DE4331795C2 - Bewegungssensor mit einer Aufnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewegungssensor mit einer ihn um seine Längs­ achse verdrehbar haltenden Aufnahme, die ihrerseits zum Befestigen an einem ortsfesten Abstützteil eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, und bei dem der Bewegungssensor mit zumindest zwei Nocken auf jeweils einer Abstützbahn der Aufnahme aufsitzt, wobei eine der Abstützbahnen einen durch Drehen des Bewegungssensors relativ zu der Aufnahme von dem Nocken erreichbaren Stellvorsprung aufweist, durch den der Bewegungssensor einen festgelegten Abstand von einem zu überwachenden Bauteil erhält.

Bewegungssensoren werden beispielsweise im Bremsträger von Trommel­ bremsen der Hinterachse heutiger Kraftfahrzeuge eingebaut, um die Drehzahl eines mit einer Bremstrommel umlaufenden Impulsrades zu überwachen. Für das ordnungsgemäße Arbeiten des Bewegungssensors kommt es auf eine ge­ naue Einhaltung des Abstandes zwischen der Meßspitze des Bewegungssen­ sors und des Impulsrades an. Da die Bauteile des Kraftfahrzeuges in diesem Bereich jedoch relativ grobe Toleranzen aufweisen, ist es nicht möglich, die Bewegungssensoren jeweils in der Aufnahme bis gegen einen Anschlag zu schieben und dann festzuschrauben, vielmehr muß individuell für den richtigen Abstand zwischen dem Impulsrad und der Meßspitze gesorgt werden, was üb­ licherweise mittels eines Meßfühlers geschieht, den man bei der Montage des Bewegungssensors zwischen seiner Meßspitze und dem Impulsrad hält. Das bedingt jedoch einen unerwünscht großen Montageaufwand.

Zur Vermeidung eines solchen Montageaufwandes ist aus DE 40 33 064 A1 ein Bewegungssensor der eingangs genannten Art bekannt geworden, der in einer Aufnahme zunächst so fixiert wird, daß seine Meßspitze das Impulsrad als das zu überwachende Bauteil berührt. Anschließend dreht man den Bewegungs­ sensor in der Aufnahme, bis er in eine Funktionsstellung gelangt, in der er sich gegenüber seiner ursprünglichen Stellung um einen definierten Betrag ver­ schiebt, so daß ein genau festgelegter Abstand zum Impulsrad entsteht.

Der bekannte Impulsgeber setzt sich mit axialen Nocken eines Flansches am oberen Ende des Gehäuses des Impulsgebers von oben her auf einen oberen Rand der Aufnahme, der eine Abstützbahn mit Stellvorsprüngen für die Nocken bildet und wird durch Federkräfte zum Rand hin vorgespannt. Radial wird der Bewegungssensor mit Abstand zur Abstützbahn dadurch fixiert, daß sein zylin­ drisches Gehäuse in einem hülsenförmigen Fortsatz der Aufnahme geführt ist.

Nachteilig bei dem bekannten Bewegungssensor ist es, daß er in radialer Richtung nur unzureichend geführt ist. Durch die zum zu überwachenden Teil hin gerichteten Federkräfte hat der Bewegungssensor die Tendenz, sich in der Ebene des oberen Randes der Aufnahme auszurichten. Das ist jedoch nicht vollkommen möglich, wenn der das Gehäuse radial führende, hülsenförmige Fortsatz der Aufnahme nicht genau rechtwinklig zum oberen Rand der Auf­ nahme oder zu dem Flansch des Bewegungssensors ausgerichtet ist und wenn der Bewegungssensor in dem hülsenförmigen Fortsatz nur wenig Spiel hat. Ein geringes radiales Spiel ist jedoch ebenfalls erforderlich, weil auch radiale Ab­ weichungen das Sensorsignal stark verfälschen.

