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Fühleinrichtungen für die Drehgeschwindigkeit eines auf einer hohlen Achse mit offenendigem Achszapfen drehbar gelagerten Rades mit in einer Radkappe befindlichem Erregerring und magnetischem Fühler zur Erzeugung und Übertragung eines geschwindigkeitsanalogen Signals durch eine sich in die hohle Achse erstreckende elektrische Leitung sind bekannt. Sie können insbesondere an Anhängefahrzeugen in Verbindung mit einer Bremsanlage mit Gleitschutz Verwendung finden.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art verbleibt diese beim Abschrauben der Radkappe ungeschützt an ihrer Stelle. Es besteht also die Gefahr, daß bei den üblichen Wartungsarbeiten an der Achse der Fühler beschädigt wird.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Gefahr auszuschliessen und dafür zu sorgen, daß die Fühleinrichtung auch nach dem Abnehmen der Radkappe gegen zufällige Beschädigungen sicher geschützt bleibt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Fühler in einem ringförmigen Gehäuse angeordnet ist, welches in der Radkappe zum Erregerring konzentrisch geführt und gehalten ist und mit dem Achszapfen in das Mitdrehen des Gehäuses mit der Radkappe verhinderndem Reibkontakt steht.
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Zweckmäßig dient der Bauteil zur Erzeugung des Reibungskontaktes zugleich zur Abdichtung gegen Schmierflüssigkeitsübertritt in die Achse. Der Bauteil zur Erzeugung eines Reibungskontaktes und zur Abdichtung gegen einen Schmierflüssigkeitsübertritt in die Achse besteht zweckmäßig aus einem den Anschlußabschnitt der elektrischen Leitung umgebenden und vorzugsweise am Anschlußabschnitt befestigten, elastisch verformbaren Ringglied. Dieses Ringglied kann eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche mit einer Mehrzahl einander abwechselnder Umfangsrippen und Umfangsnuten haben und als Membran ausgebildet sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Es zeigt
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Fig. 1 eine teilweise im Axialschnitt gehaltene, teilweise mit weggebrochenen Teilen dargestellte Seitenansicht einer Fühleinrichtung in Einbaulage an einem Achszapfen,
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Fig. 2 eine Teildarstellung der Achszapfen gemäß Fig. 1 mit einer anderen Ausführungsform und
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Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform.
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In der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise ist eine Fühleinrichtung 10 im Inneren der Radkappe 12 einer Achse 14 eines Anhängewagens angeordnet. Die Achse 14 weist einen hohlen Innenraum 16 und einen offenendigen Achszapfen 18auf. Der Achszapfen 18 dient zur Aufnahme der Radnabe 20 und eines zugehörigen Schrägschulterlagers 22. Die Nabe 20 und das Lager 22 sind auf dem Achszapfen 18 mittels einer Lagereinstellmutter 24, eines Sicherungsringes 26 und einer Kontermutter 28 auf einem Gewindeabschnitt 30 am Ende des Achszapfens 18 gehalten.
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In an sich bekannter Weise ist die Radnabe 20 vor einer unbeabsichtigten Entfernung von der Achse 14 durch die Radkappe 12 geschützt, die mit Schrauben 32 gegen die Nabe 20 festgelegt ist, um deren Halteglieder 24, 26 und 28 abzudecken. Die Radkappe 12 weist sowohl einen Erregerring 34 als auch einen Magnetfühler 36 auf, die somit im Unterschied zu bekannten Fühleinrichtungen nicht einesteils an der Radkappe und andernteils am Achszapfen angeordnet sind. Der Erregerring 34 ist im Inneren der Radkappe 12 befestigt, aus Stahlblech gefertigt und weist eine Mehrzahl von gestanzten Schlitzen 38 auf, die regelmäßig in gleichen Abständen angeordnet am Umfang des Erregerringes 34 vorgesehen sind. Da die Radkappe 12 aus Aluminium gefertigt ist, ändert der geschlitzte Erregerring 34 das Magnetfeld im Bereich des Magnetfühlers 36 zur Anzeige der Radgeschwindigkeit, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Erregerring 34 und dem Fühler 36 vorliegt. Der Spalt 40 zwischen dem Fühler 36 und dem Erregerring 34 beträgt üblicherweise etwa 0,75 mm (0,03 inches) und muß auch im Betrieb eines Anhängers sicher und gleichmäßig auf diesem Wert gehalten werden, um eine genaue Steuerung der Bremsanlage zu ermöglichen.
