用在機動車輛的輪轂上的軸承組件的製作方法

2023-12-05 06:39:46

專利名稱：用在機動車輛的輪轂上的軸承組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用在機動車輛的輪轂上的軸承組件，軸承組件配備有一個轉動傳感裝置和一個電磁耦合器，用於向軸承單元的轉動部分和固定部分輸入和輸出電力和數據。
背景技術：
裝有轉動傳感裝置的軸承組件是本領域公知的。一個脈衝環(impulse ring)或音輪(tone wheel)，通常為一個磁化環(例如，參見EP-0745857)，被緊固安裝在一個處於控制中的可轉動元件上以隨其轉動，該可轉動元件可以是一個驅動軸或一個輪轂。公知的可以使用一個被磁性極化的鐵氧體環(plastoferritering)作為一個磁化環，從而可構成一個沿圓周方向交錯的或隔開連續的南/北極。脈衝環可操作的朝向一個安裝在固定元件上的磁/電轉換器。當轉動元件旋轉時，與轉換器相連的磁通量在磁化區域穿過轉換器的前方時改變，因而可以提供指示旋轉運動數據(角位置、速度、加速度等)的電脈衝。轉換器所提供的電子信號被傳送至一個安裝在車輛儀錶板上的電子處理單元並進行處理從而可得出關於轉動元件運動的信息。
美國專利No.3852717公開了一種裝置，用於自動檢測充氣輪胎內的壓力損失及溫度的異常增加。壓力和溫度開關被串連至一個具有一初級線圈和一個次級線圈的電磁耦合器。初級線圈安裝在一個支撐轉軸的固定軸頸元件上。次級線圈緊固在一個同心軸上以便隨其轉動，同時與開關串連。
WO00/23779公開了一種軸承組件具有一個整體變壓器。一個第一線圈安裝在該軸承的固定座圈上，第二線圈安裝在轉動座圈上。第一和第二線圈互相靠近以便固定線圈所產生的磁通與第二線圈相連。由於第一和第二線圈之間的相互電磁耦合，從而就可能將電信號傳送到安裝在車輪轉動部分上的電路上。

發明內容
鑑於上述背景，本發明的一個目的是提供一種改進的軸承組件，其具有緊湊的設計、可靠且可以向機動車的車輪和底盤輸入/輸出電力和數據。
下文將進行更好的解釋說明，根據本發明的由所附權利要求限定的一種軸承組件可以實現上述及其他目的。


通過下文對軸承組件的兩個優選實施例的詳細說明，本發明的特徵和優點將變得顯而易見。參考附圖，其中圖1是一個根據本發明第一實施例的軸承組件的部分軸向截面圖；和圖2是一個示意性的透視圖，其表示了一個結合在本發明軸承組件中的線圈、傳感器和脈衝環的另一種可選的布置方式。
具體實施例方式
參照附圖，附圖標記10代表的是一個機動車車輪的可轉動輪轂的一個管狀部分，其緊固在一個恆速接頭11上以隨其旋轉。輪轂10配備有一個軸承裝置，其具有一個固定在一個懸掛支架(圖中未示)上的徑向外側固定座圈12、一個徑向內側轉動座圈13及滾動體14，在此實施例中滾動體被置於固定座圈及轉動座圈之間。內側座圈13通過輪轂管狀部分10的軸向端的冷成型而軸向鎖定在輪轂10上，這樣就可以形成一個徑向向外的凸緣15，該凸緣與轉動座圈13的徑向表面或者徑向側16鄰接，其對軸承裝置進行軸向預加載並消除軸承組件間的任意軸向間隙。恆速接頭具有一個徑向表面17與輪轂的端部凸緣15鄰接(參見圖1的下半部分)。在這裡，術語例如「徑向」和「軸向」應參照軸承的軸線x來進行解釋。
軸承組件配備有一個轉動傳感裝置。一個脈衝環18，最好是一個公知形式的磁化環，通過一個由非鐵磁材料製成的環形支架19安裝在轉動座圈13上。脈衝環18軸向安裝在朝著磁/電轉換器或傳感器20的位置處，該傳感器優選為一個霍爾傳感器並位於一個環形的傳感器支架21上，其由非鐵磁材料製成並被保持在固定外座圈12上。
由於速度傳感裝置其本質上是本領域公知的，因而在此無需進一步說明。只要說明當車輪及轉動座圈旋轉時，脈衝環18移動並超過電磁轉換器20就足夠了。移動的磁極所產生的磁通由轉換器20相連並使轉換器產生一個電脈衝形式的輸出信號來指示車輪的旋轉運動。轉換器20發出的電脈衝通過一個數據傳輸線22輸送到一個車載處理單元來獲取關於車輪旋轉數據的信息。電力線23用於從車載電池(圖中未示)向傳感器(轉換器)20輸送電力。
