專利名稱：帶有編碼器和傳感器的車輪軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輪軸承裝置，它包括至少一個編碼器、至少一個傳感器、一個同心于旋轉(zhuǎn)軸線安裝的密封裝置以及一個可旋轉(zhuǎn)運動地支承在車輪軸承裝置內(nèi)的輪轂，其中-輪轂的徑向凸緣沿徑向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線地定向，-密封裝置至少密封一個在徑向凸緣側(cè)面圍繞輪轂的徑向的環(huán)形間隙，-密封裝置有至少一個用一種非鐵磁性材料制成的蓋環(huán)和至少一個彈性的第一密封唇，-第一密封唇固定在蓋環(huán)上并緊密地貼靠在編碼器上，-編碼器設(shè)在密封裝置內(nèi)側(cè)并可隨輪轂繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)運動。
背景技術(shù)：
在US 4,864,231中介紹了這種車輪軸承裝置。輪轂可旋轉(zhuǎn)地支承在此車輪軸承裝置中。在輪轂上設(shè)有用于固定汽車車輪的徑向凸緣。在這里，密封裝置處在車輪軸承裝置的面朝汽車車輪的那一側(cè)。組合在車輪軸承裝置內(nèi)的傳感器隔開一個空氣間隙與編碼器對置。此外，傳感器安裝在車輪軸承裝置的外環(huán)內(nèi)的一個通孔中。在安裝傳感器時和為了修理而更換傳感器時，存在污物進(jìn)入密封裝置內(nèi)并因而進(jìn)入滾動體之間的滾動觸點中和到達(dá)滾動體內(nèi)的危險。貼靠在編碼器上的密封裝置經(jīng)過軸承裝置較短或較長時間的運行會被來自環(huán)境的污物逐漸滲入和變得不再密封。在這兩種情況下都不利地縮短了車輪軸承裝置的使用壽命。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種按此類型的車輪軸承裝置，它能更好地防止環(huán)境的影響。
此目的通過權(quán)利要求1的特征達(dá)到，權(quán)利要求1針對一種車輪軸承裝置，它包括至少一個編碼器、至少一個傳感器、一個密封裝置以及一個可繞車輪軸承裝置旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地支承在車輪軸承裝置內(nèi)的輪轂。按本發(fā)明的車輪軸承裝置有下列特征和構(gòu)造本發(fā)明可以使用在所有已知類型的例如有固定的外環(huán)和可旋轉(zhuǎn)運動地支承在外環(huán)內(nèi)的輪轂的車輪軸承裝置中。在此車輪軸承裝置中，設(shè)計至少一個內(nèi)滾道和一個外滾道用于車輪軸承裝置的滾動體，其中，外滾道可隨輪轂相對于在外環(huán)上的內(nèi)滾道繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)運動。這尤其涉及有滾柱或滾珠作為滾動體的雙排及四排車輪軸承組，尤其涉及按錐形滾柱軸承或徑向止推滾珠軸承設(shè)計型式的車輪軸承。
車輪軸承組按選擇有具有用于所有排滾道的整體式軸承環(huán)、分開的軸承環(huán)、或每一排有一個軸承環(huán)、以及上述這些設(shè)計的一些組合。內(nèi)環(huán)優(yōu)選地坐落在輪轂上，在這種情況下，軸承裝置優(yōu)選地借助卷邊壁板無間隙地安裝在輪轂上，或通過使用所有可想到的其他方式無間隙地安裝在輪轂上。滾動體的滾道設(shè)計在分開的內(nèi)環(huán)或外環(huán)上，或設(shè)計在整體式設(shè)有至少兩個滾道的環(huán)上。外環(huán)坐落在車輪架內(nèi)，車輪架本身又固定在汽車上。所述的一個或多個內(nèi)環(huán)坐落在輪轂上。按另一種可選擇的方案，一個或多個滾道直接設(shè)計在輪轂上。還存在形式上為車輪架并有一個凸緣的外環(huán)。在這種外環(huán)上，直接構(gòu)造至少一個內(nèi)滾道。在外環(huán)上的凸緣用于將車輪軸承裝置固定在汽車上。輪轂上的徑向凸緣用于將一個或多個汽車車輪固定在輪轂上。
