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Dokumentenidentifikation DE602005000581T2 15.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001610130
Titel Verfahren zur Herstellung des Kodierrades eines Drehratsensors
Anmelder Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim, DE
Erfinder Bauer, Chad D., Fenton MI 48430, US
DE-Aktenzeichen 602005000581
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.05.2005
EP-Aktenzeichen 050101955
EP-Offenlegungsdatum 28.12.2005
EP date of grant 21.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse G01P 3/487(2006.01)A, F, I, 20070123, B, H, EP

Beschreibung[de]
ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Geschwindigkeitssensoren und insbesondere ein Geschwindigkeitssensorcodiererrad und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Codiererräder werden in Geschwindigkeitssensoreinrichtungen zum Bestimmen der Drehzahl einer Komponente verwendet. Bei Kraftfahrzeuganwendungen beispielsweise bildet ein Codiererrad oftmals Teil eines Antiblockiersystems zum Bestimmen der Drehzahl der Räder. Zu weiteren Anwendungen zählen das Koppeln an Motorkurbelwellen und innerhalb von Getrieben.

Das Codiererrad enthält in der Regel eine äußere Oberfläche mit einem magnetisierten Ferrit darin. Der Ferrit ist magnetisiert, um um den Umfang des Codiererrads herum abwechselnd Nord- und Südpole auszubilden. Wenn sich das Codiererrad dreht, mißt ein Magnetsensor die Änderung beim Magnetfeld der abwechselnden Pole. Anhand dieses magnetischen Wechselfelds kann dann die Drehzahl des Codiererrads berechnet werden, und wiederum ist die Drehzahl der Komponente, an die das Codiererrad gekoppelt ist, bekannt. Alternativ können zum Detektieren der Drehzahl auch Hall-Effekt-Sensoren, die keine Magnete verwenden, verwendet werden.

Ein herkömmliches Codiererrad wird aus einem Rohr aus gestanztem Stahl mit einem darauf aufgepreßten, mit Ferrit beladenen Kautschuk hergestellt. Um jedoch den mit Ferrit beladenen Kautschuk festzuhalten, muß der gestanzte Stahl zur Ineingriffnahme des Kautschuks Flansche oder Merkmale aufweisen. Dies wiederum erhöht die Größe des Codiererrads. Zudem erhöhen solche Merkmale die Herstellungskosten des Codiererrads und erhöhen die Verpackungskosten. Schließlich wird jedes Codiererrad separat und individuell hergestellt. Dies kann zu Ungleichförmigkeit zwischen Codierern führen. Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Codiererrads und eines Verfahrens zum Herstellen, das diese Beschränkungen behandelt.

Ein oben erwähntes Verfahren ist in DE 103 16 176 A1 gezeigt.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ein Verfahren zum Herstellen eines Codierers zur Verwendung in einem Geschwindigkeitssensor beinhaltet das Bereitstellen eines Metallrohrs. Ein Ferrit enthaltendes Material wird dann über dem Metallrohr extrudiert, um ein Codiererrohr herzustellen. Das Codiererrohr wird auf eine gegebene Länge zugeschnitten, um ein Codiererrad auszubilden. Das Codiererrad wird dann innerhalb eines Magnetfelds magnetisiert.

Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgend angeführten ausführlichen Beschreibung. Es versteht sich, daß die ausführliche Beschreibung und spezifische Beispiele, wenngleich sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind und den Schutzbereich der Erfindung nicht beschränken sollen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine Schemaansicht eines beispielhaften Motorfahrzeugs mit einem gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruierten Codierers;

1a eine vergrößerte Schemaansicht eines Abschnitts eines Codiererrads, die die Magnetisierung auf dem Codiererrad veranschaulicht;

2 eine perspektivische Vorderansicht, die das Abschneiden der Codiererräder der vorliegenden Erfindung von einem Codiererrohr veranschaulicht und