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Um den Spalt 40 genau einstellen und aufrechterhalten zu können, ist der Fühler 36 in einem ringförmigen Gehäuse 42 gelagert. Das Gehäuse 42 weist eine mittlere Ausnehmung 44auf, welche einen sich nach innen erstreckenden Achsabschnitt 46 der Radkappe 12 aufnimmt und umgibt. Ein Axial- Radiallager 48 mit niedriger Reibung ist an dem Achsabschnitt 46 befestigt, um die radiale Lage des Gehäuses 42 gegenüber dem Erregerring 34 zu sichern und in der weiter unten noch näher erläuterten Weise eine axiale Ausrichtung des Gehäuses 42 an der Radkappe 12 gegenüber der Achse 14 zu gewährleisten. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ die Oberfläche des Gehäuses 42 und der Ausnehmung 44 aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibwert bestehen, um vor allem das Gehäuse 42 gegenüber der Radkappe 12 zu positionieren und eine Berührung mit geringer Reibung zwischen dem Gehäuse 42 und der Radkappe 12 während ihrer Relativdrehung herbeizuführen. Dieselbe Relativbewegung könnte ersichtlich auch dann erzeugt werden, wenn das Gehäuse 42 einen Achsabschnitt und die Radkappe 12 eine Ausnehmung zur Aufnahme dieses Achsabschnittes aufweisen würde.
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Das Gehäuse 42 weist weiterhin einen mittleren Anschlußabschnitt 50 auf, der sich in das offene Ende des Achszapfens 18 hinein erstreckt, wenn die Radkappe 12 auf der Radnabe 20 befestigt ist. Der Anschlußabschnitt 50 weist elektrische Anschlußeinrichtungen 52 auf, mit denen ein Leitungsdraht 52 über eine Leitungsführung im Gehäuse 42 elektrisch mit dem Fühler 36 verbunden ist, um diesen mit Energie zu versorgen und um das geschwindigkeitsanaloge Signal des Fühlers weiterzuleiten. Der Leitungsdraht 54 erstreckt sich im Innenraum 16 der Achse 14 und gegebenenfalls zu einer nicht näher dargestellten Gleitschutzeinrichtung der Bremsanlage.
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Zur Erzeugung der gewünschten Relativbewegung zwischen dem Erregerring 34 und dem Fühler 36 muß eine Einrichtung zur Vermeidung relativer Drehbewegungen zwischen dem Fühler 36und der Achse 14 vorgesehen sein, da der Erregerring 34 mit der Radkappe 12 und der Radnabe 20 mit umläuft. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Fühleinrichtung ist um den Anschlußabschnitt 50 ein konischer Ring 56 gelegt und am Anschlußabschnitt befestigt. Der konische Ring 56 besteht aus Gummi mit geringem Härtegrad und weist somit eine Oberfläche mit hohem Reibwert auf, die elastisch verformbar ist. In der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise, auf die insoweit ausdrücklich verwiesen wird, sind die Abmessungen des konischen Ringes 56 so gewählt, daß bei der Montage der Radkappe 12 auf die Radnabe 20 der konische Ring 56 in Richtung auf die Öffnung im Ende des Achszapfens 18 gedrückt wird. In der Einbaulage drückt der Innenrand 58 des Achszapfens 18 auf den konischen Ring 58 und erzeugt dabei so große Reibkräfte im Andruckbereich, daß das Gehäuse 42 mit dem Fühler 36 sicher gegen die Achse 14 festgelegt wird, so daß die gewünschte Relativdrehung zwischen dem Erregerring 34 und dem Fühler 36 beim Betrieb gewährleistet ist.
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Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, sind die wesentlichen einzuhaltenden Toleranzen nunmehr auf den Bereich der Radkappe 12 und des Gehäuses 42 begrenzt. Die Abmessungen des konischen Ringes 56 sind so vorgewählt, daß ein Eindrücken der gesamten Innenkante 58 des Achszapfens 18 in den konischen Ring 56 gewährleistet ist, ohne daß hier enge Toleranzen eingehalten werden müßten. Darüber hinaus würden diese Abmessungen auch ausreichen, um auch noch erhebliche Fluchtungsfehler zwischen der Mittelachse der Radkappe 12 und der Mittelachse der Achse 14 auszugleichen. Auch also dann, wenn das Gehäuse 42 zur Aufrechterhaltung seiner fluchtenden Ausrichtung gegenüber der Radkappe 12 im offenen Ende des Achszapfens 18 beim Umlauf taumeln oder flattern müßte, ist mittels des konischen Ringes 56 dennoch sichergestellt, daß keine drehende Mitnahme des Gehäuses 42 erfolgt.
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Wie weiter oben ausgeführt ist, muß eine Anlage des konischen Ringes 56 im Betrieb über die gesamte Innenkante 58 sichergestellt sein. Dies ist zwar zur Erzeugung einer zum Festhalten des Gehäuses bei weitem ausreichenden Reibung nicht zwingend erforderlich, jedoch dient der konische Ring 56 auch einem anderen Zweck. Um eine in jedem Falle ausreichende Schmierung des Radlagers 22 zu gewährleisten, ist die Radkappe 12 der Anhängerachse mit Öl gefüllt. Der konische Ring 56 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dient somit zusätzlich zur Erzeugung einer Dichtung, welche ein Eindringen von Öl aus dem Bereich des Radlagers 22 in den Innenraum 16 der Achse 14 verhindert.