Ferner ist aus DE 25 39 141 A1 ein OT-Meßgeber bekannt, der mit Spielpas­ sung in eine Öffnung eines Gehäuses eingesetzt ist. Dieser Meßgeber ist we­ der axial noch radial in dem Gehäuse definiert festgelegt, insbesondere ist ein zu Meßfehlern führendes mögliches radiales Verschieben des Meßgebers in dem Gehäuse nicht verhindert.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Bewegungssensor der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß er auf möglichst einfache Weise axial und radial exakt in seiner Aufnahme fixiert ist und durch Drehen die ange­ strebte, den Luftspalt zwischen dem zu überwachenden Bauteil und seiner Meßspitze erzeugende Axialbewegung ausführt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Bewegungssensor ist durch die Nocken in zwei Ebenen radial und gleichzeitig durch das Übergreifen der Abstützbahnen beider Ebenen durch die Nocken in Axialrichtung spielarm oder bei ausreichender Elastizität der Auf­ nahme sogar spielfrei und ohne Gefahr eines Verkantens geführt. Sein einfa­ cher Aufbau ermöglicht es, den Bewegungssensor und seinen Halter als ein kostengünstig herstellbares Kunststoffteil auszuführen.

Schwingungen des Bewegungssensors in der Aufnahme werden besonders stark unterdrückt, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Bewegungssensor in jeder Ebene jeweils zwei einander gegenüberliegende Nocken hat und die Nockenpaare jeder Ebene zueinander um 90° versetzt sind. Ein solcher Bewegungssensor ist aufgrund der versetzten Nockenpaare problemlos zu entformen, was für die Herstellung im Spritzgießverfahren einfache For­ men ermöglicht.

Zur weiteren Vereinfachung des Aufbaus des erfindungsge­ mäßen Bewegungssensors trägt es bei, wenn die Abstützbah­ nen beider Ebenen jeweils über einen Teilbereich der Um­ fangsfläche der Aufnahme verlaufen und wenn für jeden der im montierten Zustand dem zu überwachenden Bauteil zuge­ wandten Nocken von der Einfügeseite her ein zumindest bis vor die jeweilige Abstützbahn auf der Seite des zu über­ wachenden Bauteils führender Schacht vorgesehen ist, so daß nach einem Verdrehen des Bewegungssensors die Nocken der dem zu überwachenden Hauteil abgewandten Ebene von der dem Bauteil abgewandten Seite her auf den entspre­ chenden Abstützbahnen und die Nocken der dem zu überwa­ chenden Bauteil zugewandten Ebene von der Seite des Bau­ teils her gegen die entsprechenden Abstützbahnen anlie­ gen.

Der Bewegungssensor ist auf einfache Weise in Axialrich­ tung spielfrei gehalten, wenn der axiale Abstand der Ab­ stützbahnen beider Ebenen geringfügig größer ist als der axiale Abstand zwischen den Nocken der beiden Ebenen und wenn die dem zu überwachenden Hauteil zugewandten Ab­ stützbahnen an einem in Axialrichtung federnden Wandbe­ reich der Aufnahme vorgesehen sind. Die federnde Aus­ bildung der Abstützbahnen ist bei einem Kunststoffteil besonders einfach zu erreichen und erfordert weniger Auf­ wand als beispielsweise eine federnde Ausbildung der Noc­ ken.

Das Verdrehen des Bewegungssensors kann bis unmittelbar vor seiner Endstellung mit geringem Kraftaufwand erfol­ gen, wenn die dem zu überwachenden Hauteil zugewandten Abstützbahnen nur in einem jeweiligen Endbereich durch einen zu dem zu überwachenden Bauteil hin gerichteten Stellvorsprung einen größeren Abstand von der Oberseite des Stellvorsprungs der Abstützbahnen der anderen Ebene aufweisen, als es dem Abstand zwischen den Nocken der beiden Ebenen entspricht.