密封裝置從徑向凸緣方面防止外部環(huán)境影響車輪軸承裝置的內(nèi)部。車輪軸承裝置的內(nèi)部在這里至少理解為外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的徑向環(huán)形間隙以及裝在其中的滾動體、用于導(dǎo)引滾動體的保持架以及車輪軸承傳感器裝置的構(gòu)件和可能的另一些基本上沿徑向裝在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的軸承元件。
密封裝置同心于旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置以及有至少一個蓋環(huán)和至少兩個彈性密封唇。蓋環(huán)覆蓋設(shè)在密封裝置內(nèi)部的編碼器的至少信號活性部分。所述的蓋環(huán)
-大多設(shè)計為旋轉(zhuǎn)對稱的并且帽罩狀帶有孔，-圍繞輪轂并旋轉(zhuǎn)固定地坐落在車輪架上，但優(yōu)選旋轉(zhuǎn)固定地坐落在外環(huán)上，-優(yōu)選用非鐵磁性的薄板制成，或按另一種可選擇的方案用一種或多種非鐵磁性材料如塑料和輕金屬制成，-優(yōu)選通過冷變形制造，如深沖、擠壓、精壓或這些工藝的組合，-有一個空心圓柱形支座，蓋環(huán)借助它優(yōu)選坐落在外環(huán)上，但也可按另一種方案坐落在外環(huán)內(nèi)或車輪架上，-在傳感器與被蓋環(huán)覆蓋的信號活性的編碼器之間延伸，其中蓋環(huán)優(yōu)選以一個空心圓柱形的第一環(huán)段在傳感器與編碼器之間延伸，以及，此第一環(huán)段從所述的支座出發(fā)，-優(yōu)選地有一個圓盤段，它沿徑向在第一環(huán)段與第二環(huán)段之間延伸，圓盤段沿軸向覆蓋車輪軸承的內(nèi)部并沿軸向與徑向凸緣對置，-有設(shè)計為空心圓柱形并被第一環(huán)段圍繞的第二環(huán)段。
密封唇設(shè)計為環(huán)形的，并優(yōu)選通過噴注固定在蓋環(huán)上或硫化在蓋環(huán)上。密封唇中的第一密封唇優(yōu)選沿徑向朝旋轉(zhuǎn)軸線方向緊密預(yù)緊地壓靠在編碼器上，也可按另一種方案沿軸向緊密預(yù)地貼靠在編碼器上。本發(fā)明的一項設(shè)計規(guī)定，第一密封唇雙重地緊密貼靠在編碼器上，在這里，密封唇的自由端沿軸向緊密地貼靠在編碼器的腹板上，以及，密封唇在此自由端前面的部分沿徑向貼靠在支座上。此外，密封唇可按選擇用一個環(huán)形彈簧預(yù)緊，它將密封唇的至少一個沿徑向貼靠在支座上的部分預(yù)緊地壓靠在支座上?；蛘撸部梢栽O(shè)兩個第一密封唇，其中一個例如沿軸向貼靠在腹板上，而另一個貼靠在編碼器的支座上。第二密封唇緊密地貼靠在徑向凸緣的沿徑向從輪轂伸出的部分上。
本發(fā)明的一項設(shè)計規(guī)定，第一密封唇固定在第二環(huán)段上。第二密封唇或尤其是兩個第二密封唇優(yōu)選固定在蓋板的圓盤段上，并貼靠在徑向凸緣的軸向平面上，或貼靠在輪轂與徑向凸緣之間通過至少一個半徑定義的凹部上。密封唇通常對密封面預(yù)緊壓靠地安裝在編碼器上或徑向凸緣上。該預(yù)緊在實際工作中通常為0.2mm。
