專利名稱：用于顯示軸承組件的位置或者運(yùn)動(dòng)的編碼元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示軸承組件(尤其是車輪軸承的組件)的位置和/或運(yùn)動(dòng)的編碼元件。本發(fā)明此外涉及一種帶有這種編碼元件的軸承。
背景技術(shù)：
編碼器一般用于測量表征可運(yùn)動(dòng)的軸承組件的位置和/或運(yùn)動(dòng)的一個(gè)或者多個(gè) 測量值。作為表征軸承組件的位置的測量值在這種意義上尤其是指關(guān)于軸承軸線的轉(zhuǎn)動(dòng) 角、傾翻或者到預(yù)先給定的參考點(diǎn)的距離。表征軸承組件的運(yùn)動(dòng)的測量值尤其包括轉(zhuǎn)速、運(yùn) 動(dòng)方向或者表征軸承組件的振動(dòng)的數(shù)值。編碼器此外用于采集從純粹的位置信息和/或運(yùn) 動(dòng)信息中導(dǎo)出的測量值，尤其是起作用的力和轉(zhuǎn)矩或者軸承溫度。在機(jī)動(dòng)車技術(shù)中，公知在車輪上使用磁性的編碼器。相應(yīng)的編碼器例如在WO 2006/026950A2、DE 202006017414U1 和 EP 1722238A2 中公知。公知的編碼器分別包括編碼元件，該編碼元件由載體和涂覆在該載體上的磁層 形成。在此，作為載體使用環(huán)形的板材件。磁層要么由熱塑性的塑料要么由彈性體組 成，其中，這種材料分別用磁粉填充。在彈性體層的情況下，該層通常在載體上進(jìn)行硫化 (aufvulkanisieren)。在熱塑性的塑料層的情況下，該層通常粘貼在載體上。為了作為編碼器使用，編碼元件的用磁粉填充的層在后面的生產(chǎn)步驟中設(shè)有磁性 編碼。這種編碼元件的生產(chǎn)相對而言花費(fèi)大。此外，該編碼元件的磁層為了過程可靠地 進(jìn)行加工必須相對而言很厚地實(shí)施。這造成用于這種編碼元件的相對而言很大的結(jié)構(gòu)空 間。此外，由DE 102004063462B3公知一種用于生產(chǎn)針對磁性的長度測量或者角度測 量的比例尺載體(MaBstabstrager)的方法。在該方法中，用磁粉膏填滿插入到機(jī)械零件中 的槽。在磁粉膏硬化之后，將在槽上形成的表面(尤其通過切削的方法)以與機(jī)械零件的 相鄰的表面面齊平的(flachenbiindig)方式弄平。但這種比例尺載體的生產(chǎn)同樣相對而言 開支大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，指出一種用于顯示軸承組件的位置和/或運(yùn)動(dòng)的可簡單生產(chǎn) 且節(jié)省空間的編碼元件。此外，本發(fā)明的目的在于，指出一種帶有這種編碼元件的軸承。該目的關(guān)于編碼元件根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。據(jù)此，編碼元 件包括載體和平面地涂覆在該載體上的磁性的或者可磁化的編碼層。編碼層在此由原始狀 態(tài)下液態(tài)的帶有添加的磁粉的基材形成，并且通過涂層過程從液態(tài)的原始狀態(tài)直接涂覆到 載體表面上。作為涂層過程在此(尤其與要求預(yù)制單獨(dú)的編碼層或者應(yīng)用模具的鑄造方法、粘 合方法和硫化方法區(qū)分開)是指處理工藝，在該處理工藝中實(shí)現(xiàn)將液態(tài)涂層材料直接自由地涂覆在載體表面上。特別適用的涂層工藝包括通過涂抹、噴濺(Aufspritzen)或噴涂、浸 漬或者壓制的涂覆過程以及隨后的硬化過程。這種涂層過程一方面在制造技術(shù)上可以簡單地實(shí)施。另一方面以這種方式可以實(shí) 現(xiàn)具有特別小厚度的編碼層。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的編碼層的厚度在優(yōu)選的構(gòu)造方式中小于 0. 8mm,尤其在0. 3mm到0. 7mm之間。作為用于編碼層的基材優(yōu)選考慮漆。此外但也可以將其他的(彩色 )涂料、粘合 劑或樹脂用作基材，只要該材料在硬化后的狀態(tài)下可以與載體達(dá)到附著的連接并且可以借 助于涂層過程進(jìn)行涂覆?