Das Federn der Abstützbahnen der Aufnahme in Axialrich­ tung kann auf besonders einfache Weise dadurch erreicht werden, daß dicht oberhalb der dem zu überwachenden Bau­ teil zugewandten Abstützbahnen jeweils ein parallel zur jeweiligen Abstützbahn verlaufender Schlitz in der Wand der Aufnahme vorgesehen ist.

Für den Montagevorgang vorteilhaft ist es, wenn in der Innenmantelfläche der Aufnahme in Umfangsrichtung zur Verdrehsicherung hintereinander zwei Rastvertiefungen und in dem Bewegungssensor ein entsprechender radial vor­ springender Rastvorsprung zum kraftschlüssigen Verrasten je nach Winkellage in der ersten oder zweiten Rastver­ tiefung vorgesehen ist und wenn die nach dem Einfügen des Bewegungssensors in die Aufnahme in Drehrichtung erste Rastvertiefung zum Fixieren des Bewegungssensors nach einem anfänglichen Übergreifen der Abstützbahnen und die zweite Rastvertiefung zum Fixieren des Bewegungssensors nach seiner Abstützung auf den Stellvorsprüngen angeord­ net ist. Bei einem solchen Bewegungssensor kann schon beim Hersteller der Bewegungssensor in seine Aufnahme eingefügt und in die erste Verrastungsstellung gedreht werden, in der er dann sicher gehalten ist. Beim Einbau ist es dann nur noch erforderlich, nach dem Fixieren der Aufnahme den Bewegungssensor in die zweite Verrastungs­ stellung zu drehen.

Die Verrastung erfolgt ohne Gefahr eines Verkantens, wenn in der Wandung einander in einer Ebene gegenüberliegend zweimal zwei Rastvertiefungen hintereinander vorgesehen sind und der Bewegungssensor entsprechend zwei Rastvor­ sprünge hat. Eine solche Ausbildung ermöglicht weiterhin in Verbindung mit den um 90° zueinander versetzten Nocken aufgrund ihres zur Längsachse punktsymmetrischen Aufbaus zwei um 180° gedrehte Fügepositionen.

Die erforderlichen Radialkräfte für die Verrastung in den beiden Winkelstellungen des Bewegungssensors können mit besonders geringem baulichen Aufwand erreicht werden, wenn die Rastvertiefungen in einem elastischen Wandbe­ reich vorgesehen sind, welcher in Raststellung mit radi­ aler Vorspannkraft gegen die Rastvorsprünge des Bewe­ gungssensors anliegt.

Ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen des Bewegungssensors aus der ersten Verrastungsstellung heraus in die Füge­ stellung, aus der heraus er die Aufnahme verlassen könn­ te, läßt sich gemäß einer anderen Weiterbildung der Er­ findung dadurch vermeiden, daß die beim Drehen des Be­ wegungssensors von der Fügestellung in seine Endstellung zuerst vom jeweiligen Rastvorsprung erreichte Flanke je­ der Rastvertiefung steiler verläuft als die nachfolgende, aus der Rastvertiefung herausführende Flanke.

Das erforderliche Verdrehen des Bewegungssensors inner­ halb seiner Aufnahme in die beiden Raststellungen kann ohne Werkzeug bequem von Hand erfolgen, wenn der Bewe­ gungssensor an seiner dem zu überwachenden Bauteil abge­ wandten Seite zwei angeformte, radial nach außen gerich­ tete Laschen aufweist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen montierten, erfindungsgemäßen Bewegungssensor mit an­ grenzenden Bauteilen,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Bewegungssensors,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Bewegungssensor,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Aufnahme des Be­ wegungssensors,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Aufnahme,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Aufnahme,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Bewegungssensors mit seiner Aufnahme.

Die Fig. 1 zeigt einen Teilbereich eines Bremsträgers 1, welcher ein Abstützteil 2 hat, das eine Aufnahme 3 trägt. In diese Aufnahme 3 ist ein Bewegungssensor 4 eingesetzt, welcher eine Meßspitze 5 hat, welche mit geringem Abstand von einem zu überwachenden Bauteil 6 angeordnet ist. Bei dem Bauteil 6 handelt es sich beispielsweise um ein übli­ ches Impulsrad.