3 eine Schemaansicht einer beispielhaften Extrusionsvorrichtung zum Konstruieren des Codiererrohrs der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen ist ein gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruiertes Codiererrad 10 in operativer Assoziation mit einem beispielhaften Kraftfahrzeug 12 gezeigt. Bei dem vorgelegten bestimmten Beispiel bildet das Codiererrad 10 ein Antiblockiersystem 14. Das Antiblockiersystem 14 enthält weiterhin einen Magnetfeldsensor 16 in Kommunikation mit einem Fahrzeugsteuermodul 18. Das Codiererrad 10 ist bevorzugt an eine Achsenwelle 20 gekoppelt, die ein Paar Räder 22 drehend antreibt. Unter kurzer Bezugnahme auf 1A ist das Codiererrad 10 derart magnetisiert, daß es mehrere abwechselnde magnetische Nord- und Südpole um seinen Umfang herum enthält. Wenn sich das Rad 22 und die Achsenwelle 20 drehen, dreht sich auch das Codiererrad 10. Der Magnetsensor 16 erfaßt das von dem Codiererrad 10 emittierte Magnetfeld, wenn das Magnetfeld zwischen positiven und negativen Magnetfeldern abwechselt, während sich das Codiererrad 10 dreht. Das Fahrzeugsteuermodul 18 kann dann anhand dieser Informationen die Drehzahl und/oder Drehposition des Codiererrads 10 und deshalb der Achsenwelle 20 und des Rads 22 bestimmen. Es versteht sich, daß das Codiererrad 10 Teil irgendeines magnetischen Geschwindigkeitserfassungssystems sein kann, beispielsweise als Teil eines Motordrehzahlerfassungssystems, wo das Codiererrad 10 an einer Kurbelwelle oder Nockenwelle (nicht gezeigt) angebracht ist, so daß die Drehzahl und/oder Drehposition der Kurbelwelle oder Nockenwelle zur Verwendung in einem Fahrzeugsteuersystem genau bestimmt werden kann.

Unter Bezugnahme auf 2 werden mehrere Codiererräder 10 dargestellt, wobei alle zueinander identisch sind. Die Codiererräder 10 sind von einer kontinuierlichen Länge Codiererrohrmaterial 28 abgeschnitten, dessen Herstellung unten ausführlicher beschrieben wird. Der Codierer 10 enthält ein Innenrohr 24 und ein über dem Innenrohr 24 extrudiertes Außenrohr 26. Das Innenrohr 24 ist bevorzugt durch ein Extrusionsverfahren ausgebildeter Stahl. Jedoch können verschiedene andere Metalle für das Innenrohr 24 verwendet werden, und verschiedene andere Herstellungsverfahren wie etwa Stanzen können verwendet werden.

Wie oben angemerkt ist das Außenrohr 26 ein extrudiertes Material, das das Innenrohr umschließt. Das Außenrohr 26 ist bevorzugt mit Ferrit beladener Kautschuk, wenngleich jedes extrudierbare Material, das mit Ferrit beladen werden kann, verwendet werden kann, wie beispielsweise ein Kunststoff- oder thermoplastisches Material. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält das Codiererrad 10 einen Innendurchmesser von 40,45 mm und einen Außendurchmesser von 44,45 mm bei einer Breite von 20 mm. Es versteht sich jedoch, daß der Codierer 10 so gut wie jede Größe aufweisen kann, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Unter Bezugnahme auf 3 wird die kontinuierliche Länge des Codiererrohrmaterials 28 unter Verwendung eines Extrusionsprozesses auf dem Innenrohr 24 ausgebildet. Beispielsweise wird das Innenrohr 24 im voraus gefertigt und in ein Werkzeug 30 eingeführt. Das Werkzeug 30 umschließt das Innenrohr 24 und definiert einen Werkzeughohlraum 32. Der Werkzeughohlraum 32 definiert wiederum die äußere Oberfläche des Außenrohrs 26 (2). Das Werkzeug 30 ist an eine Extrusionsvorrichtung 34 gekoppelt.

Die Extrusionsvorrichtung 34 kann viele Formen annehmen, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zudem kann mehr als eine Extrusionsvorrichtung 34 mit dem Werkzeug 30 verwendet werden (z.B. eine Extrusionsvorrichtung 34 unter 120-Grad-Intervallen, um das Werkzeug 30). In dem angegebenen besonderen Beispiel wird eine Mischung aus Kunststoffgranulat und Ferrit 36 in einen Trichter 38 gegeben. Der Trichter 38 leitet das Kunststoffgranulat und das Ferrit 36 in einen Zylinder 40. Der Zylinder 40 wird von den Zylinder 40 umgebenden Heizelementen 42 auf eine erhöhte Temperatur erhitzt. Ein Schneckenmechanismus 44 befindet sich innerhalb des Zylinders 40 und wird von einem nicht gezeigten Motor drehend angetrieben.