；囊部梢杂缮鲜鲱愋偷亩喾N材料的混合物組成。磁粉優(yōu)選是鐵氧體、稀土金屬或者這種可磁化的成分組成的混合物。在具有優(yōu)點(diǎn) 的實(shí)施形式中，向基材添加至少50體積％的磁粉(在液態(tài)的原始狀態(tài)時(shí)測量)。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施形式中，使編碼元件進(jìn)一步形成成品的編碼器，方法是向 編碼層壓印磁化部。在本發(fā)明的依據(jù)目的的方案中，編碼層承載帶有在周向上周期性地交替的極性的 環(huán)形磁道，也就是一種其(尤其是軸向取向的)磁化部在周向上周期性變換符號(hào)的磁道。可 選的是，可以將多個(gè)彼此同心地布置的磁道壓入到編碼層中。這些磁道的區(qū)別尤其在于，每 兩個(gè)磁道的極性依賴于轉(zhuǎn)動(dòng)角以不同的方式變化。這種編碼器尤其用于顯示所配屬的軸承組件的轉(zhuǎn)動(dòng)位置、轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)動(dòng)方向寸。在可供選擇的實(shí)施形式中，向編碼層壓印在周向上均勻的磁化部。如此實(shí)現(xiàn)的編 碼器尤其能夠?qū)崿F(xiàn)顯示所配屬的軸承組件關(guān)于軸承軸線的傾覆位置。兩種編碼方案也可以在一個(gè)且同一個(gè)編碼層上實(shí)現(xiàn)，例如方法是設(shè)置具有在周 向上交替的極性或均勻的磁化部的兩個(gè)同心的磁道。為了更好地保護(hù)編碼層以免受環(huán)境影響，在本發(fā)明的具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施形式中，編 碼層在由載體運(yùn)用的側(cè)上由非磁性的保護(hù)層覆蓋。該保護(hù)層優(yōu)選由漆、熱塑性的塑料或者 彈性體組成，其中，在最后一種情況中保護(hù)層依據(jù)目的被硫化到載體和編碼層上。在對老化 現(xiàn)象和環(huán)境影響特別不敏感的實(shí)施方式中，該保護(hù)層由也形成編碼層的基質(zhì)的同一基材組 成，但其中不同于編碼層的是，沒有向保護(hù)層添加磁粉。保護(hù)層優(yōu)選具有與編碼層相比更小 的厚度。保護(hù)層尤其在漆涂層的情況下優(yōu)選僅有幾微米厚。在本發(fā)明的具有優(yōu)點(diǎn)的方案中，載體通過固定或者可固定在軸承組件上的角形板 形成。在另一具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式中，編碼層直接涂覆在軸承內(nèi)圈或者軸承外圈上，從而該 軸承內(nèi)圈或軸承外圈充當(dāng)載體。在軸承中，軸承內(nèi)圈或軸承外圈具有用于滾動(dòng)體的兩個(gè)關(guān)于軸承軸線彼此軸向地 保持間距的滾動(dòng)面，在該軸承中，編碼層在本發(fā)明的依據(jù)目的的實(shí)施形式中布置在這兩個(gè) 滾動(dòng)面之間，并因此布置在軸承內(nèi)圈中。由此特別有效地保護(hù)編碼層以免受環(huán)境影響，尤其 是污物和水。在本發(fā)明的另一方案中，編碼層直接涂覆在輪轂或者軸承法蘭上，從而在這種情 況下輪轂或軸承法蘭充當(dāng)用于編碼層的載體。在本發(fā)明的另一方案中，編碼層的載體通過滾動(dòng)體保持架或者通過滾動(dòng)體形成。 在此，最后所稱的實(shí)施形式優(yōu)選在帶有輥狀的滾動(dòng)體的軸承中使用。編碼層在這種情況下尤其涂覆在滾動(dòng)體的(在軸承的工作中基本上無負(fù)荷)的端側(cè)上。編碼層在一個(gè)或多個(gè)滾 動(dòng)體上的涂覆尤其對于測試目的和檢驗(yàn)?zāi)康氖蔷哂袃?yōu)點(diǎn)的，以便在待測試的軸承的工作中 以簡單的方式技術(shù)性地采集滾動(dòng)體的運(yùn)行和/或轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的另一方案中，承載編碼層的載體是軸承密封件的一部分，在此載體尤 其形成密封面，軸承密封件的密封唇緊貼在該密封面上。