貼靠在徑向凸緣上的密封唇在密封功能上連接在貼靠在編碼器上的密封唇前面，所以在這些密封唇之間構(gòu)成一個環(huán)腔。此環(huán)腔可選擇性地充填油脂。這些密封唇用一種彈性的密封材料如彈性體或包括多個相同或不同材料的部分。
編碼器可隨輪轂繞旋轉(zhuǎn)軸線相對于第二環(huán)旋轉(zhuǎn)運動，以及優(yōu)選地基本上整體式由支座、在支座與另一個設(shè)計為空心圓柱形的信號活性的編碼器段之間的徑向腹板組成。也就是說，編碼器借助一個優(yōu)選用薄板成形的包括腹板和支座的支架，固定在旋轉(zhuǎn)的軸承環(huán)上或直接固定在輪轂上。支座設(shè)計為空心圓柱形并直接緊壓在輪轂上或優(yōu)選在內(nèi)環(huán)上。緊密地貼靠在編碼器上的密封唇優(yōu)選貼靠在支座的一個圓周側(cè)密封面上?；钚缘木幋a器段同心于旋轉(zhuǎn)軸線并沿徑向至少部分設(shè)置在第一環(huán)段與第二環(huán)段之間，在這里優(yōu)選繞此支座延伸。用于編碼器優(yōu)選的材料是薄板。
術(shù)語“編碼器”是指一個或多個整體式或分成多個部分的編碼器，它或它們設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線的圓周側(cè)。“信號活性”在本文中應(yīng)理解為編碼器所有信號輸出(脈沖輸出)和信號反射的裝置和設(shè)計。因此編碼器的信號活性部分可選擇是一個薄板制成的帶有自由空間的脈沖環(huán)，其沿周向以腹板為界，或是一個圓周側(cè)設(shè)計為波紋狀的薄板環(huán)。或者，編碼器用交替極化的材料或者用含有可磁化的添加物的載體材料制成。這些材料例如是添加可磁化物質(zhì)的塑料，或含有可磁化的填料的塑料。按另一種方案，編碼器用磁化的金屬制造。因此，編碼器或是一個由脈沖發(fā)送器、腹板以及支座組成的薄板元件，或者出可以是一個設(shè)在由支座和腹板組成的薄板支架上交替極化的脈沖發(fā)送器。
通過蓋環(huán)的優(yōu)選圓盤狀的區(qū)段到外環(huán)端側(cè)的端側(cè)距離，在密封裝置內(nèi)提供了在帽蓋與外環(huán)端側(cè)之間沿軸向附加的用于編碼器的位置。因此編碼器在其徑向尺寸和軸向尺寸上可以設(shè)計得較大一些，并沿徑向伸入帽蓋與外環(huán)端側(cè)之間軸向的自由空間內(nèi)。將編碼器布置在環(huán)形間隙之外帶來的優(yōu)點是，可為布設(shè)密封裝置提供更多可用的位置。傳感器裝置和一個沿徑向向外定向的編碼器，與軸向定向的編碼器相比，需要較小的徑向結(jié)構(gòu)高度。在結(jié)構(gòu)空間上的收獲可以附加地利用于優(yōu)化密封裝置的設(shè)計，因為在軸承環(huán)之間本來只有很小的徑向結(jié)構(gòu)空間可供安裝密封裝置使用。
傳感器與編碼器對置地設(shè)在密封裝置外側(cè)，在這里，用非鐵磁性材料制成的蓋環(huán)至少在編碼器與傳感器之間延伸。一個或多個沿徑向設(shè)置在蓋環(huán)外面的傳感器主要沿徑向截取編碼器的信號，不去注意這些信號可能的其他方向的散射，或沿徑向朝編碼器的方向發(fā)送信號。為此，編碼器以其交替地信號接收、信號反射或信號發(fā)生的那一側(cè)優(yōu)選沿徑向向外定向。該一個或多個傳感器或坐落在相對于旋轉(zhuǎn)的輪轂不旋轉(zhuǎn)運動的軸承環(huán)/車輪架上，或者按另一種方式相對于汽車固定。在安裝和修理的情況下傳感器的裝配不進(jìn)入密封裝置內(nèi)部進(jìn)行，而是分開地在密封裝置旁進(jìn)行，所以不存在污染軸承的危險。
