ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ Российский патент 2000 года по МПК G01P3/48 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости вращения, в том числе измерения скорости вращения привода спидометра коробки передач автомобиля, для измерения скорости его движения, а также может быть использовано с различными информационными системами, в частности с маршрутными компьютерами.

Известно опорное устройство, содержащее неподвижный элемент с сенсорным датчиком магнитного поля, вращающийся элемент, многополюсное магнитное кольцо, размещенное на вращающемся элементе, причем величина радиального или осевого воздушного зазора между вращающимся магнитным кольцом и неподвижным датчиком магнитного поля от 0,1 до 1,5 мм [1].

Недостатком данной конструкции является то, что между вращающимся магнитным кольцом и неподвижным датчиком магнитного поля существует воздушный зазор, в который могут попадать загрязнения, снижающие надежность работы устройства.

Известен датчик скорости автомобиля, содержащий вал, формирователь импульсов, в корпусе которого установлены печатная плата с элементами электронной схемы, кольцевой многополюсный постоянный магнит, жестко закрепленный на валу, один конец которого установлен в корпусе датчика скорости, а другой - в корпусе формирователя импульсов. Корпус формирователя импульсов имеет кольцевую расточку для фиксирования платы, например, датчик скорости автомобиля по свидетельству на полезную модель [2].

Датчик скорости автомобиля данной конструкции предназначен для установки на автомобили, имеющие магнитомеханический спидометр, что обусловило его выполнение с проходным валом для подключения к приводу спидометра коробки передач. Эта конструкция не обеспечивает требуемую степень герметизации датчика.

Известен датчик измерения скорости, содержащий ротор с многополюсным магнитным кольцом, датчик магнитного поля, закрепленный на неподвижной части с зазором относительно многополюсного магнитного кольца, экран, ограничивающий полость, в которой размещен датчик магнитного поля, и служащий перегородкой между многополюсным магнитным кольцом и датчиком магнитного поля [3].

В данной конструкции датчик магнитного поля встроен в кольцо подшипника, в его неподвижную часть, а кольцевой магнит, состоящий из отдельных секций, смонтирован на вращающейся части подшипника.

Секционный кольцевой магнит сложен в изготовлении. При изменении числа полюсов необходимо менять число секций кольцевого магнита.

Такой датчик невозможно установить на привод коробки передач автомобилей, имеющих выходной вал в виде внутреннего квадрата и наружную резьбу для соединения вала и корпуса датчика к приводу.

Также различные типы автомобилей требуют разной длины свободного конца вала датчика измерения скорости для присоединения к приводу спидометра коробки передач, что приводит к изготовлению различных вариантов исполнения датчика.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в создании конструкции, приемлемой для различных типов автомобилей и обеспечивающей снижение радиальных нагрузок на опоры со стороны привода спидометра коробки передач.

Поставленная техническая задача решается тем, что в заявляемом датчике измерения скорости, содержащем ротор в виде многополюсного магнитного кольца и датчик магнитного поля, закрепленный неподвижно в корпусе с зазором относительно многополюсного магнитного кольца и отделенный от него герметичной перегородкой, многополюсное магнитное кольцо закреплено на валу, один конец которого укреплен на опорном подшипнике, а функцию опоры второго конца вала выполняет привод спидометра коробки передач, при этом между приводом и многополюсным магнитным кольцом размещена пружина сжатия.

Датчик снабжен подвижной втулкой, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вала, и ограничителем перемещения подвижной втулки, закрепленным в корпусе. Диаметр части внутренней полости корпуса, в которой в рабочем положении находится подвижная втулка, больше наружного диаметра подвижной втулки. Ограничитель перемещения подвижной втулки выполнен в виде втулки. Пружина сжатия выполнена конической.

Закрепление многополюсного магнитного кольца на валу, один конец которого укреплен на упорном подшипнике-шарике, и использование привода спидометра коробки передач в качестве опоры для второго конца вала допускает смещение второго конца вала в радиальных направлениях, снимая тем самым радиальные нагрузки на конец вала, вызванные конструктивными особенностями сочленяемых элементов. А размещение между приводом спидометра коробки передач и многополюсным магнитным кольцом пружины обеспечивает постоянный контакт опорных поверхностей упорного подшипника и не допускает смещение многополюсного магнитного кольца из зоны чувствительности датчика магнитного поля.

Использование подвижной втулки и ограничителя ее хода в качестве опоры для второго конца вала ротора при положении датчика измерения скорости вне установки его на привод спидометра коробки передач позволяет использовать один и тот же датчик измерения скорости в автомобилях, имеющих конструктивные отличия соответствующих сочленяемых деталей.