在本發(fā)明的上述所有方案中，承載編碼層的載體表面優(yōu)選在各自載體的設(shè)置的裝 入位置上至少部分軸向(也就是垂直于軸承軸線)、徑向(基本上與軸承軸線同心)或者相 對于軸承軸線傾斜地取向。上述目的關(guān)于軸承根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求21的特征得以實(shí)現(xiàn)。據(jù)此，軸承包括 上述類型的編碼元件。為了借助于編碼元件的幫助進(jìn)行對可運(yùn)動(dòng)的軸承組件的定向，軸承依據(jù)目的附加 地包括磁傳感器。在此，磁傳感器通過如下方式配屬于設(shè)有磁化部的編碼元件，即，該磁傳 感器在軸承的工作中采集由編碼元件產(chǎn)生的磁場。磁傳感器從中導(dǎo)出表征軸承組件的位置 和/或運(yùn)動(dòng)的測量信號(hào)。與本發(fā)明相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，由于特別平的并因此節(jié)省空間的編碼層，可以實(shí) 現(xiàn)將該編碼層安裝在軸承的似乎任意部位上。依據(jù)針對特殊的軸承的要求，編碼層因此可 以涂覆在對該軸承來說最佳的部位上。編碼層的生產(chǎn)此外特別開支小并因此成本低廉。編碼層在不同的軸承組件上的上述所有涂覆方案也可以相互組合地使用，尤其可 以在軸承上將多個(gè)編碼層設(shè)置在不同的軸承組件上。


下面借助附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)闡述。其中圖1以沿著軸承軸線的橫截面示出剖面式繪出的車輪軸承，該車輪軸承具有內(nèi)圈 和與該內(nèi)圈一體式連接的編碼層；圖2以放大的圖示示出根據(jù)圖1的軸承的剖面II ；圖3以根據(jù)圖1的視圖示出軸承的可供選擇的實(shí)施形式；圖4以放大的圖示示出根據(jù)圖3的軸承的剖面IV ；圖5以根據(jù)圖2的圖示示出軸承的另一實(shí)施方式；圖6和7以根據(jù)圖1的圖示示出軸承的兩個(gè)另外的剖面式繪出的實(shí)施方案，在該 實(shí)施方案中，編碼元件集成在輪轂或軸承法蘭中；圖8和9以根據(jù)圖1的圖示示出軸承的兩個(gè)另外的剖面式繪出的實(shí)施方案，在該 實(shí)施方案中，編碼元件是可相對于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的外圈的組件；圖10以根據(jù)圖2的圖示示出軸承的另一剖面式繪出的實(shí)施方案，在該實(shí)施方案 中，編碼元件具有由角形板構(gòu)成的載體，其中，載體集成在軸承密封件中；圖11-14分別以橫截面示出帶有集成的編碼元件的軸承密封件的不同的實(shí)施方 案；圖15-20分別以橫截面示出編碼元件的不同的實(shí)施方式，該編碼元件設(shè)有各自不 同地實(shí)施的作為載體的角形板；圖21以根據(jù)圖15的圖示示出帶有壓印而成的磁化部的編碼元件的另一實(shí)施方式；圖22-24以透視圖示出根據(jù)圖17的編碼元件，該編碼元件帶有以各自不同的方式 壓印的多極磁化部；圖25以透視圖示出帶有輥狀的滾動(dòng)體的滾動(dòng)軸承，這些滾動(dòng)體中的至少一個(gè)包 含編碼元件；圖26以橫截面示出根據(jù)圖25的滾動(dòng)軸承；以及圖27-30分別以透視的、部分剖開的圖示示出滾動(dòng)體保持架的不同的實(shí)施形式， 編碼元件分別集成在該滾動(dòng)體保持架中。
具體實(shí)施例方式彼此相應(yīng)的部分和尺寸在所有附圖中均設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。圖1和2示出(車輪)軸承1，該(車輪)軸承1用于將汽車車輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地懸掛在 汽車車身上。軸承1包括外圈2，該外圈2可以通過車身法蘭3抗旋轉(zhuǎn)地固定在汽車車身的 車輪懸掛部上。軸承1此外包括輪轂4，該輪轂4以可圍繞軸承軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)的方式保持在外 圈2的內(nèi)部。