具有軸承的軸承組件的製作方法

2023-06-09 12:33:46

專利名稱：具有軸承的軸承組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於支承機動車中的轉動構件(尤其是車輪)的軸承組件，所述軸承組件具有軸頸；包含固定地布置的內圈和以一轉速轉動的外圈的軸承；以及傳感器元件，其中，所述傳感器元件和所述軸承的內圈被接納在所述軸頸上。
背景技術：
依據類屬的軸承組件例如作為機動車中、尤其是載貨車例如卡車以及公共汽車等中的車輪軸承裝置使用。在此，在軸頸上布置有帶內圈和外圈以及在內圈與外圈之間滾動的滾動體(例如圓錐滾子、滾針或者滾珠)的軸承，例如車輪軸承。在此，內圈例如收縮裝配到軸頸上，並且必要時為對抗滑脫而利用銷釘或者開ロ銷抗相對轉動地緊固。這種抗相對轉動緊固件的公差設計得相當大。 可以用來監控車輪軸承或者檢測車輪轉速的傳感器元件可以整合到該軸承組件中。由此，DE 102008023588A1已公開了如下的車輪軸承，其中，對隨著外圈轉動的探測器環的轉速加以檢測的傳感器元件與軸頸固定相連。在此，傳感器元件與探測器環之間的公差鏈從接納傳感器元件的套筒開始經由軸頸、滾動體的滾道、滾動體延伸至外圈，並且從那裡開始經由接納連接件延伸至探測器環。按照現有技術，軸承(如車輪軸承)的內圈相對於軸頸藉助伸入內圈的圓柱面的槽的楔形件或者滑鍵抗相對轉動地緊固。除了由於增加了構件而更高的成本之外，還造成內圈在圓柱面區域中在該槽處被特別高地加負荷。

發明內容
因此，本發明的任務在幹，提出ー種軸承組件，其中，所述內圈以簡單方式抗相對轉動地緊固，並且傳感器元件被定中心地接納在所述軸頸上。發明描述該任務通過ー種用於支承機動車上的轉動構件(例如車輪)的軸承組件來解決，所述軸承組件具有軸頸；包含固定地布置的內圈和以ー轉速(例如車輪轉速)轉動的外圈的軸承；以及傳感器元件，其中，所述傳感器元件和所述軸承(例如機動車軸承)的內圈被接納在所述軸頸上，所述傳感器元件以抗相對轉動地緊固的方式被接納在所述軸頸上，並且所述內圈相對於所述傳感器元件以抗相對轉動地緊固的方式得到接納。所提出的軸承組件尤其適用於機動車，例如載貨車如卡車、軌道車輛和公共汽車，然而也適用於小轎車以及非受驅動的車輛(例如掛車和固定應用)，其中，車輪可以理解為相對於固定的軸線隨同軸頸旋轉的構件。按照本發明思想，所述傳感器元件這樣布置在所述軸頸上，即可以檢測描述車輪軸承表現特徵的測量參量。所述傳感器元件例如可以測量車輪軸承的外圈的間距，從而在檢測到偏差時可以了解車輪耗損和車輪軸承故障。所述傳感器元件用作為檢測車輪轉速的轉速檢測機構被證實是特別有利的。在此情況下，所述傳感器元件檢測與轉動角度有關的信號，所述信號例如在傳感器元件中由安裝在外圈上的探測器環生成，例如感生。在此，由傳感器元件依賴於時間檢測表明車輪轉動角度的角度増量，其中，根據時間由數學變型及由對其求導，可以計算轉速、角速度和角加速度。在此情況下，被證實有利的是，所述傳感器元件相對於所述軸頸利用抗相對轉動緊固件精確定位，例如定中心，其中，所述傳感器元件在軸頸上的固定可以藉助於ー個或者多個螺栓來進行，所述傳感器元件相對於軸頸的精確定位藉助於抗相對轉動緊固件來進行。在此，所述傳感器元件可以具有載體件，所述載體件沿周向不僅與所述內圈形成形狀配合，而且也與所述軸頸形成形狀配合。所述載體件例如可以由金屬製成，並且接納傳感器元件。為了使得傳感器元件不僅相對於內圈而且也相對於軸頸形成抗相對轉動地緊固或者說精確定位，所述載體件可以相應具有至少ー個沿徑向擴寬的凸鼻，所述凸鼻嵌接到所述內圈或者所述軸承的至少ー個配套凹隙中。由此，載體件在構成較短的公差鏈情況下使傳感器元件相對於內圈和軸頸得到定位，並且使得軸頸相對於內圈得到定位。用於內圈相對於軸頸抗相對轉動地緊固的附加構件被取消。通過構造徑向凹隙，相比幹與楔形件等有關地在內圈上布置有環形槽的方案相比，將內圈負荷降低。另外，所述傳感器元件以較高定位精 度沿轉動方向定位在軸頸上，從而，増大了作為轉速檢測機構的傳感器元件的角度解析度，即使由于振動使得在傳感器元件和軸頸之間存在公差的螺栓連接出現餘隙時，也可以保持使用壽命。