablenkung, der Verunreinigung und der Abnützung, denen die früheren Raddrehzahlgeber unterworfen waren, bei den Vorrichtuggen naoh der Erfindung entweder nicht vorhanden sind, oder leicht dagegen abgesichert werden können.
In Pig.4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, deren Teile ähnliche Funktionen wie diejenigen beim Ausführungsbeispiel naoh Fig.1 - 3 sowie die gleichen Bezugszeichen plus 100 haben. Bei dieser Ausführungsform umgibt ein Differentialgehäuse 110 eine Zahnradkammer 112» in der zwei fluchtende Rollenlager 114 und 116 angeordnet sind. Ein Differentialkäfig 108 wird von diesen Lagern getragen und in üblicher Weise festgelegt und duroh eine mit dem lager
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- ίο -
in Eingriff stehende Schulter 119 und durch eine mit dem Lgger 116 in Eingriff atehende Schulter 122· Die Lager aind ihreraeita durch zwei Muttern 124 und Verriegelungsvorrichtungen 126 im Gehäuse 110 befestigt. Der Differentialkäfig hat einen Flansch 66, an dem durch Kopfschrauben 70 ein Kegelzahnrad 68 befestigt ist.
Erfindungsgemäß erstreckt si oh der Plansch 66 geringfügig über das Zahnrad 68 hinaus und ist mit Zähnen 138 versehen, zur Abgabe einer geeigneten Zahl von Impulsen je Kilometer der !Fahrzeugbewegung. Für diesen lall ist zu erwähnen, daß die Winkelgeschwindigkeit des Differentialkäfigs 118 gleich ist
Winke1-
der durchschnittlichen/geschwindigkeit der beiden nicht dargestellten Hinterräder des Fahrzeugs. Somit ist bei dieser Ausführungsform eine im Verhältnis größere Zahl von Zähnen (etwa dreifach) erforderlich als bei derjenigen der Fig. 1-3. Es ist ersichtlich, daß die Hinterräder des Fahrzeugs an den Enden von Achswellen 72 angebaut sind, die sich durch Rohre erstrecken und über diese Rohre 74 durch nicht dargestellte lager und Dichtungen von üblicher Bauart hinausragen.
Am Gehäuse 110 ist gegenüber dem verzahnten Abschnitt 138 des Differentialkäfigs 118 eine Öffnung 140 in der Wand der Zahnradkammer 112 vorgesehen. Das Gebiet neben dieser Öffnung
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kann gegossen oder maschinell bearbeitet werden, und zwar als im allgemeinen rechtwinkeliger Vorsprung mit einer flachen Anbaufläche 142. Es ist ein elektromagnetischer Empfänger mit einem entsprechenden rechtwinkeligen Anbauflansoh 148 vorgesehen, der durch vier Maschinenschrauben an der Seite 142 befestigt ist. Der Empfänger 146 hat einen ähnlichen Aufbau wie derjenige in Fig. 1 - 3. Die Wirkungsweise ist im wesentlichen die gleiche und wird nicht mehr im einzelnen beschriebene
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Teile mit ähnliehen Punktionen werden mit den gleichen Bezugszeichen plus 200 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb eines Achsrohrs 274 auf einer Aohswelle 272 ein Ring oder eine Hülse 76 angeordnet. Die Achswelle 272 wird von Lagern getragen, wie sie in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben wurden. Der Ring .76 wird zum Vergrößern des Durchmessers und der Zähnezahl verwendet, um eine geeignete Zahl von I mpulsen je Kilometer der Fahrzeugbewegung zu erzeugen. Ein elektromagnetischer Empfänger 246 ist duroh Einschrauben in einer Bohrung 240 des Aohsrohrs 274 einstellbar befestigt. Er kann in seiner eingestellten Stellung durch eine Kontermutter 78 festgelegt werden. Der Empfänger 246 weicht in seinem Aufbau von dem vorher beschriebenen dadurch ab, daß er nur einen kreisförmigen Zahn 258 hat. Hierdurch kann der Empfän-
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ger 226 durch Drhene innerhalb der Gewindebohrung 240 bis auf einen passenden luftspakt eingestellt werden. Da kein bedeutenden Unterschiede in der Wirkung vorliegen, wird der . Empgänger nicht beschriebene
Fig.7 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Ähnliche Teile sind mit den gleifhen Bezugszeichen plus 300 bezeiohneto Ein Ring 376 ist innerhalb eines Achsrohrs 374 an einer Achsswelle 372 befestigt. Der Ring 376 ist mit Zahnradzähnen versehen. Ein Geber 80 mit rotierenden Elementi en 82 und einem Empfänger 346 ist in einer Bohrung 340 des Achsrohrs 374 so angeordnet, daß das verzahnte rotierende Element 82 in Eingriff mit den Zahnrad zähnen 338 steht und von diesen angetriebenwird. Der Empfänger 346 wird von den Zähnen 338 des verzahnten rotierenden Elements 82 erregte Die übrige Wirkungsweise ist die gleiche wie oben beschrieben und wird nicht wiederholte