輪轂4朝向端側(cè)地一體式過渡到徑向法蘭6中，該徑向法蘭6用于懸掛汽車 車輪。在輪轂4的與徑向法蘭6相背的端側(cè)上，內(nèi)圈7與該輪轂4抗扭地連接。在外圈2與輪轂4連同固定在該輪轂4上的內(nèi)圈7之間形成兩個(gè)軸向上彼此保持 間距的滾道8和9，這些滾道8和9環(huán)形地同心地圍繞軸承軸線5，并且球形的滾動(dòng)體10在 這些滾道8和9內(nèi)環(huán)繞運(yùn)行。將在每個(gè)滾道8和9內(nèi)環(huán)繞運(yùn)行的滾動(dòng)體10可旋轉(zhuǎn)地收嵌 到各一個(gè)環(huán)形的(滾動(dòng)體)保持架11中。在滾道8和9的外側(cè)上，為軸承1的在外圈2與 輪轂4或外圈2與內(nèi)圈7之間的兩個(gè)端側(cè)設(shè)置各一個(gè)密封件12或13。這些密封件12、13 用于對在外圈2與輪轂4或外圈2與內(nèi)圈7之間形成的軸承間隙14進(jìn)行密封以防止污物 侵入和濕氣侵入。密封件12和13此外阻止?jié)櫥瑥妮S承間隙14中溢出。軸承1此外包括在圖2中更詳細(xì)地示出的編碼元件20。該編碼元件20包括在密 封件13的外側(cè)伸入到軸承間隙14中的載體21，該載體21通過與內(nèi)圈7 —體式構(gòu)成的、凸 緣式的環(huán)形突出部形成。載體21的遠(yuǎn)離滾道9的外側(cè)形成載體表面22，在該載體表面22 上涂覆軸向地取向的編碼層23。編碼層23由漆形式的基材組成，向該基材添加了鐵氧體形 式的磁粉。編碼層23具有大約0. 4mm的厚度并且承載有在漆層的硬化后壓印成的多極的 磁化部。在編碼元件20的外側(cè)布置有霍爾傳感器或者磁阻傳感器形式的磁傳感器24。磁 傳感器24在此與外圈2抗扭地固定，尤其是與該外圈2粘接。在軸承1工作時(shí)，磁傳感器 24測量由編碼元件20產(chǎn)生并在輪轂4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在磁傳感器24的位置上變動(dòng)的磁場。磁傳感 器24在此通過引線25輸出與所測量的磁場的強(qiáng)度相關(guān)的測量信號(hào)，通過未示出的評估單 元從該測量信號(hào)中檢測輪轂4的轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)動(dòng)角方向。軸承1的在圖3和4中示出的實(shí)施方式與前述實(shí)施方式的區(qū)別在于，在這里滾道8不直接在外圈2與輪轂4之間形成。更合適的是，在該實(shí)施方式中將附加的內(nèi)圈26套到輪 轂4上，該內(nèi)圈26形成滾道8的徑向內(nèi)側(cè)的部分。該內(nèi)圈26在軸向上延長到在滾道8與 9之間形成的軸承間隔27中去。在根據(jù)圖3和4的實(shí)施形式中，內(nèi)圈26的該延長部充當(dāng)用于編碼層23的載體21，在這里該編碼層23外側(cè)地涂覆在內(nèi)圈26上。編碼元件20因此通過編碼層23和作為載體 21起作用的內(nèi)圈26來形成，其中，編碼層23徑向地關(guān)于軸承軸線5取向。在與編碼層23對立的位置上，將用于容納(這里未示出的)磁傳感器的徑向孔28 設(shè)置在外圈2內(nèi)。在軸承1的在圖5中示出的方案中，與圖2相反的是，缺少內(nèi)圈7的在那里作為載 體21起作用的環(huán)形隆起部。取而代之的是，在這里通過內(nèi)圈7的圓柱形的平面區(qū)段形成承 載編碼層23的載體表面22，該內(nèi)圈7的圓柱形的平面區(qū)段軸向地在外側(cè)與滾道9鄰接。編 碼層23在此(與載體表面22 —樣)徑向地關(guān)于軸承軸線5取向。軸承1的在圖6和7中示出的方案與結(jié)合圖3和4所說明的實(shí)施方式基本上相同。 但根據(jù)圖6與此不同的是，編碼層23在軸承密封件12的外側(cè)上直接涂覆在輪轂4的外圓 周上。編碼元件20在此因此通過編碼層23和作為載體21起作用的輪轂來形成。在此，編 碼層23又是徑向地布置。在根據(jù)圖7的實(shí)施方式中，編碼層23與此相反地涂覆在徑向法 蘭6的面向密封件12的端側(cè)上，從而編碼元件20通過編碼層23和作為載體21起作用的 徑向法蘭6來形成。