Der Bewegungssensor 4 und seine Aufnahme 3 sind so ge­ staltet, daß man die Aufnahme 3 mit dem Bewegungssensor 4 zunächst in einer solchen Position mit dem Abstützteil 2 verschraubt, in der die Meßspitze 5 gegen das Bauteil 6 anliegt. Dann verdreht man den Bewegungssensor 4 inner­ halb seiner Aufnahme 3, bis er in eine Endposition ge­ langt, in der seine Meßspitze 5 geringen Abstand von dem zu überwachenden Bauteil 6 hat. Die hierfür vorgesehenen Mittel sind den Fig. 2 bis 7 zu entnehmen.

Die Fig. 2 zeigt den Bewegungssensor 4 von der Seite. Man erkennt, daß im oberen Bereich seines Gehäuses 7 ein­ ander gegenüberliegend in einer Ebene zwei radial vor­ springende Nocken 8, 9 angeformt sind. In einer weiter unten liegenden Ebene sind zwei weitere radial vorsprin­ gende Nocken vorgesehen, von denen in Fig. 2 jedoch nur ein Nocken 10 zu sehen ist. Im oberen Bereich sind am Ge­ häuse 7 zwei einander gegenüberliegende Laschen 11, 12 vorgesehen, welche ein leichtes Verdrehen des Bewegungs­ sensors 4 in der in Fig. 1 gezeigten Aufnahme 3 von Hand erlauben.

Die Draufsicht gemäß Fig. 3 zeigt die einander gegen­ überliegenden Nocken 8, 9, den Nocken 10 und einen diesem gegenüberliegenden Nocken 13. Zu erkennen ist, daß die Nockenpaare 8, 9 und 10, 13 zueinander um etwa 90° versetzt sind. Zusätzlich zu den beschriebenen Nocken 8, 9 und 10, 13 hat das Gehäuse 7 einander gegenüberliegend zwei eben­ falls als Nocken ausgebildete Rastvorsprünge 14, 15. Die in Fig. 2 zu sehenden Laschen 11, 12 sind ebenfalls in der Draufsicht gemäß Fig. 3 erkennbar.

Die Fig. 4 zeigt die Aufnahme 3 von oben. Zu erkennen sind zwei einander gegenüberliegende Abstützbahnen 16, 17, welche jeweils an einem Ende einen Stellvorsprung 18, 19 aufweisen, der geringfügig in Axialrichtung vor­ springt. Beim Einsetzen des Bewegungssensors 4 gelangen die Nocken 8, 9 seiner oberen Ebene auf diese Abstützbah­ nen 16, 17 und nach einem Verdrehen auf die Stellvor­ sprünge 18, 19.

Die unte­ ren Nocken 10, 13 des Bewegungssensors 4 gelangen beim Einsetzen in die Aufnahme 3 in zwei einander gegenüber­ liegende, senkrecht nach unten führende Schächte 20, 21.

Zur Verdrehsicherung des Bewegungssensors 4 hat die Aufnahme 3 zwei rela­ tiv dünnwandige, elastische Wandbereiche 22, 23 mit jeweils zwei Rastvertie­ fungen 24, 25, 26, 27. In diese Rastvertiefungen 24, 25, 26, 27 vermögen die in Fig. 3 zu sehenden Rastvorsprünge 14, 15 des Bewegungssensors 4 zu ver­ rasten. Die beiden ersten Rastvertiefungen 24, 27 werden nach einer geringfü­ gigen Verdrehung des Bewegungssensors 4 nach dem Einfügen in die Auf­ nahme 3 erreicht. Die nachfolgenden Rastvertiefungen 25, 26 dienen der Ver­ drehsicherung in Endstellung des Bewegungssensors.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 läßt erkennen, daß die Rastvertiefungen 24, 27 (siehe Fig. 4) jeweils zunächst mit einer steilen Flanke 28 beginnen. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen des Bewegungssensors 4 in der Aufnahme 3 aus der Position, in der sich die Rastvorsprünge 14, 15 in den Rastvertiefungen 24, 27 befinden, verhindert.