8 und 9 zeigen eine fünfte Ausführungaform der Erfindung. In diesen Figuren ist ein an einer Uhiversalgelenkgabel 422 angebauter Spritzring 432 dargeatellt, wie im einzelnen der Fig. 1 - 3 beschrieben. Der Umfang dieses Spritzrings ist zur Bildung von Zähnen 438 eingekerbt. Die Zwischenräume zwischen den Zähnen sind mit einem gegossenen Plaötikmaterial oder einer andern nicht magnetischen Substanz 84 ausgefüllt. Dieses ermöglicht dem Spritzrimg die Ausführung seiner erforderlichen Funktion des Ausscheidens von Schmutz von
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der Dichtung 34 und trägt auch die Zähne und schützt aie vor Verbiegen oder Abbrechen durch Steinschlag oder vor anderen Gegenständen, die durch die Fahrt des Fahrzeugs losgerissen werden ο
Ein elektromagnetischer Empfänger 446 ist auf einem Bügel 86 angebaut, dessen Hauptzweck die Aufnahme eines Gummipuffers ist, der die Aufwärtsbewegung des Differentials gegenüber dem nicht dargestellten Fahrzs ugrahmen und -Aufbau begrenzt. Wenn Ein Bügel 90 für den Anbau des Empfängers ist durch Punktschweißen od. dgl. am Bügel 86 befestigt und ist mit einem Einschnitt 92 versehene Eine Stiftschraube 448 ist an einem becherförmigen Gehäuse 452 des Empfängers 446 durch Schweißen od.dgl.befestigt.. Die Stiftschraube 448 erstreckt aich so durch den Einschnitt 92» daß der ^Empfänger durch eine Mutter und einen Sicherungsring 96 einstellbar befestigt werden kann ο Ist der Empfänger 446 passend eingestellt, so befindet er sich in einer solchen Lage, daß die Zähne 458 eines Polschuhs sich in geeingne-ter Nähe zu den Zähnen 438 eines Spritzrings 432 befinden. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist ähnlich derjenigen der vorher beschriebenen und wird nicht im einzelnen beschrieben.
Fig. 10 zeigt eine sechste Ausfüterungsform der Erfindung. Darin sind ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen plus 500
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bezeichnete Dieses Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen gleich demjenigen der Fig. 1 -4 mit der Ausnahme, daß der Polschuhdes Empfängers 546 mit einem einzelnen runden Zahn sowie mit einem mit Gewinde versehenen Gehäuse 552 versehen ist, das in eins Gewinde bohrung 540 in der Wand des Mfferentialgehäuaes 510 eingeschraubt und durch eine Kontermutter548 festgelegt iste Hierdurch wird eine abgeänderte Vorrichtung geschaffen, durch die der luftspalt zwischen den Zähnen 558 und den Zähnen 538 auf einen optimalen Wert eingestellt werden kanne Die Wirkungsweise ist identisch mit derjenigen der vorher beschriebenan Ausführungsformen.
Patentansprüche ϊ
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Claims (1)

  1. Pateentanaprüche
    Raddrehzahlgeber für ein Bremskraftregelsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestehend aua rotierenden Elementen, die rotierenden Elemente tragenden lagern und einer tragenden Konstruktion, die die rotierenden Elemente und Lager umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem der rotierenden Elemente (18) Zähne (38) ausgebildet sind und daß in der Bähe der Zähne (38) ein elektrischer Empfänger (46) auf der tragenden Konstruktion (1O) angebaut ist.
    Gebarnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Element (18) eine Differentialritzelwelle ist und daß die tragende Konstruktion (1O) ein Differentialgehäuse ist.
    Seber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß das rotierende Element (18) ein Differentialkäfig (118) ist und daß die tragende Konstruktion (1O) ein Differentialgehäuse ist.
    Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Element (18) eine Hinterachswelle (72) ist, und daß die tragende Konstruktion (1O) ein Hinterachsgehäuserohr (74 ist ο .
    2U9883/0668 "
    5. Geber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß daa rotierende Element (18) ein Spritzring (432) einer Dichtung der Differentialritzelwelle ist und daß die tragende Konstruktion (10) ein Pufferbügel (86) des Differentialgehäuses ist.
    6. Geber nach/einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Empfänger aus einer rotierenden Vorrichtung (80) aus einem Antriebs zahnrad (82) besteht, das durch Eingriff mit Zähnen (338) angetrieben wird«
    7« Geber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurc h gekennzeichnet, daß die tragende Konstruktion (1O) mit einer Öffnung (40) oberhalb der Zähne (38) versehe© ist und daß der elektrische Empfänger (46) einen Anbauflansch (48) hat, der dichtend auf der Dichtung (40) befestigt ist«.
    8. Geber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurah gekennzeichnet, daß der elektrische Empfänger aus einem Polschuh (56) aus einer um den Polsohuh (56) angeordneten Wicklung (66) und aus einem Permanentmagnet (54) besteht, und daß er nach dem Prinzip der magnetischen Induktion arbeitet.
    2098 R3 /0668
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