編碼層23在該實(shí)施形式中又是軸向地取向。在圖8和9示出另一(車輪)軸承1’，在該(車輪)軸承1’中(與上述實(shí)施方式 相反)外圈2形成旋轉(zhuǎn)的輪轂4并且與徑向法蘭6—體式地連接。與此相反的是，在這里 常規(guī)地兩個(gè)內(nèi)圈7和26 (這些內(nèi)圈7和26如在前面的實(shí)施例中的那樣與外圈2 —起形成 滾道9或8)可以與汽車車身的徑向懸掛部抗扭地連接。在根據(jù)圖8的實(shí)施形式中，編碼層23涂覆在外圈2的外圓周上，從而編碼元件20 在這里通過編碼層23形成作為載體21起作用的外圈2，并且編碼層23徑向地取向。與此不同的是，根據(jù)圖9，編碼層23涂覆在外圈2的端側(cè)的環(huán)形區(qū)域上，從而編碼 層23在這里軸向地關(guān)于軸承軸線5取向。圖10又示出軸承1的與圖1和2基本上相應(yīng)的實(shí)施方式，該軸承1具有位置固定 的外圈2和可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在該外圈2中的輪轂4，該輪轂4帶有關(guān)于該輪轂4固定住的內(nèi) 圈7。根據(jù)圖10 (與圖1和2不同)將具有大致L形的橫截面的單獨(dú)的環(huán)形的角形板設(shè)置 為載體21。該L形的載體21連同軸向臂29以壓配合被套在內(nèi)圈7的外圓周上，從而載體 抗扭地固定在內(nèi)圈7上。在端側(cè)上封閉軸承間隙14的徑向臂30在軸向在外側(cè)上用編碼層 23來進(jìn)行涂層。編碼層23由此軸向地取向。在根據(jù)圖10的實(shí)施例中，編碼元件20是密封件13的一部分，該密封件13此外包 括密封唇31以及載體32。密封唇31由彈性體材料組成并且在由角形板形成的載體32上 進(jìn)行硫化。該載體32以壓配合被推入到外圈2中，從而密封唇31通過載體32與外圈2抗 扭地聯(lián)接。密封唇31包括軸向起作用的分唇33，該分唇33密封地緊貼在徑向臂30的與編 碼層23相背的內(nèi)表面上。密封唇31此外包括徑向起作用的分唇34，該分唇34密封地緊貼 在軸向臂29上。圖11示出密封件13的另一實(shí)施形式，該實(shí)施形式基本上與在圖10中示出的實(shí)施 方式相應(yīng)。但與此不同的是，根據(jù)圖11編碼層23附加地用由漆構(gòu)成的保護(hù)層35來覆蓋。 保護(hù)層35尤其由也形成編碼層23的基材的漆組成。但未向保護(hù)層35添加磁粉，從而保護(hù) 層35沒有磁性。密封件13的在圖12中示出的實(shí)施形式基本上與上述實(shí)施方式相應(yīng)，但根據(jù)圖12與最后所稱的實(shí)施形式不同的是，在徑向上附加地用軟管彈簧(SChlaUChfeder)36相對于 軸向臂29來對分唇34進(jìn)行預(yù)緊。密封件13的在圖13中示出的實(shí)施形式基本上又與根據(jù)圖11的實(shí)施方式相應(yīng)。但 在這里密封唇31除了分唇33和34以外還包括第三分唇37，該分唇37以軸向上收回到載 體21的軸向臂29的后面的方式布置，并且該分唇37在所設(shè)置的裝入位置上直接與內(nèi)圈7 的外圓周密封接觸。圖14示出密封件13的另一實(shí)施方式，該實(shí)施方式與上述實(shí)施方式的區(qū)別尤其在 于針對載體21和32的修改過的造型。因此在該實(shí)施方式中，載體21在其徑向內(nèi)部的端部 上，代替軸向臂29，承載從軸承外側(cè)觀察呈凹形的卷邊38，該卷邊38的徑向的內(nèi)部邊緣39 分布在近似軸向的方向上。載體21由于該造型在軸向上不與密封唇31的分唇34重疊。取 而代之的是，密封唇31在該實(shí)施方式中通過如下方式來實(shí)施，即，該密封唇31的分唇34在 裝入位置上直接與內(nèi)圈7的外圓周密封接觸。