Zu erkennen ist desweiteren in Fig. 5 die obere Abstützbahn 17 und von der anderen, oberen Abstützbahn 16 der Stellvorsprung 18. Weiterhin sieht man eine untere Abstützbahn 30, die ebenfalls einen Stellvorsprung 31 aufweist. Nicht zu sehen ist eine der Abstützbahn 30 identisch entsprechende Abstütz­ bahn auf der radial gegenüberliegenden Seite der Aufnahme 3. Oberhalb der Abstützbahn 30 verläuft mit relativ geringem Abstand zu dieser ein horizontaler Schlitz 34 in der Wandung der Aufnahme 3. Dadurch kann die Abstützbahn 30 geringfügig in Axialrichtung federn.

Die in Fig. 6 gezeigte Seitenansicht der Aufnahme 3 läßt ebenfalls den Schlitz 34 erkennen.

In Fig. 7 kann man den in der Aufnahme 3 sitzenden Bewegungssensor 4 er­ kennen. Zu sehen sind die beiden von oben her auf den nicht zu erkennenden, oberen Abstützbahnen 16, 17 aufsitzenden Nocken 8, 9 und den unteren Noc­ ken 10, welcher von unten her gegen die nicht zu sehende un­ tere Abstützbahn 30 anliegt.

Claims (11)

1. Bewegungssensor mit einer ihn um seine Längsachse verdrehbar haltenden Aufnahme, die ihrerseits zum Befestigen an einem ortsfesten Abstützteil ei­ nes Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, und bei dem der Bewegungssensor mit zumindest zwei Nocken auf jeweils einer Abstützbahn der Aufnahme auf­ sitzt, wobei eine der Abstützbahnen einen durch Drehen des Bewegungs­ sensors relativ zu der Aufnahme von dem Nocken erreichbaren Stellvor­ sprung aufweist, durch den der Bewegungssensor einen festgelegten Ab­ stand von einem zu überwachenden Bauteil erhält, dadurch gekennzeich­ net, daß die Nocken (8, 9; 10, 13) des Bewegungssensors (4) radial nach außen ragen und im montierten Zustand des Bewegungssensors (4) in Axialrichtung gegen die Stellvorsprünge (18, 19; 31) der Aufnahme (3) an­ liegen, daß die Nocken (8, 9; 10, 13) und Abstützbahnen (16, 17; 30) in be­ zug auf das zu überwachende Bauteil (6) mit axialem Abstand zueinander in zwei Ebenen angeordnet sind und daß der Bewegungssensor (4) durch die Nocken (8, 9; 10, 13) in zwei Ebenen radial und gleichzeitig durch Über­ greifen der Abstützbahnen (16, 17; 30) beider Ebenen durch die Nocken (8, 9; 10, 13) axial in der Aufnahme (3) geführt ist.

2. Bewegungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungssensor (4) in jeder Ebene jeweils zwei einander gegenüberlie­ gende Nocken (8, 9; 10, 13) hat und die Nockenpaare jeder Ebene zuein­ ander um 90° versetzt sind.

3. Bewegungssensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstützbahnen (16, 17; 30) beider Ebenen jeweils über einen Teilbereich der Umfangsfläche der Aufnahme (3) verlaufen und daß für je­ den der im montierten Zustand dem zu überwachenden Bauteil (6) zuge­ wandten Nocken (10, 13) von der Einfügeseite her ein zumindest bis vor die jeweilige Abstützbahn (30) auf der Seite des zu überwachenden Bauteils (6) führender Schacht (20, 21) vorgesehen ist, so daß nach einem Verdrehen des Bewegungssensors (4) die Nocken (8, 9) der dem zu überwachenden Bauteil (6) abgewandten Ebene von der dem Bauteil (6) abgewandten Seite her auf den entsprechenden Abstützbahnen (16, 17) und die Nocken (10, 13) der dem zu überwachenden Bauteil (6) zugewandten Ebene von der Seite des Bauteils (6) her gegen die entsprechenden Abstützbahnen (30) anliegen.

4. Bewegungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der Abstützbahnen (16, 17; 30) beider Ebenen geringfügig größer ist als der axiale Abstand zwischen den Nocken (8, 9; 10, 13) der beiden Ebenen und daß die dem zu überwachenden Bauteil (6) zugewand­ ten Abstützbahnen (30) an einem in Axialrichtung federnden Wandbereich (22, 23) der Aufnahme (3) vorgesehen sind.

5. Bewegungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zu überwachenden Bauteil (6) zugewandten Abstützbahnen (30) nur in einem jeweiligen Endbereich durch einen zu dem überwachenden Bauteil (6) hin gerichteten Stellvorsprung (31) einen größeren Abstand von der Oberseite des Stellvorsprungs (18, 19) der Abstützbahnen (16, 17) der an­ deren Ebene aufweisen, als es dem Abstand zwischen den Nocken (8, 9; 10, 13) der beiden Ebenen entspricht.

6. Bewegungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dicht oberhalb der dem zu überwachenden Bauteil (6) zugewandten Abstützbah­ nen (30) jeweils ein parallel zur jeweiligen Abstützbahn (30) verlaufender Schlitz (34) in der Wand der Aufnahme (3) vorgesehen ist.

7. Bewegungssensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenmantelfläche der Aufnahme (3) in Umfangsrichtung zur Verdrehsicherung hintereinander zwei Rastvertie­ fungen (24, 25; 26, 27) und an dem Bewegungssensor (4) ein entsprechen­ der radial vorspringender Rastvorsprung (14, 15) zum kraftschlüssigen Ver­ rasten je nach Winkellage in der ersten oder zweiten Rastvertiefung (24, 27; 25, 26) vorgesehen ist und daß die nach dem Einfügen des Bewegungs­ sensors (4) in die Aufnahme (3) in Drehrichtung erste Rastvertiefung (24, 27) zum Fixieren des Bewegungssensors (4) nach einem anfänglichen Übergreifen der Abstützbahnen (16, 17; 30) und die zweite Rastvertiefung (25, 26) zum Fixieren des Bewegungssensors (4) nach seiner Abstützung auf den Stellvorsprüngen (18, 19; 31) angeordnet ist.

8. Bewegungssensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein­ ander in einer Ebene gegenüberliegend zweimal zwei Rastvertiefungen (24, 25; 27, 26) hintereinander vorgesehen sind und der Bewegungssensor (4) entsprechend zwei Rastvorsprünge (14, 15) hat.

9. Bewegungssensor nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rastvertiefungen (24, 25; 26, 27) in einem elastischen Wand­ bereich (22, 23) vorgesehen sind, welcher in Raststellung mit radialer Vor­ spannkraft gegen die Rastvorsprünge (14, 15) des Bewegungssensors (4) anliegt.

10. Bewegungssensor nach den Ansprüchen 7, 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beim Drehen des Bewegungssensors (4) von der Füge­ stellung in seine Endstellung zuerst vom jeweiligen Rastvorsprung (14, 15) erreichte Flanke (28) jeder Rastvertiefung (24, 25; 26, 27) steiler verläuft als die nachfolgende, aus der Rastvertiefung (24, 25; 26, 27) herausführende Flanke.

11. Bewegungssensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungssensor (4) an seiner dem zu überwachenden Bauteil (6) abgewandten Seite zwei angeformte, radial nach außen gerichtete Laschen (11, 12) aufweist.