專利名稱：用在機(jī)動(dòng)車輛的輪轂上的軸承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在機(jī)動(dòng)車輛的輪轂上的軸承組件，軸承組件配備有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置和一個(gè)電磁耦合器，用于向軸承單元的轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分輸入和輸出電力和數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
裝有轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置的軸承組件是本領(lǐng)域公知的。一個(gè)脈沖環(huán)(impulse ring)或音輪(tone wheel)，通常為一個(gè)磁化環(huán)(例如，參見EP-0745857)，被緊固安裝在一個(gè)處于控制中的可轉(zhuǎn)動(dòng)元件上以隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，該可轉(zhuǎn)動(dòng)元件可以是一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸或一個(gè)輪轂。公知的可以使用一個(gè)被磁性極化的鐵氧體環(huán)(plastoferritering)作為一個(gè)磁化環(huán)，從而可構(gòu)成一個(gè)沿圓周方向交錯(cuò)的或隔開連續(xù)的南/北極。脈沖環(huán)可操作的朝向一個(gè)安裝在固定元件上的磁/電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)，與轉(zhuǎn)換器相連的磁通量在磁化區(qū)域穿過轉(zhuǎn)換器的前方時(shí)改變，因而可以提供指示旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(角位置、速度、加速度等)的電脈沖。轉(zhuǎn)換器所提供的電子信號(hào)被傳送至一個(gè)安裝在車輛儀表板上的電子處理單元并進(jìn)行處理從而可得出關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)的信息。
美國(guó)專利No.3852717公開了一種裝置，用于自動(dòng)檢測(cè)充氣輪胎內(nèi)的壓力損失及溫度的異常增加。壓力和溫度開關(guān)被串連至一個(gè)具有一初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈的電磁耦合器。初級(jí)線圈安裝在一個(gè)支撐轉(zhuǎn)軸的固定軸頸元件上。次級(jí)線圈緊固在一個(gè)同心軸上以便隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)與開關(guān)串連。
WO00/23779公開了一種軸承組件具有一個(gè)整體變壓器。一個(gè)第一線圈安裝在該軸承的固定座圈上，第二線圈安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)座圈上。第一和第二線圈互相靠近以便固定線圈所產(chǎn)生的磁通與第二線圈相連。由于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(hào)傳送到安裝在車輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分上的電路上。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述背景，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的軸承組件，其具有緊湊的設(shè)計(jì)、可靠且可以向機(jī)動(dòng)車的車輪和底盤輸入/輸出電力和數(shù)據(jù)。
下文將進(jìn)行更好的解釋說明，根據(jù)本發(fā)明的由所附權(quán)利要求限定的一種軸承組件可以實(shí)現(xiàn)上述及其他目的。


通過下文對(duì)軸承組件的兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。參考附圖，其中圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的軸承組件的部分軸向截面圖；和圖2是一個(gè)示意性的透視圖，其表示了一個(gè)結(jié)合在本發(fā)明軸承組件中的線圈、傳感器和脈沖環(huán)的另一種可選的布置方式。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，附圖標(biāo)記10代表的是一個(gè)機(jī)動(dòng)車車輪的可轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂的一個(gè)管狀部分，其緊固在一個(gè)恒速接頭11上以隨其旋轉(zhuǎn)。輪轂10配備有一個(gè)軸承裝置，其具有一個(gè)固定在一個(gè)懸掛支架(圖中未示)上的徑向外側(cè)固定座圈12、一個(gè)徑向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)座圈13及滾動(dòng)體14，在此實(shí)施例中滾動(dòng)體被置于固定座圈及轉(zhuǎn)動(dòng)座圈之間。內(nèi)側(cè)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(gè)徑向向外的凸緣15，該凸緣與轉(zhuǎn)動(dòng)座圈13的徑向表面或者徑向側(cè)16鄰接，其對(duì)軸承裝置進(jìn)行軸向預(yù)加載并消除軸承組件間的任意軸向間隙。恒速接頭具有一個(gè)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)。在這里，術(shù)語例如“徑向”和“軸向”應(yīng)參照軸承的軸線x來進(jìn)行解釋。
軸承組件配備有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置。一個(gè)脈沖環(huán)18，最好是一個(gè)公知形式的磁化環(huán)，通過一個(gè)由非鐵磁材料制成的環(huán)形支架19安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)座圈13上。脈沖環(huán)18軸向安裝在朝著磁/電轉(zhuǎn)換器或傳感器20的位置處，該傳感器優(yōu)選為一個(gè)霍爾傳感器并位于一個(gè)環(huán)形的傳感器支架21上，其由非鐵磁材料制成并被保持在固定外座圈12上。
