具有傳感器容納部的車輪軸承的製作方法

2023-06-23 23:07:41 1

具有傳感器容納部的車輪軸承的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有用於容納感應車輪的轉動運動的傳感器的傳感器容納部(8)的車輪軸承，所述車輪軸承具有：可轉動的內環(1)，在所述內環上能夠固定有機動車的車輪，靜止的、固定在車輛上的外環(2)，配設於可轉動的內環(1)的編碼器(4)，設置在靜止的外環(2)上的覆蓋件(3)，其中傳感器容納部(8)通過設置在覆蓋件(3)中的凹處形成，所述凹處與編碼器(4)相對置地設置並且在朝向編碼器(4)的一側上通過對於在編碼器(4)和傳感器之間的交變磁場而言可穿透的分隔壁(7)來封閉。
【專利說明】具有傳感器容納部的車輪軸承

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有權利要求1的前序部分的特徵的、具有用於容納感應車輪的轉動運動的傳感器的傳感器容納部的車輪軸承。

【背景技術】
[0002]這種車輪軸承例如從US5，756，894中已知。車輪軸承在其基礎結構中具有帶有靜止的外環的固定在車輛上的輪轂和旋轉的內環，在所述內環上能夠固定機動車的車輪。所描述的結構對應於設置在未被驅動的車輪上的車輪軸承。在外環和內環之間設有軸承，所述軸承包括多個滾動體，所述滾動體例如設置在兩個平行的軸承環中。此外，在旋轉的內環上抗轉動地保持例如齒環形式的編碼器。在靜止的外環上，還設有用於容納傳感器的傳感器容納部，所述傳感器容納部定位成，使得容納在其中的傳感器以其傳感器面與轉動的編碼器相對置。原則上，車輪軸承必須被潤滑，其中對於儘可能大的使用壽命而言重要的是:潤滑劑既不流出也不通過進入的汙物顆粒汙染。為此，車輪軸承必須是密封的。因為從US5, 756，894中已知的車輪軸承的傳感器容納部朝編碼器敞開，所以在該車輪軸承處在傳感器和傳感器容納部之間必須設有密封件。該密封件本身提高車輪軸承的損壞概率，因為它例如能夠在組裝車輪軸承時被損壞或者由於磨損而失去其密封作用。
[0003]從W02008/006777A1中已知一種車輪軸承，其中編碼器朝外附加地通過覆蓋件來保護，所述覆蓋件同時防止汙物顆粒進入和潤滑劑流出。傳感器本身必須在該車輪軸承處固定在外部，因為在車輪軸承本身上不設有傳感器容納部。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種具有傳感器容納部的車輪軸承，所述車輪軸承應當以安裝友好的方式構成並且具有高的使用壽命。
[0005]本發明通過具有權利要求1的特徵的車輪軸承來實現所述目的。本發明的其他優選的實施方式在從屬權利要求中得出。
[0006]根據本發明的基本思想提出:傳感器容納部通過設置在覆蓋件中的凹處形成，所述凹處與編碼器相對置地設置並且在朝向編碼器的一側上通過對於在編碼器和傳感器之間的交變磁場而言能穿透的分隔壁來封閉。通過傳感器容納部連同存在於覆蓋件中的分隔壁的所提出的構成方案，取消至今為止所需的密封件，使得提高車輪軸承的使用壽命或者降低損壞概率。此外，降低安裝耗費，因為取消密封件的安裝。車輪軸承本身能夠通過所設的覆蓋件和對於交變磁場而言可穿透的分隔壁來嚴密地密封地構成，其中在安裝覆蓋件之後、即沒有與潤滑劑接觸的情況下才安裝傳感器。
