Датчик измерения скорости автомобиля

Датчик измерения скорости автомобиля.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения скорости вращения, преимущественно для измерения скорости вращения привода спидометра коробки передач автомобиля, а также для измерения скорости его движения.
Известны различные датчики измерения скорости автомобиля, содержащие вращающуюся часть - ротор, в виде многополюсного магнитного кольца, взаимодействующего с датчиком магнитного поля, закрепленным в корпусе с зазором относительно многополюсного магнитного кольца 1-4.
Известен датчик скорости автомобиля, содержащий корпус, снабженный средством крепления к объекту, вал, формирователь импульсов, состоящий из печатной платы с микросхемой и постоянного магнита, корпус формирователя импульсов и кабель с разъемом для подсоединения к электропитанию и компьютеру автомобиля 1. Постоянный магнит формирователя импульсов жестко закреплен на валу и имеет кольцевую многополюсную структуру, а печатная плата с микросхемой, связанная с кабелем установлена внутри корпуса формирователя импульсов и герметично залиты его пластичным материалом.
Известен датчик скорости автомобиля, содержащий корпус с колодкой для контактных клемм, в продольном осевом отверстии которого с помощью подщипника установлены вал и соосно с ним - ротор с цилиндрическим МНОГОПОЛЮСНЫМ постоянным магнитом, взаимодействующим с формирователем импульсов, включающим магниточувствительный элемент, плату с электронными элементами и электрически соединенные с ней контактные клеммы 3. Корпус вьшолнен в виде полого стакана, а ротор - в виде втулки из немагнитного материала с закрепленным на её наружной поверхности многополюсным постоянным магнитом. Втулка установлена коаксиально на валу без возможности поворота за счет выполнения на контактных поверхностях сегментного выступа (во втулке) и ответной сегментной проточки (на валу), а вал установлен с ограничением осевого перемещения, обеспечиваемым наличием ограничителя - упорной щайбы и резьбовой втулки с сальником на наружной поверхности.
К недостаткам заказанных датчиков скорости следует отнести малую эффективность использования энергии постоянных магнитов в виду их неудачного расположения; трудности создания МНОГОПОЛЮСНОГО магнита в достаточно малых габаритах при необходимом количестве управляющих импульсов на один оборот, необходимых для качественного измерения параметров вращения вала. Известные датчики невозможно установить на привод коробки передач транспортных средств, имеющих выходной вал, в поперечном разрезе, в виде внутреннего квадрата и наружную резьбу для соединения вала и корпуса датчика. Кроме ТОГО, следует отметить, что различные типы автомобилей требуют разной длины свободного
конца вала датчика измерения скорости для присоединения к приводу, например, спидометра коробки передач, что приводит к изготовлению различных вариантов исполнения датчика. Радиальное биение выходного вала-шестерни коробки передач при вращении обусловливает снижение стабильности и точности показаний, а зачастую, и поломки вала датчика.
Известен, наиболее близкий по технической сущности, датчик скорости автомобиля, содержащий составной вал, формирователь импульсов, состоящий из корпуса, печатной платы с микросхемой и жестко закрепленного на валу постоянного магнита с многополюсной структурой, а также колодку для подсоединения к электрооборудованию автомобиля 4. Колодка посредством кабеля электрически связана с платой. Основной вал, на котором установлена магнитная система с чувствительным элементом, закреплен с помощью подшипника скольжения в корпусе формирователя импульсов, а другим концом связан с дополнительным валом - хвостовиком, имеющим три степени свободы, причем последний выполнен с одной стороны в виде кольца, которым с помощью штифта соединен с основным валом. Дополнительный вал-хвостовик центрируется в корпусе формирователя импульсов с помощью подвижной шайбы и пружины, установленной в распор между шайбой и кольцом дополнительного вала. Датчик снабжен средством крепления к коробке передач в виде гайки, закрывающей корпус формирователя импульсов с открытого торца, плотно посаженной в его осевую полость, и имеющей центральный канал для прохождения хвостовика, а также внутреннюю резьбу по торцу для соединения с объектом. Вьшолнение вала датчика сборным реализует возможность его радиального смещения, что повышает надежность работы датчика, стабильность показателей. Однако габариты по длине описанной конструкции увеличены (в плоскости, проходящей вдоль вала), за счет закрепления на корпусе колодки со штыревыми контактами для подсоединения датчика к электрооборудованию автомобиля соосно с валом. Кроме того, данный датчик обладает недостаточной чувствительностью.