密封裝置優(yōu)選設(shè)計為盒式密封裝置。在這里，密封裝置重要的元件組合成一個由支架、帽蓋、密封件和編碼器組成的結(jié)構(gòu)單元。由此簡化了倉庫管理、運輸和在軸承裝置內(nèi)的裝配。此密封裝置可用按現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置替換，不必在軸承裝置的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)空間方面的改變。
編碼器的活性和沿徑向面朝外的表面優(yōu)選設(shè)計為圓柱體的外表面的形狀或者構(gòu)成截圓錐體的外表面。編碼器沿徑向方向向外的活性(上)表面，優(yōu)選地設(shè)計在形式上為一個旋轉(zhuǎn)對稱的空心圓柱體或截錐體的整體式編碼器上，或者分成多個部分由多個在此類圓柱體/截錐體上的扇形段組成。有截圓錐體外表面的編碼器的突出優(yōu)點是，在整個圓周上有均勻的磁場強(qiáng)度以及磁化的編碼器的極化間距有高的精度。編碼器的圓錐角或錐角優(yōu)選為5°＜＝α＜＝15°。
針對附圖的說明

圖1表示車輪軸承裝置1沿旋轉(zhuǎn)軸線1a的剖視圖。車輪軸承裝置1有至少一個編碼器2、至少一個傳感器3、一個同心于旋轉(zhuǎn)軸線1a設(shè)置的密封裝置4和一個可旋轉(zhuǎn)運動地支承在車輪軸承裝置1內(nèi)的輪轂5。輪轂5有一個在本例中與輪轂5設(shè)計為一體的沿徑向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線1a定向的徑向凸緣6。徑向凸緣6用于在圖中左側(cè)固定一個未表示的汽車車輪。輪轂5以及汽車車輪借助車輪軸承7可繞旋轉(zhuǎn)軸線1a旋轉(zhuǎn)運動地支承。車輪軸承7在本例中由兩個內(nèi)環(huán)8和9、一個外環(huán)10和在保持架12中的滾動體11構(gòu)成。外環(huán)10設(shè)計為車輪架并為此有一個法蘭13用于將車輪通過車輪軸承裝置1固定在汽車上。在本例中在車輪架上直接構(gòu)成兩個內(nèi)滾道，用于形式上為滾珠的滾動體11。
密封裝置4從徑向凸緣6方面密封至少內(nèi)環(huán)8與外環(huán)10之間的徑向間隙14，以及有一個用非鐵磁性材料制成的蓋環(huán)15、一個第一彈性密封唇16以及兩個第二彈性密封唇17。
蓋環(huán)15設(shè)計為小碗狀的薄板成形件，并且一個空心圓柱形支座18坐落在外環(huán)10的一個外段上。所述的空心圓柱形支座有一個徑向凸緣25，它作為小碗拉制過程的結(jié)果是一個將密封裝置4緊壓在外環(huán)10上的輔助裝置，其中，壓緊用的工具支承在它上面。在支座18上首先連接一個軸向止擋26，然后在軸向止擋上連接第一環(huán)段19。圖2表示密封裝置27，其中，支座18按另一種方案直接沿軸向過渡到第一環(huán)段19。按圖1的結(jié)構(gòu)其優(yōu)點是，使傳感器3受保護(hù)地適配在環(huán)槽28內(nèi)。
第一環(huán)段19同心于輪轂5布置并沿徑向在編碼器2與傳感器3之間延伸。在第一環(huán)段19上，沿軸向從環(huán)形間隙14出發(fā)看連接著一個圓盤段24，它至少部分沿軸向設(shè)計在環(huán)形間隙14與徑向凸緣6之間。從圓盤段24出發(fā)，蓋環(huán)15通過一第二環(huán)段20延續(xù)。該第二環(huán)段20同心于輪轂5布置，并在圓周側(cè)被編碼器2信號活性部分2a和第一環(huán)段19圍繞。