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Somit weist die erfindungsgemäße Fühleinrichtung 10 die einleitend geschilderten Vorteile hinsichtlich Betriebsverhalten und Herstellung auf. Darüber hinaus aber soll die Fühleinrichtung 10 in der Praxis keiner Gefahr von Beschädigungen bei der Wartung des Rades und der Achse ausgesetzt sein. Um in diesem Zusammenhang sicherzustellen, daß das Gehäuse 42 und der Fühler 36 im Inneren der schützenden Abdeckung durch die Radkappe 12 bleiben, wenn diese für Wartungszwecke abgenommen wird, ist eine Halteeinrichtung 60 vorgesehen. Die Halteeinrichtung 60 wird mit Preßsitz im Inneren der Radkappe 12 gelagert oder auf sonstige Weise befestigt, nachdem das Gehäuse 42 auf das Lager 48 aufgesetzt ist. Die Halte- und Sicherungsfunktion der Halteeinrichtung 60 wird zwar auch ohne vollständige ringförmige Ausbildung der die Halteeinrichtung bildenden Platte od. dgl. gewährleistet, in bevorzugter Ausführungsform jedoch wird über eine Ringplatte der Halteeinrichtung 60 überdies ein Schutz gegen ein Eindringen irgendwelcher Fremdkörper zwischen dem Erregerring 34 und das Gehäuse 42 erreicht, so daß eine Beschädigung des Fühlers 36 bei der Wiederaufnahme des Betriebs durch derartige Fremdkörper vermieden ist.
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Zur Abnahme der Radkappe 12 werden die Befestigungsschrauben 32 von der Nabe 20 entfernt und wird die Radkappe 12 in axialer Richtung abgezogen. Die Halteeinrichtung 60 gewährleistet, daß auch das Gehäuse 42 mit axial abgezogen wird, so daß der Anschlußabschnitt 50 und der Leitungsdraht 54 aus dem Innenraum 16 der Achse 14 herausgezogen werden. Sodann kann der Anschlußdraht 54 vom Anschlußteil 50 abgezogen werden, so daß die Radkappe 12 völlig frei ist. Beim nachfolgenden Zusammenbau wird zunächst der Leitungsdraht 54 an den Anschlußabschnitt 50 angeschlossen, bevor die Radkappe 12 wieder aufgesetzt und mit der Nabe 20 verschraubt wird.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zur Festlegung des Fühlergehäuses 42 gegen den Achszapfen 18 ein mit mehreren Lippen versehener Dichtring 62 vorgesehen. Im Betrieb verhält sich der Dichtring 62 ebenso wie der konische Ring 56 gemäß Fig. 1; eine solche Ausbildung des Anschlußringes mit einer Mehrzahl von Dichtlippen, die axial hintereinander liegen, empfiehlt sich jedoch insbesondere dann, wenn im Einzelfall eine im wesentlichen vollkommene Fluchtung zwischen der Radkappe und der Achse vorliegt, jedoch in Achsrichtung erheblich schwankende Toleranzen auftreten, die im Falle eines konischen Ringes 56 zu stark wechselnden Druckbeaufschlagungen des konischen Ringes 56 an der Innenkante 58 führen könnten. Der Dichtring 52 ist dabei aus Gummi mit höherem Härtegrad gefertigt, so daß seine Verformung geringer ist, jedoch immer noch ausreichender Reibkontakt sichergestellt ist.
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In Einbaufällen mit erheblichen axialen Fluchtungsfehlern kann statt dessen in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zur Bremsung und Abdichtung eine Membran 64 eingesetzt werden. Die Membran 64 besteht vorzugsweise ebenfalls aus Gummi und ist am Anschlußteil 50 befestigt. Vor dem Einsetzen in den Innenraum des Achszapfens 18 erstreckt sich die unverformte Membran 64 weiter nach rechts gemäß der gewählten Darstellung. Beim Einsetzen jedoch wird die Membran 64 derart verformt, daß sie mit ihrem radial äußeren Teil auf ihren radial inneren Teil zurückgerollt wird und so einen guten Oberflächenkontakt mit dem Achszapfen 18 erzeugt, selbst wenn eine erhebliche Taumelbewegung des Gehäuses 42 im Inneren des Achszapfens 18 vorliegt. Darüber hinaus erhöht der Öldruck in der Radkappe den Anlagedruck der Membran 64 und damit die Reibung und die Dichtwirkung.
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Als Abwandlung könnte beispielsweise das Gehäuse im Inneren der Radkappe durch eine Feder oder einen Bügel, einen Halter, eine Klemme oder dgl. auf dem Achsabschnitt 46 als Ersatz für die Halteeinrichtung 60 gehalten sein. Weiterhin könnte das abdichtende Reibglied 56, 62 oder 64 statt am Gehäuse 42 am Achszapfen 18 gelagert sein oder könnte abnehmbar zwischen dem Gehäuse und dem Achszapfen eingesetzt sein und lediglich Reibkontakt mit beiden Bauteilen aufweisen.