Задачей полезной модели является повышение ресурса и надежности датчика, упрощение конструкции и уменьшение его габаритов при обеспечении стабильности и точности показаний.
Поставленная задача решается тем, что в датчике измерения скорости автомобиля, содержащем корпус с крепежной гайкой, формирователь импульсов, состоящий из печатной платы с микросхемой и постоянного магнита с кольцевой многополюсной структурой, жестко закрепленного на составном валу, вьшолненном из шарнирно соединительных хвостовика и опорной части, установленной посредством подшипника скольжения, а также электрически связанный с платой кабель для подсоединения датчика к электрооборудованию автомобиля, согласно предложению, опорная часть вала задним концом закреплена дополнительно в корпусе посредством унорного подшипника, выполненного в виде смонтированной в корпусе и размещенной в осевом канале вала втулки и расположенного в ее торцевом гнезде шарика, а
)
2
подшипник скольжения посажен во внутренней полости гайки, подвижно установленной с возможностью вращения в полости корпуса, с его открытого торца и закрьюающего его, посредством кольцевого выступа, вьшолненного примыкающим к буртику гайки на ее наружной гладкой поверхности, и ответного ему паза в корпусе, при этом на наружной поверхности гайки в соответствующем пазу размещено уплотнительное кольцо.
В датчике паз на наружной гладкой поверхности гайки и уплотнительное кольцо в нем равноудалены от внутреннего торца гайки, где размещен подщипник скольжения, и от выступа на упомянутой поверхности.
В датчике выходной конец кабеля, электрически связанный с платой, установлен над ней в выступе-утолщении, сформированном в корпусе, где они залиты материалом корпуса.
В датчике хвостик вала вьшолнен в поперечном сечении в виде квадрата.
В датчике постоянный магнит опрессован на опорной части вала посредством втулки, вьшолненной с симметричными ему ограничителями осевого перемещения.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является ее упрощение, 5 Ieньшeниe габаритов, технологичность за счет взаимного оптимального расположения элементов датчика, их выполнения при сохранении герметизации элементов, чувствительных к агрессивным средам, а также обеспечении стабильности и точности показаний за счет щарнирного соединения частей вала и посадки его опорной части на две точки опоры подшипник скольжения и упорный подшипник. Установка гайки в корпусе подвижно позволяет при соединении датчика со щтуцером выходного вала коробки передач размещать датчик с кабелем и разьемом в заданном положении. Наличие уплотнительного кольца обеспечивает герметизацию датчика, исключает попадание воды на все элементы конструкции, находящиеся под напряжением. Установка выходного конца кабеля над платой в выступе-утолщении корпуса позволяет уменьшить габариты датчики, что обеспечивает возможность его размещения в труднодоступных местах коробки передач. Выполнение хвостовика вала в поперечном сечении в виде квадрата позволяет использовать датчик в приводе коробки передач транспортных средств, имеющих выходной вал в поперечном разрезе в виде внутреннего квадрата, с обеспечением стабильности показаний, а также с гарантией исключения поломки вала датчика. Опрессовка постоянного магнита на опорной части вала посредством втулки, имеющей ограничители, обеспечивает постоянство его расположения относительно платы, и, следовательно, исключение потерь части магнитного потока, гарантирует достоверность показателей.