軸承組件包括一個電感耦合器構成的轉動變壓器可用於實現多種功能，將在下文進行具體說明。電感耦合器由一個緊固在固定傳感器支架21的第一線圈24和一個安裝在相同環形支架19上的第二線圈25組成，該環形支架1 9支撐脈衝環18從而可以緊隨軸承的轉動內座圈13一同轉動。
電力線23從車載電池向第一固定線圈24提供電流。第二轉動線圈25通過電纜26與例如開關(圖中未示，或者傳感器，或者其他的需要供電的電/電子裝置)串聯，該裝置安裝在車輪上以監測重要的操作參數，該參數可以是直接與輪胎相關的參數，例如溫度或氣壓，或者是關於其他量的，例如傳感裝置負載。
第一線圈24和第二線圈25儘可能互相靠近，從而由一個線圈產生的磁通可以與另一個線圈磁性相連。由於兩個線圈的相互電磁耦合，就使得第一線圈24可以向第二線圈25傳輸電信號，反之亦然。正如本領域技術人員所公知的，第一線圈24和第二線圈25的相互耦合取決於兩個線圈所佔的表面和每個線圈的纏繞圈數。通過選擇線圈的尺寸和數量就可以在一個寬的頻率範圍內得到一個強電磁耦合器。在圖1所示實施例中，兩個線圈24、25被放置成沿軸承旋轉軸線x軸向相對。
優選地，各線圈24、25被容納在各環形支架21、19上的圓周凹槽21a、19a中，且一個鐵氧體的薄線圈27、28被放入各線圈與相應的支架之間以便磁屏蔽各線圈從而避免對外部產生電磁汙染。
線圈24、25非常緊靠一種公知的密封裝置，該密封裝置均由附圖標記29指代，用於密封軸承裝置的外座圈12與內座圈13之間的縫隙。優選線圈24、25和速度傳感裝置被容納在軸承裝置的軸向空間中，這就使得軸承組件具有一個緊湊的設計。此外，通過將線圈布置在環形支架19、21上可以形成一種迷宮式密封從而防止灰塵和其他汙染物，例如來自旁邊制動器的油脂和金屬顆粒，進入並沉積在線圈上。
將轉動線圈25與裝在車輪上的開關(或者傳感器，或者其他電/電子裝置)相連的電纜26穿過徑向通道30，通道形成在恆速接頭15與輪轂的外部徑向變形凸緣15之間的接觸面上。徑向通道30通常是通過對輪轂邊緣部分15進行機加工製成的。自此，電纜26穿過輪轂管狀部分10與恆速接頭11之間的圓柱形接觸面上的軸向狹縫31，並延伸到所述開關以便向其提供電流並將由開關發出的數據信號傳回至轉動線圈25。這些電子信號由電感耦合器從第二轉動線圈25傳回至第一固定線圈24，並從固定線圈向第一線圈24供電的同樣的電線32向車載處理單元發送。需注意的是，正如本領域技術人員所公知的，感測到的壓力和溫度信號的傳送也可以由分開的導線傳送。
在圖2所示的另一可選實施例中，其提供了一種很緊湊的設計，固定線圈和轉動線圈軸向相對(而不是徑向相對)，因而電磁耦合是軸向的。每個線圈位於或者刻在相應的印刷電路板34、35上，其可以是剛性的或撓性的，優選具有薄的鐵氧體線圈(圖2中未表示，但與圖1中的附圖標記27、28相類似)放在各線圈與其印刷電路板之間以避免來自外部的或者向外的電磁汙染。轉動的印刷電路板35和脈衝環18被裝在非鐵磁材料的同一環形支架上(19，圖2未示)。磁/電轉換器或者霍爾傳感器(在圖2示例中有兩個霍爾傳感器)，直接安裝在固定印刷電路板34從而可以徑向面對著脈衝環18的南北極。
當公開本發明的具體實施例時，應理解這種公開僅僅是為了解釋說明的目的因而本發明不受任意方式的限制。不同的改進型例如部件的形狀和位置，以及結構和功能細節對於本領域技術人員來說由於前面的示例而變得顯而易見。
權利要求
1.一種用於機動車輛車輪輪轂的軸承組件，包括-一個軸承單元，其具有至少一個轉動座圈(13)，一個固定座圈(12)，和徑向布置在座圈之間的滾動體(14)；-一個轉動傳感裝置，其具有一個脈衝環(18)通過一個轉動的環形支架(19)而被保持在轉動座圈(13)上並隨其旋轉，和一個磁/電轉換器(20)通過一個固定的環形支架(21)安裝到固定座圈(12)上並可操作的朝向脈衝環(18)；-一個電磁感應耦合器，包括一個固定線圈(24)可電連接到一個供電裝置(32)並由固定環形支架(21)承載，和一個轉動線圈(25)可電連接(26)到至少一個裝在車輪上的電或電子裝置，轉動線圈(25)由轉動環形支架(19)承載並與固定線圈(24)電磁耦合。