由于速度傳感裝置其本質(zhì)上是本領(lǐng)域公知的，因而在此無需進(jìn)一步說明。只要說明當(dāng)車輪及轉(zhuǎn)動(dòng)座圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖環(huán)18移動(dòng)并超過電磁轉(zhuǎn)換器20就足夠了。移動(dòng)的磁極所產(chǎn)生的磁通由轉(zhuǎn)換器20相連并使轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生一個(gè)電脈沖形式的輸出信號(hào)來指示車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)換器20發(fā)出的電脈沖通過一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸線22輸送到一個(gè)車載處理單元來獲取關(guān)于車輪旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的信息。電力線23用于從車載電池(圖中未示)向傳感器(轉(zhuǎn)換器)20輸送電力。
軸承組件包括一個(gè)電感耦合器構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)變壓器可用于實(shí)現(xiàn)多種功能，將在下文進(jìn)行具體說明。電感耦合器由一個(gè)緊固在固定傳感器支架21的第一線圈24和一個(gè)安裝在相同環(huán)形支架19上的第二線圈25組成，該環(huán)形支架1 9支撐脈沖環(huán)18從而可以緊隨軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)座圈13一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
電力線23從車載電池向第一固定線圈24提供電流。第二轉(zhuǎn)動(dòng)線圈25通過電纜26與例如開關(guān)(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(lián)，該裝置安裝在車輪上以監(jiān)測(cè)重要的操作參數(shù)，該參數(shù)可以是直接與輪胎相關(guān)的參數(shù)，例如溫度或氣壓，或者是關(guān)于其他量的，例如傳感裝置負(fù)載。
第一線圈24和第二線圈25盡可能互相靠近，從而由一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通可以與另一個(gè)線圈磁性相連。由于兩個(gè)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(hào)，反之亦然。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，第一線圈24和第二線圈25的相互耦合取決于兩個(gè)線圈所占的表面和每個(gè)線圈的纏繞圈數(shù)。通過選擇線圈的尺寸和數(shù)量就可以在一個(gè)寬的頻率范圍內(nèi)得到一個(gè)強(qiáng)電磁耦合器。在圖1所示實(shí)施例中，兩個(gè)線圈24、25被放置成沿軸承旋轉(zhuǎn)軸線x軸向相對(duì)。
優(yōu)選地，各線圈24、25被容納在各環(huán)形支架21、19上的圓周凹槽21a、19a中，且一個(gè)鐵氧體的薄線圈27、28被放入各線圈與相應(yīng)的支架之間以便磁屏蔽各線圈從而避免對(duì)外部產(chǎn)生電磁污染。
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(biāo)記29指代，用于密封軸承裝置的外座圈12與內(nèi)座圈13之間的縫隙。優(yōu)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(gè)緊湊的設(shè)計(jì)。此外，通過將線圈布置在環(huán)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污染物，例如來自旁邊制動(dòng)器的油脂和金屬顆粒，進(jìn)入并沉積在線圈上。
將轉(zhuǎn)動(dòng)線圈25與裝在車輪上的開關(guān)(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，通道形成在恒速接頭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(duì)輪轂邊緣部分15進(jìn)行機(jī)加工制成的。自此，電纜26穿過輪轂管狀部分10與恒速接頭11之間的圓柱形接觸面上的軸向狹縫31，并延伸到所述開關(guān)以便向其提供電流并將由開關(guān)發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)傳回至轉(zhuǎn)動(dòng)線圈25。這些電子信號(hào)由電感耦合器從第二轉(zhuǎn)動(dòng)線圈25傳回至第一固定線圈24，并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(fā)送。需注意的是，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，感測(cè)到的壓力和溫度信號(hào)的傳送也可以由分開的導(dǎo)線傳送。
在圖2所示的另一可選實(shí)施例中，其提供了一種很緊湊的設(shè)計(jì)，固定線圈和轉(zhuǎn)動(dòng)線圈軸向相對(duì)(而不是徑向相對(duì))，因而電磁耦合是軸向的。每個(gè)線圈位于或者刻在相應(yīng)的印刷電路板34、35上，其可以是剛性的或撓性的，優(yōu)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(biāo)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污染。轉(zhuǎn)動(dòng)的印刷電路板35和脈沖環(huán)18被裝在非鐵磁材料的同一環(huán)形支架上(19，圖2未示)。磁/電轉(zhuǎn)換器或者霍爾傳感器(在圖2示例中有兩個(gè)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(duì)著脈沖環(huán)18的南北極。