Wenn das Kunststoffgranulat 36 in den Zylinder 40 eintritt, wird es von den Heizelementen 42 erhitzt und wird halb geschmolzener/geschmolzener Kunststoff, allgemein mit der Bezugszahl 46 bezeichnet. Der Schneckenmechanismus 44 drückt bei seiner Drehung den gemischten halb geschmolzenen Kunststoff und das Ferrit 46 in das Werkzeug 30, wodurch der das Innenrohr 24 umgebende Werkzeughohlraum 32 gefüllt wird. Der halb geschmolzene/geschmolzene Kunststoff und das Ferrit 46 kühlen sich dann ab und bilden das Außenrohr 26 (2). Das Werkzeug 30 kann dann geöffnet und das kontinuierliche Codiererrohr 28 daraus entfernt werden. Alternativ kann das Innenrohr 24 durch das Werkzeug 30 in einem kontinuierlichen Prozeß vorgeschoben werden, ohne das Werkzeug 30 zu öffnen. Nachdem das Codiererrohr 28 ausgebildet worden ist, kann eine beliebige Anzahl von Codierern 10 von dem Codiererrohr 28 mit jeder erwünschten Breite abgeschnitten werden. Die Magnetisierung des Ferrits innerhalb des Außenrohrs 26 zum Ausbilden von abwechselnden Polen (siehe 1A) kann entweder vor oder nach dem Abschneiden des Codiererrohrs 28 bewerkstelligt werden, um die Codiererräder 10 auszubilden. Der Ferrit innerhalb des Außenrohrs 26 wird bevorzugt so magnetisiert, daß er 32 Polpaare alle mit gleichen Breiten enthält, wenngleich eine beliebige Anzahl an Polpaaren verwendet werden kann und asymmetrische Breiten enthalten kann.

Durch Extrudieren des Außenrohrs 26 auf das Innenrohr 24 endet das Codiererrohr 10 mit einem niedrigen Profil (d.h. keine Flansche oder Höcker), wodurch der Codierer 10 in kleine Bereiche einschließlich Antriebswellen passen kann. Zudem gestattet die Extrusion des Außenrohrs 26 auf das Innenrohr 24, daß eine große Anzahl von Codierern 10 von einem einzelnen Codiererrohr 28 abgeschnitten wird, wodurch Herstellungskosten eingespart und die Gleichförmigkeit unter Codierern 10 erhöht wird.

Die Beschreibung der Erfindung ist von lediglich beispielhafter Natur, und deshalb sollen Variationen, die vom Wesentlichen der Erfindung nicht abweichen, innerhalb des Schutzbereichs der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung enthalten sein.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen eines Codierers (10) zur Verwendung in einem Geschwindigkeitssensor, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Bereitstellen eines Metallrohrs (24), Extrudieren eines Ferrit enthaltenden Materials (46) über dem Metallrohr (24) zum Herstellen eines mehrere Codierer (10) enthaltenden Codiererrohrs (28);

Zuschneiden des kontinuierlichen Codiererrohrs (28) auf eine gegebene Länge zum Ausbilden beliebiger Anzahlen von Codierern (10); und

Magnetisieren der Codierer (10) innerhalb eines Magnetfelds.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Material über dem Metallrohr (24) innerhalb eines Werkzeugs (30) extrudiert wird. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug (30) an mindestens eine Extrusionsvorrichtung (34) gekoppelt ist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich das Material (46) beim Extrudieren über dem Metallrohr (24) in einem halb geschmolzenen Zustand befindet. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ferrit enthaltende Material (46) aus einem der Menge aus Kautschuk, Kunststoff und Thermoplastik ausgewählt ist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des Metallrohrs (24) das Extrudieren eines Metalls zum Ausbilden des Metallrohrs (24) beinhaltet. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das innere Rohr (24) in einem kontinuierlichen Prozeß ohne Öffnen des Werkzeugs (30) durch das Werkzeug (30) vorgeschoben wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Magnetisierung des Ferrits innerhalb des äußeren Rohrs vor oder nach dem Zuschneiden des Codiererrohrs (28) erfolgt.






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