根據(jù)圖14，載體32通過基本上徑向取向的鋼板環(huán)(Blechring)形成。與密封件13 的上述實(shí)施方式不同的是，在此密封唇31以保持凸緣40突出于載體32的徑向外部邊緣， 該保持凸緣40在所設(shè)置的裝入位置上在預(yù)張力下嵌在外圈2內(nèi)的相配的槽內(nèi)。作為保護(hù)層35根據(jù)圖14設(shè)置有彈性體層，該彈性體層在載體21上連同涂在該載 體21上的編碼層23 —起進(jìn)行硫化。該彈性體保護(hù)層35(與上述實(shí)施方式不同)在其凸出 于載體21的徑向外部邊緣上塑型成另一密封唇41，該密封唇41常規(guī)地在密封件13的裝入 位置上與外圈2的內(nèi)圓周密封接觸。圖15-17示出編碼元件20的另外的實(shí)施方式，在這些實(shí)施方式中，在這里始終由 環(huán)形的板材件制成的載體21以各不同的(分別直接從附圖中清楚可見)的方式成型。編 碼層23在這些實(shí)施例中始終通過如下方式來布置，即，該編碼層23在所設(shè)置的裝入位置上 軸向地取向并且面向軸承外側(cè)。與此相反的是，圖18示出編碼元件20的實(shí)施例，在該實(shí)施例中，編碼層23在內(nèi)側(cè) 涂覆在載體21的徑向臂29上，該載體21在這里又是角形地彎曲的。圖19和20與此相反地示出編碼元件20的實(shí)施例，該編碼元件20具有分別由環(huán) 式板材件形成的載體21，在這些實(shí)施例中，編碼層23在外側(cè)涂覆在徑向取向的或傾斜取向 的載體表面22上。圖21-24示出編碼元件20的磁性編碼的不同示例。根據(jù)圖21，編碼元件20包括由角狀地彎曲的板材件構(gòu)成的載體21。但在這里該 載體21的徑向臂29在兩側(cè)用各一個(gè)編碼層23來涂層。根據(jù)圖21，給這些編碼層23壓印 同向地在軸向上極化的磁化部，所述磁化部在環(huán)形的編碼元件20的整個(gè)周邊上是均勻的。 在該圖示中，編碼層23的磁化通過磁場來表示，將這些磁場用“N”標(biāo)出磁北極或用“S”標(biāo) 出磁南極。編碼元件20的均勻磁化尤其能夠?qū)崿F(xiàn)在圖10中示出的軸承1中，采集輪轂4 相對于軸承軸線5的傾翻。圖22示出基本上與在圖17中示出的實(shí)施方式相應(yīng)的編碼元件20。在此向編碼 層23壓入磁化部，該磁化部的極性(在軸向上測量)在編碼元件20的周邊上均勻地周期 性地變動(dòng)。編碼層23的依賴于位置的極性在此在該圖示中通過黑色和白色的磁場顯示出 來。如果在編碼元件20的周向上跟隨編碼層23，那么因此產(chǎn)生特性化變動(dòng)的磁化模型(與圖示中黑色和白色的磁場的順序相應(yīng))，該磁化模型下面也稱為磁道42。在圖22中示出的用于轉(zhuǎn)速顯示的編碼元件20具有規(guī)律性地變動(dòng)的磁道42，而這種規(guī)律性在編碼元件20的在圖23中所示的實(shí)施方式中被打破，方法是在那里在磁道42 的內(nèi)部設(shè)置極性區(qū)域，該極性區(qū)域與其余的極性區(qū)域相比具有放大的圓周角延伸。該突出 的極性區(qū)域充當(dāng)零位標(biāo)記43并且能夠?qū)崿F(xiàn)確定配屬的軸承組件的(即尤其是內(nèi)圈7的和 與其連接的輪轂4的)絕對的轉(zhuǎn)動(dòng)角。在根據(jù)圖24的實(shí)施方式中，向編碼層23壓入兩個(gè)同心的磁道42a、42b，這些磁道 42a、42b的極性依賴于編碼元件20的轉(zhuǎn)動(dòng)位置、以不同方式變動(dòng)。編碼元件20的該實(shí)施方 式除了能夠?qū)崿F(xiàn)絕對地和相對地確定轉(zhuǎn)動(dòng)角以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)確定配屬的軸承組件的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向。圖25和26示出作為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的(滾動(dòng))軸承50。軸承50包括外 圈51以及內(nèi)圈52。在外圈51與內(nèi)圈52之間形成滾道53，在該滾道53內(nèi)輥狀的滾動(dòng)體54 環(huán)繞軸承軸線55運(yùn)行。這些滾動(dòng)體54通過滾動(dòng)體保持架56可旋轉(zhuǎn)地收嵌。