通過傳感器元件與車輪軸承例如通過載體件直接接觸連接，可以建立經由抗相對轉動緊固件從傳感器元件或者其他固定評估單元至直接布置在車輪軸承上的元件(例如其他傳感器)的簡單數據傳輸。因而可以在車輪軸承的自由結構空間上布置至少ー個另外的傳感器元件，例如傳感器，該傳感器元件檢測在車輪軸承上的其他典型車輪軸承測量量，並且通過數據傳輸傳輸至傳感器元件或者傳輸至単獨的評估單元，該傳感器元件針對至少ー個傳感器形成評估單元。為此以有利方式在所述載體件與所述內圈之間配設有電磁接ロ，所述電磁接ロ在最簡單情況下通過載體件傳輸來自無源傳感器的數據。另外，有源傳感器可以被供應能量(例如供電)，並且由評估單元控制例如校準、參量化等。為此可以在所述載體件與所述內圈之間應用插接式連接。為了防止腐蝕或者其他有害影響，數據傳輸可以通過電磁接ロ以遙測方式實施。為了傳輸信息和/或傳遞能量，所述電磁接ロ可以附加或者另選地具有光學、電感和/或電容關聯的發送器組件。至少ー個附件的傳感器例如可以是溫度傳感器、加速度傳感器、壓カ採集器(例如壓電元件)、結構噪聲傳感器等，從而可以在更多區域上並且進而全面地監控車輪軸承，因而可以視傳感器設計方式而定地檢測車輪脫落、軸承摩擦、軸承餘隙、軸承溫度等。例如被證實有利的是，附加傳感器在所述內圈與所述軸頸之間被布置在所述內圈的凹隙中。所述傳感器例如可以是溫度感受器、壓カ傳感器。另選或者附加地，傳感器在所述內圈上沿軸向布置在所述車輪軸承的所述滾動體與所述傳感器元件之間。所述傳感器例如可以沿軸向與布置在軸頸上的傳感器元件所用的探測器環相鄰，其中，所述附加傳感器按照另一測量原理例如以光學方式評估所述探測器環的旋轉角度，從而通過冗餘可以獲得微分的而且彼此監控的信號。另選地，可以布置針對另一測量參量例如結構噪聲的傳感器。


結合附圖進ー步說明本發明。該附圖示出軸承組件的部分剖面圖，所述軸承組件具有車輪軸承以及傳感器元件同車輪軸承內圈相對於軸頸共同的抗相對轉動緊固件。
具體實施例方式附圖以部分剖面圖示出圍繞轉動軸線2布置的軸承組件1，其中，軸頸3固定地布置，車輪軸承4安裝在軸頸3上，車輪軸承4具有固定地布置在軸頸3上的內圈5和接納用於固定車輪的軸承凸緣8的外圈6以及在內圈5與外圈6之間滾動的滾動體7。在梯級狀軸頸3上，傳感器元件11被接納在徑向相對於內圈5所用的接納面9擴寬的雙梯級10上。具有電導線12的傳感器元件11布置在載體件13上，並且連同載體件13 一起利用螺栓14與軸頸3擰接在一起。傳感器元件11和載體件13與雙梯級10相匹 配。傳感器元件11例如可以利用定位裝置定位在載體件13上，傳感器元件11與載體件13例如以卡接、粘接方式相連和/或以其他方式相連。另選地，載體件13可以是傳感器元件11的部分，具體形式為，載體件13例如整合在傳感器元件的殼體中，例如注塑成型到由塑料製成的殼體中。載體件13優選由金屬製成，例如由金屬板材成型，並且具有造型部15，軸頸3的與造型部15互補的對應造型部16沿軸向置入造型部15，用以構成抗相對轉動緊固件17。抗相對轉動緊固件17就其餘隙而言公差設定如此窄，以便在軸頸3與載體件13之間以及因而相對於傳感器元件11形成精確定位。在對置的ー側，載體件13具有造型部18，造型部18與內圈5的、互補的對應造型部19構成抗相對轉動緊固件20，從而內圈5相對於軸頸3和傳感器元件11大致無餘隙地定位。在所示實施例中，傳感器元件11被設計成轉速檢測機構23，轉速檢測機構23作為增量式傳感器對可以是由通過衝出形成的連接片的探測器標記25，探測器標記25沿探測器環24的周邊交替地布置，其中，探測器環24在外圈6上有效或者說以實體固定在軸承凸緣8上。通過轉動經過傳感器元件的連接片的所測得數目或者說通過増量式傳感器的、由連接片生成的信號邊界的所測數目，可以獲知軸承凸緣8以及布置在其上的車輪的旋轉角度。在預定時間單位例如時鐘頻率等之內評估增量，並且對其求導，可以確定轉速、角速度以及角加速度。