Выполнение диаметра части внутренней полости корпуса, в которой в рабочем положении находится подвижная втулка, больше ее наружного диаметра обеспечивает реализацию возможности смещения конца вала в радиальных направлениях. Выполнение пружины сжатия конической сокращает габариты устройства. Все это повышает надежность работы устройства.

Датчик измерения скорости иллюстрируется чертежами, где:
фиг. 1 - общий вид устройства,
фиг. 2 - общий вид в сборе, второй конец вала ротора опирается на привод спидометра коробки передач.

Устройство выполнено следующим образом.

Датчик измерения скорости включает в себя корпус 1, в котором установлен ротор 2 в виде многополюсного магнитного кольца 3, закрепленного на валу 4. Датчик 5 магнитного поля входит в состав формирователя импульсов 6, укреплен в корпусе 1 неподвижно и отделен от многополюсного магнитного кольца 3 герметичной перегородкой 7. Один конец 8 вала 4 ротора 2 укреплен в корпусе 1 на упорном подшипнике 9, роль которого выполняет шарик. Функции опоры другого конца 10 вала 4 ротора 2 выполняет привод 11 спидометра коробки передач (фиг. 2) (показан пунктиром). Между приводом 11 и многополюсным магнитным кольцом 3 размещена пружина сжатия 12. Вне установки датчика измерения скорости привод 11 спидометра коробки передач (фиг. 1) опорой конца 10 вала 4 ротора 2 является втулка 13, установленная подвижно с возможностью перемещения вдоль оси вала 4, а в корпусе 1 закреплен ограничитель ее хода, например, в виде втулки 14. Причем диаметр части внутренней полости 15 корпуса 1, в которой в рабочем положении находится подвижная втулка 13, больше ее наружного диаметра.

Работает датчик измерения скорости следующим образом.

При присоединении датчика измерения скорости к приводу спидометра 11 коробки передач (фиг. 2) втулка 13 сдвигается во внутреннюю полость 15 корпуса 1, выходя из контакта с ограничителем хода - втулкой 14. Пружина сжатия 12 обеспечивает прижатие конца 8 вала 4 ротора 2 к шарику-упорному подшипнику 9 как в рабочем (фиг. 2), так и в нерабочем (фиг. 1) положении датчика измерения скорости. При этом датчик 5 магнитного поля всегда находится в зоне действия многополюсного магнитного кольца 3.

При вращении ротора 2 конец 8 вала 4 опирается на шарик-упорный подшипник 9, а его конец 10 имеет некоторую свободу перемещения в радиальных направлениях, что снимает радиальные нагрузки на вал 4. Втулка 13, отжатая приводом 11 спидометра коробки передач во внутреннюю полость 15 корпуса 1, вращается вместе с валом 4.

Источники информации
1. EP, заявка N 0250275, G 01 P 3/48.

2. Заявка на полезную модель N 9611391/20 с положительным решением от 09.10.96 г.

3. EP, N 0327434 A1, G 01 P 3/48.

Датчик может быть использован для измерения скорости движения автомобилей, в том числе снабженных различными информационными системами. Датчик содержит корпус, установленные в нем ротор в виде многополюсного магнитного кольца, закрепленного на валу, и датчик магнитного поля, укрепленный в корпусе неподвижно с зазором относительно многополюсного магнитного кольца и отделенный от него герметичной перегородкой. Один конец вала ротора укреплен в корпусе на упорном подшипнике, функции опоры второго конца вала ротора выполняет привод спидометра коробки передач. Между приводом и многополюсным магнитным кольцом установлена пружина сжатия. Вышеперечисленное повышает надежность в работе устройства за счет исключения попадания загрязнений из коробки передач на датчик магнитного поля, а также снижает радиальные нагрузки на плавающий вал ротора за счет упорного подшипника и пружины сжатия. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Датчик измерения скорости, содержащий ротор в виде многополюсного магнитного кольца и датчик магнитного поля, закрепленный неподвижно в корпусе с зазором относительно многополюсного магнитного кольца и отделенный от него герметичной перегородкой, отличающийся тем, что многополюсное магнитное кольцо закреплено на валу, один конец которого укреплен на упорном подшипнике, а функцию опоры второго конца вала выполняет привод спидометра коробки передач, при этом между приводом и многополюсным магнитным кольцом размещена пружина сжатия. 2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что снабжен подвижной втулкой, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вала, и ограничителем перемещения подвижной втулки, закрепленным в корпусе. 3. Датчик по п.2, отличающийся тем, что диаметр части внутренней полости корпуса, в которой в рабочем положении находится подвижная втулка, больше наружного диаметра подвижной втулки. 4. Датчик по п.2, отличающийся тем, что ограничитель перемещения подвижной втулки выполнен в виде втулки. 5. Датчик по п.1, отличающийся тем, что пружина сжатия выполнена конической.