在圖25和26 中示出的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)體54充當(dāng)載體21，方法是將編碼層23涂覆在該滾動(dòng) 體54或這些滾動(dòng)體54的端側(cè)57上。如果該編碼層23均勻地被磁化，那么可以借助于固定在固定的軸承組件上的磁 傳感器來采集構(gòu)成為編碼元件20的滾動(dòng)體54的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，也就是滾動(dòng)體54的重心的運(yùn) 動(dòng)。如果向編碼層23壓印磁化部，該磁化部的極性在滾動(dòng)體54的周向上變化，那么此外也 可以確定滾動(dòng)體54的滾動(dòng)速度。了解這些數(shù)值在軸承發(fā)展的背景下尤其有益于測試目的 和檢驗(yàn)?zāi)康?。最后，圖27-30示出本發(fā)明的實(shí)施方式，在這些實(shí)施方式中，滾動(dòng)體保持架11或56 整體化地構(gòu)成為編碼元件20，方法是該保持架11或56的一部分充當(dāng)用于編碼層23的載 體21。換句話說，編碼層23在這些實(shí)施方式中直接涂覆在保持架11或56上。根據(jù)圖27 和29，編碼層23在此涂覆在保持架11或56的端側(cè)上，從而編碼層23軸向地關(guān)于軸承軸線 5或55取向。根據(jù)圖28或30，編碼層23涂覆在各自保持架11或56的外圓周上，從而編 碼層23在這里徑向地關(guān)于軸承軸線5或55取向。在所有說明的實(shí)施例中，編碼層23直接噴涂在各個(gè)充當(dāng)載體21的構(gòu)件上。在此 適用于涂覆在金屬表面上的液態(tài)漆充當(dāng)原始材料，向該液態(tài)漆優(yōu)選添加約60體積％的由 鐵氧體構(gòu)成的磁粉。在涂覆和硬化處理參入磁粉的漆之后，編碼元件20本身完成。在后面 的制造步驟中，于是可選地涂覆在給定情況下設(shè)置的保護(hù)層35和/或壓印期望的磁化部。附圖標(biāo)記列表1、1，(車輪)軸承2夕卜圈3車身法蘭4輪轂5軸承軸線6徑向法蘭7內(nèi)圈8、9滾動(dòng)面
10滾動(dòng)體11(滾動(dòng)體)保持架12、13密封件14軸承間隙20編碼元件21載體22載體表面
23編碼層24磁傳感器25測量信號(hào)26軸承內(nèi)圈27軸承間隔28孔29軸向臂30徑向臂31密封唇32載體33分唇34分唇35保護(hù)層36軟管彈簧37分唇38卷邊39邊緣40保持凸緣41密封唇42、42a、42磁道50(滾動(dòng))軸承51夕卜圈52內(nèi)圈53滾道54滾動(dòng)體55軸承軸線56(滾動(dòng)體)保持架57端側(cè)
權(quán)利要求
用于顯示軸承組件的位置和/或運(yùn)動(dòng)的編碼元件(20)，具有載體(21)和平面地涂覆在所述載體(21)上的磁性的或者能磁化的編碼層(23)，其中，所述編碼層(23)由原始狀態(tài)下液態(tài)的帶有添加的磁粉的基材形成，以及其中，所述編碼層(23)通過涂層方法從液態(tài)的原始狀態(tài)直接涂覆到載體表面(22)上。
2.按權(quán)利要求1所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)通過涂抹、噴濺或噴涂、 浸漬、壓制，在隨后的硬化下涂覆到所述載體表面(22)上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)在硬化的狀態(tài)下具 有小于0. 8mm，優(yōu)選在0. 3mm到0. 7mm之間的厚度。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的編碼元件(20)，其中，所述基材由漆、涂料、粘合劑或者 樹脂形成。
5.按權(quán)利要求1-4之一所述的編碼元件(20)，其中，所述磁粉包含鐵氧體和/或稀土
6.按權(quán)利要求1-5之一所述的編碼元件(20)，其中，向基材添加至少50體積％的磁粉。
7.按權(quán)利要求1-6之一所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)具有磁道(42、 42a、42b)，所述磁道(42、42a、42b)帶有在周向上周期性地交替的極性。