當(dāng)公開本發(fā)明的具體實(shí)施例時(shí)，應(yīng)理解這種公開僅僅是為了解釋說明的目的因而本發(fā)明不受任意方式的限制。不同的改進(jìn)型例如部件的形狀和位置，以及結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說由于前面的示例而變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛車輪輪轂的軸承組件，包括-一個(gè)軸承單元，其具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)座圈(13)，一個(gè)固定座圈(12)，和徑向布置在座圈之間的滾動(dòng)體(14)；-一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置，其具有一個(gè)脈沖環(huán)(18)通過一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形支架(19)而被保持在轉(zhuǎn)動(dòng)座圈(13)上并隨其旋轉(zhuǎn)，和一個(gè)磁/電轉(zhuǎn)換器(20)通過一個(gè)固定的環(huán)形支架(21)安裝到固定座圈(12)上并可操作的朝向脈沖環(huán)(18)；-一個(gè)電磁感應(yīng)耦合器，包括一個(gè)固定線圈(24)可電連接到一個(gè)供電裝置(32)并由固定環(huán)形支架(21)承載，和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈(25)可電連接(26)到至少一個(gè)裝在車輪上的電或電子裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)線圈(25)由轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)形支架(19)承載并與固定線圈(24)電磁耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于第一和第二線圈(24、25)安裝在靠近軸承單元的一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于第一和第二線圈(24、25)相互同軸安裝。
4.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)線圈(25)通過導(dǎo)電裝置(26)可電連接到所述車輪上的電或電子裝置。
5.如權(quán)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(gè)端部(15)鄰接恒速接頭(11)的徑向肩部(17)，其中導(dǎo)電裝置(26)穿過一個(gè)形成在恒速接頭(11)與輪轂端部(15)之間接觸面上的徑向通道(30)。
6.如權(quán)利要求5所述的軸承組件，其特征在于輪轂(10)的端部(15)是冷成型于轉(zhuǎn)動(dòng)座圈(13)的徑向表面(16)上的一個(gè)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(quán)利要求4或5或6所述的軸承組件，其特征在于導(dǎo)電裝置(26)還穿過形成在輪轂管狀部分(10)與恒速接頭(11)之間的圓柱形接觸面上的軸向狹縫(31)。
8.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于第一和第二線圈(24、25)分別由相應(yīng)的支架(21、19)承載以便可以軸向相對(duì)。
9.如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其特征在于所述第一和第二線圈(24、25)分別安裝在由固定、轉(zhuǎn)動(dòng)支架(21、19)支撐的相應(yīng)的固定和轉(zhuǎn)動(dòng)的印刷電路板(34、35)上。
10.如權(quán)利要求9所述的軸承組件，其特征在于至少一個(gè)所述轉(zhuǎn)換器(20)安裝在固定印刷電路板(34)上。
11.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于各線圈(24、25)分別被容納在各環(huán)形支架(21、19)上形成的對(duì)應(yīng)圓周凹槽(21a、19a)中。
12.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于由電磁屏蔽材料制成的薄片(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污染。
13.如權(quán)利要求12所述的軸承組件，其特征在于所述電磁屏蔽材料(27、28)是鐵氧體。
14.如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其特征在于支架(19、21)由非鐵磁材料制成。
全文摘要
一種用于車輛車輪輪轂的軸承組件，其具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置和一個(gè)電磁感應(yīng)耦合期。一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感裝置，其具有一個(gè)通過一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形支架(19)而被保持在轉(zhuǎn)動(dòng)座圈(13)上以隨其旋轉(zhuǎn)脈沖環(huán)(18)，和一個(gè)磁/電轉(zhuǎn)換器(20)，其通過一個(gè)固定的環(huán)形支架(20)安裝到固定座圈(12)上并可操作的朝向脈沖環(huán)(18)。電磁感應(yīng)耦合包括一個(gè)固定線圈(24)，其可電連接到一個(gè)供電裝置(32)并由固定環(huán)形支架(21)承載，和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈(25)，其可以電連接到至少一個(gè)裝在車輪上的電或電子裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)線圈(25)由轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)形支架(19)承載并與固定線圈(24)電磁耦合。
文檔編號(hào)G01P3/44GK1576851SQ20041005529
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者B·吉埃, A·莫倫納, S·皮洛內(nèi), S·范巴列古伊 申請(qǐng)人:Skf公司