編碼器2絕大部分設(shè)在密封裝置4的內(nèi)側(cè)并可隨輪轂5繞旋轉(zhuǎn)軸線1a旋轉(zhuǎn)運動。為此，編碼器2通過一個空心圓柱形地繞輪轂5和繞其中一個內(nèi)環(huán)8延伸并相對于輪轂5或內(nèi)環(huán)8固定的支座21與輪轂5旋轉(zhuǎn)固定。編碼器2的信號活性部分2a是一個選擇為可與支座21和徑向腹板22設(shè)計成一體的薄板制成的信號發(fā)送器，或者是如圖2用虛線表示的那樣的編碼器23，它固定在有支座21和腹板22的支承板28上。
第一密封唇16固定在蓋環(huán)15上并緊密地貼靠在支座21上。貼靠在編碼器2上的密封唇16固定在第二環(huán)段20上。連接在前面的密封唇17固定在圓盤段24上并緊密地貼靠在徑向凸緣6上。
附圖標(biāo)記列表1車輪軸承裝置1a旋轉(zhuǎn)軸線2編碼器2a信號活性部分3傳感器4密封裝置5輪轂6徑向凸緣7車輪軸承8內(nèi)環(huán)9內(nèi)環(huán)10外環(huán)11滾動體 12保持架13法蘭14環(huán)形間隙15蓋環(huán)16密封唇17密封唇18支座19環(huán)段20環(huán)段21支座22腹板23編碼器24圓盤段25凸緣26軸向止擋27密封裝置28支承板
權(quán)利要求
1.一種車輪軸承裝置(1)，它包括至少一個編碼器(2)、至少一個傳感器(3)、一個同心于旋轉(zhuǎn)軸線(1a)安裝的密封裝置(4、27)以及一個可旋轉(zhuǎn)運動地支承在車輪軸承裝置(1)內(nèi)的輪轂(5)，其中-輪轂(5)的徑向凸緣(6)沿徑向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(1a)地定向，-密封裝置(4、27)至少密封一個在徑向凸緣(6)側(cè)面圍繞輪轂(5)的徑向的環(huán)形間隙(14)，-密封裝置(4、27)有至少一個用一種非鐵磁性材料制成的蓋環(huán)(15)以及至少一個彈性的第一密封唇(16)，-第一密封唇(16)固定在蓋環(huán)(15)上并緊密地貼靠在編碼器(2)上，-編碼器(2)的至少一個信號活性部分(2a)設(shè)置在密封裝置(4、27)內(nèi)側(cè)并可隨輪轂(5)繞旋轉(zhuǎn)軸線(1a)旋轉(zhuǎn)運動，-密封裝置(4、27)有至少一個緊密地貼靠在徑向凸緣(6)上的第二密封唇(17)，以及-傳感器(3)與編碼器(2)對置地設(shè)置在密封裝置(4、27)的外側(cè)，以及，蓋環(huán)(15)至少在編碼器(2)與傳感器(3)之間延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的車輪軸承裝置，其中，蓋環(huán)(15)用薄板制成。
3.按照權(quán)利要求1所述的車輪軸承裝置，包括至少一個在蓋環(huán)(15)上的第一環(huán)段(19)，其中，第一環(huán)段(19)同心于輪轂(5)布置，并沿徑向在編碼器(2)與傳感器(3)之間延伸。
4.按照權(quán)利要求1所述的車輪軸承裝置，包括一個在蓋環(huán)(15)上的第一圓盤段(24)，其中，圓盤段(24)沿從環(huán)形間隙(14)出發(fā)觀察的軸向連接在第一環(huán)段(19)上，并至少部分沿軸向設(shè)計在環(huán)形間隙(14)與徑向凸緣(6)之間。