Таким образам, предлагаемое вьшолнение датчика обеспечивает повьппение его ресурса, а взаимное расположение элементов позволяют упростить конструкцию, уменьпшть габариты и повысить надежность датчика. Датчик измерения скорости автомобиля содержит корпус 1 в виде полого стакана, установленный в нем формирователь 2 импульсов, состоящий из печатной платы 3 с микросхемой и постоянного магнита 4 с кольцевой многополюсной структурой, составной вал 5, несущий постоянный магнит 4 и вьшолненный из шарнирно соединенных хвостовика 6 и опорной части 7, установленной посредством подщипника 8 скольжения во внутренней полости крепежной гайки 9, которая подвижно посажена с возможностью кругового вращения в полости корпуса 1 с его открытого торца и закрывает его, посредством кольцевого выступа 10, выполненного примьпсающим к буртику гайки, на ее наружной гладкой поверхности, и ответного ему паза 11 в корпусе 1. На наружной гладкой поверхности гайки 9 выполнен кольцевой паз 12, в котором размещено уплотнительное кольцо 13. Паз 12 и кольцо 13 в нем соответственно равноудалены от внутреннего торца 14 гайки, несущего подшипник скольжения 8, и от выступа 10. В полости гайки 9 по внутреннему торцу 14 выполнены кольцевые проточки 15 для посадки подшипника 8 скольжения, а по наружному торцу 16 выполнены шестигранник под ключ (не показан) и посадочная полость 17 с установочной резьбой, для крепления датчика на штуцере выходного вала, например, коробки передач автомобиля. В дне корпуса 1 запрессована бронзовая втулка 18, размещенная в осевом канале опорной части 7 вала 5, в корпусном гнезде 19 которой установлен шарик 20. Втулка 18 и шарик 20 образуют упорный подшипник - вторую дополнительную опору для установочной опорной части 7 вала 5. Для подключения к электропитанию датчик имеет кабель 21 с разъемом 22. Выходной конец 23 кабеля 22,электрически связанный с платой 3, установлен над ней и они размещены в выступе-утолщении 24, сформированном в корпусе 1, в котором упомянутые элементы залиты пластичным материалом корпуса. Постоянный магнит 4 жестко закреплен на валу 5 посредством опрессовки втулкой 25, имеющей симметричные магниту 4 ограничители 26 его осевого перемещения. Хвостовик 6 вала 5 закреплен в опорной части 7 вала 5 посредством штифта (не показан) и выполнен в поперечном сечении в виде квадрата. В установленном состоянии датчика хвостовик введен в посадочное гнездо вала обьекта, примыкая к контактным поверхностям. При вращении вала 5 с магнитом 4 изменяется поток магнитного поля. Изменение магнитного потока вызывает возникновение электрического сигнала, который усиливается и преобразуется электронными элементами платы 3 и вьшодится на регистрирующие приборы электронной системы автомобиля - электронный спидометр. 4
спидометр. Номинальное напряжение питания 12В. Количество импульсов за один оборот вала датчика - 6 имп./об.
Датчик технологичен, прост в изготовлении и обслуживании. Показал стабильность получаемых характеристик. Надежен и долговечен. Конструкция может бьггь изготовлена без применения специального оборудования и сложной технологии с использованием доступных материалов. Датчик может быть применен на различных транспортных средствах для преобразования скорости вращения приводного вала коробки отбора мощности в частоту электрических импульсов, пропорциональную скорости движения автомобиля.
Источники информации.
1.Полезная модель №3489 (95114728/20), 3.1995.08.16; оп.1997.01.16, кл.ОО РЗ/48, Датчик скорости автомобиля (аналог).
2.Патент № 2150114, 3.1998.06.30; он. 2000.05.27, кл. G01 РЗ/48, «Датчик измерения скорости (аналог).
3.Заявка № 99119454, з. 1999.09.07; он. 2001.07.10; кл. G01 РЗ/44, «Датчик скорости автомобиля (аналог).
4.Полезная модель № 19172 (2001101760/20), з. 2001.01.24. от 2001.08.10 кл. G01 РЗ/48, Датчик скорости автомобиля (прототип).