2.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於第一和第二線圈(24、25)安裝在靠近軸承單元的一側。
3.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於第一和第二線圈(24、25)相互同軸安裝。
4.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於轉動線圈(25)通過導電裝置(26)可電連接到所述車輪上的電或電子裝置。
5.如權利要求4所述的軸承組件，組件被安裝到車輪輪轂的軸向管狀部分(10)上，該輪轂具有一個端部(15)鄰接恆速接頭(11)的徑向肩部(17)，其中導電裝置(26)穿過一個形成在恆速接頭(11)與輪轂端部(15)之間接觸面上的徑向通道(30)。
6.如權利要求5所述的軸承組件，其特徵在於輪轂(10)的端部(15)是冷成型於轉動座圈(13)的徑向表面(16)上的一個徑向向外的凸緣部分，從而可以將軸承單元軸向鎖定在輪轂之上，其中徑向通道(30)通過加工輪轂邊緣部分(15)形成。
7.如權利要求4或5或6所述的軸承組件，其特徵在於導電裝置(26)還穿過形成在輪轂管狀部分(10)與恆速接頭(11)之間的圓柱形接觸面上的軸向狹縫(31)。
8.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於第一和第二線圈(24、25)分別由相應的支架(21、19)承載以便可以軸向相對。
9.如權利要求8所述的軸承組件，其特徵在於所述第一和第二線圈(24、25)分別安裝在由固定、轉動支架(21、19)支撐的相應的固定和轉動的印刷電路板(34、35)上。
10.如權利要求9所述的軸承組件，其特徵在於至少一個所述轉換器(20)安裝在固定印刷電路板(34)上。
11.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於各線圈(24、25)分別被容納在各環形支架(21、19)上形成的對應圓周凹槽(21a、19a)中。
12.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於由電磁屏蔽材料製成的薄片(27、28)與各線圈(24、25)耦合，從而可避免來自外部的或者向外部釋放的電磁汙染。
13.如權利要求12所述的軸承組件，其特徵在於所述電磁屏蔽材料(27、28)是鐵氧體。
14.如權利要求1所述的軸承組件，其特徵在於支架(19、21)由非鐵磁材料製成。
全文摘要
一種用於車輛車輪輪轂的軸承組件，其具有一個轉動傳感裝置和一個電磁感應耦合期。一個轉動傳感裝置，其具有一個通過一個轉動的環形支架(19)而被保持在轉動座圈(13)上以隨其旋轉脈衝環(18)，和一個磁/電轉換器(20)，其通過一個固定的環形支架(20)安裝到固定座圈(12)上並可操作的朝向脈衝環(18)。電磁感應耦合包括一個固定線圈(24)，其可電連接到一個供電裝置(32)並由固定環形支架(21)承載，和一個轉動線圈(25)，其可以電連接到至少一個裝在車輪上的電或電子裝置，轉動線圈(25)由轉動環形支架(19)承載並與固定線圈(24)電磁耦合。
文檔編號G01P3/44GK1576851SQ20041005529
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月8日 優先權日2003年7月9日
發明者B·吉埃, A·莫倫納, S·皮洛內, S·范巴列古伊 申請人:Skf公司