8.按權(quán)利要求1-7之一所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)具有在周向上均 勻的磁化部。
9.按權(quán)利要求1-8之一所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)用由漆、熱塑性 的塑料或者彈性體組成的非磁性的保護(hù)層(35)來覆蓋。
10.按權(quán)利要求1-9之一所述的編碼元件(20)，其中，所述載體(21)通過能固定或者 固定在所述軸承組件上的角形板形成。
11.按權(quán)利要求1-10之一所述的編碼元件(20)，其中，所述軸承組件是直接充當(dāng)用于 所述編碼層(23)的載體(21)的軸承內(nèi)圈(7、26)或者軸承外圈(2)。
12.按權(quán)利要求11所述的編碼元件(20)，其中，所述軸承內(nèi)圈(7、26)或軸承外圈(2) 具有用于滾動(dòng)體(10)的兩個(gè)關(guān)于軸承軸線(5)軸向地彼此保持間距的滾動(dòng)面(8、9)，以及 其中，所述編碼層(23)布置在兩個(gè)滾動(dòng)面(8、9)之間。
13.按權(quán)利要求1-12之一所述的編碼元件(20)，其中，所述軸承組件是輪轂(4)或者 徑向法蘭(6)，所述輪轂(4)或所述徑向法蘭直接充當(dāng)用于所述編碼層(23)的載體(21)。
14.按權(quán)利要求1-13之一所述的編碼元件(20)，其中，所述載體(21)通過滾動(dòng)體保持 架(11、56)形成。
15.按權(quán)利要求1-14之一所述的編碼元件(20)，其中，所述軸承組件是輥狀的滾動(dòng)體 (54)，該輥狀的滾動(dòng)體(54)直接充當(dāng)用于所述編碼層(23)的載體(21)。
16.按權(quán)利要求15所述的編碼元件(20)，其中，所述編碼層(23)涂覆在所述滾動(dòng)體 (54)的端側(cè)(57)上。
17.按權(quán)利要求1-16之一所述的編碼元件(20)，其中，所述載體(21)是軸承密封件 (13)的一部分，尤其形成特用于與密封唇(31)接觸的密封面。
18.按權(quán)利要求1-17之一所述的編碼元件(20)，其中，承載所述編碼層(23)的所述載 體表面(22)在所述載體(21)的裝入位置上關(guān)于軸承軸線(5、56)至少部分軸向地取向。
19.按權(quán)利要求1-18之一所述的編碼元件(20)，其中，承載所述編碼層(23)的所述載 體表面(22)在所述載體(21)的裝入位置上關(guān)于軸承軸線(5、56)至少部分徑向地取向。
20.按權(quán)利要求1-19之一所述的編碼元件(20)，其中，承載所述編碼層(23)的所述載 體表面(22)在所述載體(21)的裝入位置上至少部分傾斜于軸承軸線(5、56)地取向。
21.軸承(1、1，、50)，帶有按權(quán)利要求1-20之一所述的編碼元件(20)。
22.按權(quán)利要求21所述的軸承(1、1’、50)，帶有磁傳感器(24)，所述磁傳感器(24)用 于測量由所述編碼元件(20)產(chǎn)生的磁場以及用于從所測量的磁場中產(chǎn)生表征軸承組件的 位置和/或運(yùn)動(dòng)的測量信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明指出一種用于顯示軸承組件的位置和/或運(yùn)動(dòng)的可低成本地生產(chǎn)且節(jié)省空間的編碼元件(20)。編碼元件(20)包括載體(21)和平面地涂覆在該載體(21)上的磁性的或者可磁化的編碼層(23)。編碼層(23)由原始狀態(tài)下液態(tài)的帶有添加的磁粉的基材形成，并且通過涂層方法從液態(tài)的原始狀態(tài)直接涂覆到載體表面(22)上。
文檔編號(hào)H01F41/02GK101836120SQ200880112349
公開日2010年9月15日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月20日
發(fā)明者克里斯蒂安·莫克, 延斯·海默, 拉爾夫·亨德, 達(dá)留什·德魯蓋 申請人:謝夫勒兩合公司