[0007]此外，通過覆蓋件中的所設的傳感器容納部簡化車輪軸承的結構上的構造，因為傳感器能夠簡單地被安裝並且尤其自動地設置在對於其功能而言最佳的位置中。此外，為了密封車輪軸承並且為了固定傳感器僅需要一個部件、即覆蓋件，所述覆蓋件能夠在唯一的工作步驟中被安裝。
[0008]此外提出，分隔壁由金屬的、非鐵磁的材料形成。非鐵磁材料的應用在磁場傳感器中是尤其有利的，因為由此不幹擾磁場進而不幹擾所產生的信號。磁場傳感器本身在車輪軸承中尤其被證明是有效的，因為能夠無接觸地進行信號傳遞。由此，能夠通過靜態密封件來嚴密地密封車輪軸承本身。此外，所提出的解決方案具有下述優點:分隔壁具有相對高的強度並且能夠極其保持原樣地製造，使得傳感器能夠極其緊密地設置在分隔壁上進而也相對於編碼器緊密地設置。
[0009]替選地提出，覆蓋件和分隔壁一件式地由塑料形成。通過所提出的實施方式，分隔壁在覆蓋件的噴射過程中同樣被共同噴射，其中此外，塑料具有下述優點:其在應用磁場傳感器時不幹擾磁場並且具有極其小的自重。
[0010]此外提出，覆蓋件由塑料形成並且通過具有比塑料更高的強度的加固部件來穩定形狀。覆蓋件由塑料構成實現了成本有利的大批量生產，並且此外，實現節省重量。覆蓋件本身具有兩個功能，即密封車輪軸承並且同時承載傳感器。由於這些功能，覆蓋件必須即使在持續負載時也具有特定的保持原樣能力和強度。該強度和保持原樣能力能夠在該情況下通過加固件來實現。
[0011]此外提出，覆蓋件在該情況下經由加固件固定在車輪軸承的外環上。因為加固件由於其較高的強度而整體上具有較高的形狀精度並且即使在外部作用的力的情況下由於較高的強度而不太強地變形，所以覆蓋件與設置在其中的傳感器由此以更大的位置精度固定在車輪軸承上，這尤其在信號生成方面是有利的，因為傳感器由此能夠相對於編碼器位置顯著更準確地設置。
[0012]覆蓋件的尤其保持原樣地固定和覆蓋件能簡單密封的固定由此能夠通過下述方式實現:加固件具有突出於覆蓋件的邊緣的環部段，所述覆蓋件藉助環部段貼靠外環的環柱形的突起。
[0013]在另一優選的實施方式中，加固件能夠通過薄壁的、金屬的成型件形成，使得所述加固件例如能夠作為衝壓件以深衝方法製造。
[0014]此外提出，金屬的成型件具有至少一個柱形的環部段並且在環部段中成形為徑向向外地或向內地突出的摺疊部段，並且在摺疊部段的區域中通過形成覆蓋件的塑料來壓力注塑包封。通過摺疊部段和用塑料壓力注塑包封，加固件和覆蓋件的塑料能夠尤其持久地形狀配合地彼此連接。
[0015]此外，分隔壁通過加固件形成，這因此尤其是有利的，因為加固件能夠在強度大的同時以高的形狀精度極其薄壁地構成並且傳感器由此能夠極其緊密地定位在編碼器上。加固件在該情況下優選由金屬的、非鐵磁的材料製成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面，根據多個實施例詳細闡述本發明。在附圖中能夠詳細地看出:
[0017]圖1示出具有覆蓋件的車輪軸承的第一變型形式，
[0018]圖2示出具有覆蓋件的車輪軸承的第二變型形式，
[0019]圖3示出圖2的車輪軸承的放大的部分視圖，
[0020]圖4示出具有用塑料壓力注塑包封的加固件的覆蓋件，
[0021]圖5示出由金屬成型件製成的、具有傳感器容納部的覆蓋件。