在內圈5上可以設置有凹隙21，另ー傳感器22例如溫度探測器、壓カ傳感器等被接納在該凹隙21中。另ー傳感器26可以布置在沿軸向位於滾動體7與傳感器元件11之間的結構空間中或者說布置在探測器環24後方，在所示實施例中，探測器環24固定在內圈上。信號的導出以及必要時的傳感器22、26可能需要的供電，在抗相對轉動緊固件20的區域中利用僅示意性示出的電磁接ロ 27來進行，電磁接ロ 27可以是插接連接件或者是也許雙向的發送和接收單元，其中，供電可以利用電容關聯和/或電感關聯來進行。附圖標記列表I 軸承組件2 轉動軸線3 軸頸4 車輪軸承5 內圈
6外圈7滾動體8軸承凸緣9接納面10雙梯級11傳感器元件12導線13載體件
14螺栓15造型部16對應造型部17抗相對轉動緊固件18造型部19對應造型部20抗相對轉動緊固件21凹隙22傳感器23轉速檢測機構24探測器環25探測器標記26傳感器27電磁接ロ
權利要求
1.用於支承機動車上的轉動構件的軸承組件(I)，所述轉動構件尤其是指車輪，所述軸承組件具有軸頸(3);包含固定地布置的內圈(5)和以一轉速轉動的外圈(6)的軸承，尤其是車輪軸承(4)；以及傳感器元件(11 )，其中，所述傳感器元件(11)和所述軸承的所述內圈(5)被接納在所述軸頸(3)上，其特徵在於，所述傳感器元件(11)以抗相對轉動地緊固的方式被接納在所述軸頸(3)上，並且所述內圈(5)相對於所述傳感器元件(11)以抗相對轉動地緊固的方式得到接納。
2.根據權利要求I所述的軸承組件(I)，其特徵在於，所述傳感器元件(11)是轉速檢測機構(23)，用於檢測所述轉動構件的轉速。
3.根據權利要求I或2所述的軸承組件(I)，其特徵在於，所述傳感器元件(11)具有載體件(13)，所述載體件(13)沿周向不僅與所述內圈(5)形成形狀配合，而且也與所述軸頸(3)形成形狀配合。
4.根據權利要求3所述的軸承組件(1)，其特徵在於，所述載體件(13)藉助於各至少一個沿徑向擴寬的造型部(15、18)嵌接到所述內圈(5)和/或所述軸頸(3)的對應造型部(16,19)中。
5.根據權利要求3或4所述的軸承組件(I)，其特徵在於，在所述內圈(5)上布置有至少一個另外的傳感器(22、26)。
6.根據權利要求5所述的軸承組件(I)，其特徵在於，在所述載體件(13)與所述內圈(5)之間，電磁接口(27)設置在所述至少一個另外的傳感器(22、26)與不旋轉的評估單元之間。
7.根據權利要求6所述的軸承組件(1)，其特徵在於，所述電磁接口(27)是插接連接件。
8.根據權利要求5或6所述的軸承組件(I)，其特徵在於，所述電磁接口(27)是遙測接口和/或電感接口。
9.根據權利要求6至8之一所述的軸承組件(1)，其特徵在於，附加傳感器(22)在所述內圈(5)與所述軸頸(3)之間布置在所述內圈(5)的凹隙(21)中。
10.根據權利要求6至9之一所述的軸承組件(I)，其特徵在於，另一傳感器(26)在所述內圈(5)上沿軸向布置在所述車輪軸承(4)的滾動體(7)與所述傳感器元件(11)之間。
全文摘要
本發明涉及一種用於支承機動車上的轉動構件(尤其是車輪)的軸承組件(1)，所述軸承組件具有軸頸(3)；包含固定地布置的內圈(5)和以一轉速轉動的外圈(6)的軸承，例如車輪軸承(4)；以及傳感器元件(11)，其中，所述傳感器元件(11)和所述車輪軸承(4)的所述內圈(5)被接納在所述軸頸(3)上。為了避免內圈(5)相對於傳感器元件(11)相對轉動，所述傳感器元件以抗相對轉動地緊固的方式被接納在軸頸(3)上，並且內圈(5)相對於傳感器元件(11)以抗相對轉動地緊固的方式得到接納。
文檔編號G01P3/44GK102822681SQ201180016759
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月10日 優先權日2010年3月29日
發明者延斯·海默, 伯恩哈德·維爾姆 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司