5.按照權(quán)利要求1所述的車輪軸承裝置，包括一個在蓋環(huán)(15)上的第二環(huán)段(20)，其中，蓋環(huán)(15)從圓盤段(24)起通過第二環(huán)段(20)延續(xù)，以及，同心于輪轂(5)布置的第二環(huán)段(20)在圓周側(cè)被第一環(huán)段(19)圍繞。
6.按照權(quán)利要求5所述的車輪軸承裝置，其中，第二環(huán)段(20)沿軸向在環(huán)形間隙(14)與徑向凸緣(6)之間延伸。
7.按照權(quán)利要求5所述的車輪軸承裝置，其中，第一密封唇(16)固定在第二環(huán)段(20)上。
8.按照權(quán)利要求7所述的車輪軸承裝置，其中，編碼器(2)通過一個空心圓柱形的并在這里繞輪轂(5)延伸以及相對于輪轂(5)固定的支座(18)相對于輪轂(5)旋轉(zhuǎn)固定，其中，第一密封唇(16)緊密地貼靠在支座(18)上。
9.按照權(quán)利要求8所述的車輪軸承裝置，其中，編碼器(2)有一個同心于輪轂(5)設(shè)置的、空心圓柱形的以及信號活性的部分(2a)，其中所述的部分(2a)同心于旋轉(zhuǎn)軸線(1a)布置以及至少部分沿徑向設(shè)置在第一環(huán)段(19)與第二環(huán)段(20)之間并且與此同時繞支座(21)延伸。
10.按照權(quán)利要求9所述的車輪軸承裝置，其中，所述支座(21)和所述信號活性部分(2a)一體地由薄板構(gòu)成。
11.按照權(quán)利要求9所述的車輪軸承裝置，其中，所述信號活性部分(2a)固定在一支承板上，其中支承板整體式設(shè)有支座(21)。
12.按照權(quán)利要求8所述的車輪軸承裝置，其中，所述支座(21)坐落在車輪軸承裝置(1)的一個相對于輪轂(5)固定的內(nèi)環(huán)(8)上，其中所述內(nèi)環(huán)(8)有至少一個用于滾動體(11)的外滾道。
13.按照權(quán)利要求1或8所述的車輪軸承裝置，其中，蓋環(huán)(15)固定在車輪軸承裝置(1)的一個外環(huán)(10)上，其中外環(huán)(10)有一個用于滾動體(11)的內(nèi)滾道。
14.按照權(quán)利要求8所述的車輪軸承裝置，其中，第二密封唇(17)固定在圓盤段(24)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輪軸承裝置(1)，它包括至少一個編碼器(2)、至少一個傳感器(3)、一個同心于旋轉(zhuǎn)軸線(1a)安裝的密封裝置(4、27)以及一個可旋轉(zhuǎn)運動地支承在車輪軸承裝置(1)內(nèi)的輪轂(5)，其中，輪轂(5)的徑向凸緣(6)沿徑向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(1a)地定向，密封裝置(4、27)至少密封一個在徑向凸緣(6)側(cè)面圍繞輪轂(5)的徑向的環(huán)形間隙(14)，密封裝置(4、27)有至少一個用一種非鐵磁性材料制成的蓋環(huán)(15)和至少一個彈性的第一密封唇(16)，第一密封唇(16)固定在蓋環(huán)(15)上并緊密地貼靠在編碼器(2)上，以及，編碼器(2)的至少一個信號活性部分(2a)設(shè)在密封裝置(4、27)內(nèi)側(cè)并可隨輪轂(5)繞旋轉(zhuǎn)軸線(1a)旋轉(zhuǎn)運動。
文檔編號F16C19/18GK1961215SQ200580017251
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者A·黑普, W·瓦爾特 申請人:謝夫勒兩合公司