【具體實施方式】
[0022]在圖1中能夠看到具有可轉動的內環I和能固定在車輛上的靜止的外環2的常見結構類型的車輪軸承。外環2以已知的方式例如能夠固定在車輪支架上或者固定在機動車的底盤的另一部分上，而內環I用於固定機動車的車輪。在外環2和內環I之間設有多個滾動體5，所述滾動體設置在兩個平行地彼此定向的軸承環中。在可轉動的內環I上還保持例如呈具有齒的環的形式的編碼器4，所述編碼器抗轉動地固定在內環I上進而連同內環I和機動車的車輪一起轉動。
[0023]在靜止的外環2上設有具有傳感器容納部8的覆蓋件3，所述覆蓋件以塑料注塑件的形式製造。塑料注塑件徑向向外通過加固件11來穩定形狀，所述加固件通過環形的金屬成型件形成，並且覆蓋件3包括環形的法蘭。覆蓋件3藉助環形的法蘭和設置在其上的加固件11引入到外環2的開口中並且在內側貼靠外環2的環形的法蘭12。
[0024]傳感器容納部8在覆蓋件3的噴射過程中共同成形並且定位成，使得所述傳感器容納部與編碼器4相對置地設置在覆蓋件的固定部位中。傳感器容納部8還通過由覆蓋件3的塑料的薄壁形成的薄的分隔壁7朝編碼器4和車輪軸承封閉，使得位於車輪軸承中的潤滑劑既不能夠流出也不能夠被進入的汙物顆粒汙染。保持在傳感器容納部8中的傳感器檢測穿過分隔壁7的由編碼器產生的交變磁場並且由此生成代表車輪的轉動運動的電信號。
[0025]在圖2中能夠看到本發明的一個替選的實施形式，其中同樣設有加固件9，所述加固件通過金屬的成型件來形成，所述成型件成形為鍋狀件並且同時形成封閉傳感器容納部8的分隔壁7。
[0026]在圖3中能夠在傳感器容納部8的放大的部分中看到圖2中的車輪軸承。加固件9在其側壁上成形為徑向向外突出的摺疊部段10，所述摺疊部段用覆蓋件3的塑料壓力注塑包封，使得加固件9和覆蓋件3彼此形狀配合地連接。加固件9通過非鐵磁的、金屬的材料形成。編碼器4通過由鐵磁材料構成的環形成並且在其朝向傳感器容納部8的一側上例如設有徑向向內伸出的齒部或磁性部段。傳感器容納部8設置在覆蓋件3的加厚的凸肩6中，所述凸肩的尺寸確定為，使得保持在傳感器容納部8中的傳感器被可靠地固定並且向外被保護。
[0027]在圖4中能夠看到作為單獨部件的圖2和3中的覆蓋件3。覆蓋件3與加固件9一起通過下述方式作為單獨部件製造:加固件9在成型之後插入到注塑模具中並且用覆蓋件3的塑料壓力注塑包封。
[0028]在圖5中能夠看到覆蓋件3的改進形式，其中加固件9本身形成覆蓋件3並且具有呈凹處13形式的傳感器容納部8，使得取消塑料壓力注塑包封。覆蓋件3在該情況下具有帶有例如螺紋的第二凹處14，在所述凹處中藉助於螺旋連接能夠將傳感器固定在覆蓋件3上進而固定在傳感器各納部8中。
[0029]在此，對於本發明的功能重要的尤其是:覆蓋件3的分隔壁7對於在編碼器4和傳感器之間的交變磁場而言是可穿透的。這例如能夠在應用磁場傳感器時通過為分隔壁7使用塑料或非鐵磁材料來實現。
[0030]編碼器4例如能夠構成為具有在周向上變化地磁化的多極編碼器，這例如能夠通過變化的磁極性的在周向上均勻分布的部段來實現。
[0031]在此，編碼器4能夠代替徑向定向的齒部和由此產生的軸向定向的磁場也具有軸向定向的齒部，所述軸向定向的齒部在相應磁化的情況下產生徑向定向的交變的磁場。
[0032]編碼器4在此能夠本身是有源的，即產生磁場，也能純無源地構成。只要編碼器無源地構成，信號就通過編碼器4的造型部、例如通過齒部或波形部來產生，所述造型部在運動經過傳感器的永磁場期間產生與車輪的轉速和形狀相關的信號。
[0033]附圖標記列表
[0034]I 內環
[0035]2 外環
[0036]3 覆蓋件
[0037]4 編碼器
[0038]5 滾動體
[0039]6 凸肩
[0040]7 分隔壁
[0041]8 傳感器容納部
[0042]9 加固件
[0043]10 摺疊部段
[0044]11 加固件
[0045]12 突起
[0046]13 凹處
[0047]14 凹處
【權利要求】
1.一種具有用於容納感應車輪的轉動運動的傳感器的傳感器容納部(8)的車輪軸承，所述車輪軸承具有: -能轉動的內環(I)，在所述內環上能夠固定有機動車的車輪， -靜止的、固定在車輛上的外環(2)， -配設於能轉動的所述內環(I)的編碼器(4)， -設置在靜止的所述外環⑵上的覆蓋件(3)， 其特徵在於，所述傳感器容納部(8)通過設置在所述覆蓋件(3)中的凹處形成，所述凹處與所述編碼器(4)相對置地設置並且在朝向所述編碼器(4)的一側上通過對於在所述編碼器(4)和所述傳感器之間的交變磁場而言能穿透的分隔壁(7)來封閉。
2.根據權利要求1所述的車輪軸承，其特徵在於，所述分隔壁(7)由金屬的、非鐵磁的材料形成。
3.根據權利要求1所述的車輪軸承，其特徵在於，所述覆蓋件(3)和所述分隔壁(7)—件式地由塑料形成。
4.根據上述權利要求中的任一項所述的車輪軸承，其特徵在於，所述覆蓋件(3)由塑料形成並且通過具有比塑料更高的強度的加固部件(9，11)來穩定形狀。
5.根據權利要求4所述的車輪軸承，其特徵在於，所述覆蓋件(3)經由所述加固件(9，11)固定在所述車輪軸承的所述外環(2)上。
6.根據權利要求5所述的車輪軸承，其特徵在於，所述加固件(9，11)具有突出於所述覆蓋件(3)的邊緣的或者伸入的環部段，所述覆蓋件(3)藉助所述環部段貼靠所述外環(2)的環柱形的突起(12)。
7.根據權利要求4至6中的任一項所述的車輪軸承，其特徵在於，所述加固件(9，11)通過薄壁的、金屬的成型件形成。
8.根據權利要求7所述的車輪軸承，其特徵在於，所述金屬的成型件具有至少一個柱形的環部段並且在所述環部段中成形為徑向向外地或向內地突出的摺疊部段(10)，並且在所述摺疊部段(10)的區域中通過形成所述覆蓋件(3)的塑料來壓力注塑包封。
9.根據權利要求4至8中的任一項且不引用權利要求3所述的車輪軸承，其特徵在於，所述分隔壁(7)通過所述加固件(9，11)形成。
10.根據上述權利要求中的任一項所述的車輪軸承，其特徵在於，所述編碼器(4)是在周向上變化地磁化的多極編碼器。
【文檔編號】B60B27/00GK104081073SQ201380005553
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年2月12日 優先權日:2012年3月15日
【發明者】克裡斯蒂安·默克, 弗洛裡安·柯尼格爾, 凱·舒馬赫 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司