CN102822681A - 具有轴承的轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于支承机动车上的转动构件（尤其是车轮）的轴承组件（1），所述轴承组件具有：轴颈（3）；包含固定地布置的内圈（5）和以一转速转动的外圈（6）的轴承，例如车轮轴承（4）；以及传感器元件（11），其中，所述传感器元件（11）和所述车轮轴承（4）的所述内圈（5）被接纳在所述轴颈（3）上。为了避免内圈（5）相对于传感器元件（11）相对转动，所述传感器元件以抗相对转动地紧固的方式被接纳在轴颈（3）上，并且内圈（5）相对于传感器元件（11）以抗相对转动地紧固的方式得到接纳。

Description

具有轴承的轴承组件

技术领域

本发明涉及一种用于支承机动车中的转动构件（尤其是车轮）的轴承组件，所述轴承组件具有：轴颈；包含固定地布置的内圈和以一转速转动的外圈的轴承；以及传感器元件，其中，所述传感器元件和所述轴承的内圈被接纳在所述轴颈上。

背景技术

依据类属的轴承组件例如作为机动车中、尤其是载货车例如卡车以及公共汽车等中的车轮轴承装置使用。在此，在轴颈上布置有带内圈和外圈以及在内圈与外圈之间滚动的滚动体（例如圆锥滚子、滚针或者滚珠）的轴承，例如车轮轴承。在此，内圈例如收缩装配到轴颈上，并且必要时为对抗滑脱而利用销钉或者开口销抗相对转动地紧固。这种抗相对转动紧固件的公差设计得相当大。

可以用来监控车轮轴承或者检测车轮转速的传感器元件可以整合到该轴承组件中。由此，DE 102008023588A1已公开了如下的车轮轴承，其中，对随着外圈转动的探测器环的转速加以检测的传感器元件与轴颈固定相连。在此，传感器元件与探测器环之间的公差链从接纳传感器元件的套筒开始经由轴颈、滚动体的滚道、滚动体延伸至外圈，并且从那里开始经由接纳连接件延伸至探测器环。

按照现有技术，轴承（如车轮轴承）的内圈相对于轴颈借助伸入内圈的圆柱面的槽的楔形件或者滑键抗相对转动地紧固。除了由于增加了构件而更高的成本之外，还造成内圈在圆柱面区域中在该槽处被特别高地加负荷。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提出一种轴承组件，其中，所述内圈以简单方式抗相对转动地紧固，并且传感器元件被定中心地接纳在所述轴颈上。

发明描述

该任务通过一种用于支承机动车上的转动构件（例如车轮）的轴承组件来解决，所述轴承组件具有：轴颈；包含固定地布置的内圈和以一转速（例如车轮转速）转动的外圈的轴承；以及传感器元件，其中，所述传感器元件和所述轴承（例如机动车轴承）的内圈被接纳在所述轴颈上，所述传感器元件以抗相对转动地紧固的方式被接纳在所述轴颈上，并且所述内圈相对于所述传感器元件以抗相对转动地紧固的方式得到接纳。

所提出的轴承组件尤其适用于机动车，例如载货车如卡车、轨道车辆和公共汽车，然而也适用于小轿车以及非受驱动的车辆（例如挂车和固定应用），其中，车轮可以理解为相对于固定的轴线随同轴颈旋转的构件。

按照本发明思想，所述传感器元件这样布置在所述轴颈上，即：可以检测描述车轮轴承表现特征的测量参量。所述传感器元件例如可以测量车轮轴承的外圈的间距，从而在检测到偏差时可以了解车轮耗损和车轮轴承故障。所述传感器元件用作为检测车轮转速的转速检测机构被证实是特别有利的。在此情况下，所述传感器元件检测与转动角度有关的信号，所述信号例如在传感器元件中由安装在外圈上的探测器环生成，例如感生。在此，由传感器元件依赖于时间检测表明车轮转动角度的角度增量，其中，根据时间由数学变型及由对其求导，可以计算转速、角速度和角加速度。

在此情况下，被证实有利的是，所述传感器元件相对于所述轴颈利用抗相对转动紧固件精确定位，例如定中心，其中，所述传感器元件在轴颈上的固定可以借助于一个或者多个螺栓来进行，所述传感器元件相对于轴颈的精确定位借助于抗相对转动紧固件来进行。在此，所述传感器元件可以具有载体件，所述载体件沿周向不仅与所述内圈形成形状配合，而且也与所述轴颈形成形状配合。所述载体件例如可以由金属制成，并且接纳传感器元件。为了使得传感器元件不仅相对于内圈而且也相对于轴颈形成抗相对转动地紧固或者说精确定位，所述载体件可以相应具有至少一个沿径向扩宽的凸鼻，所述凸鼻嵌接到所述内圈或者所述轴承的至少一个配套凹隙中。由此，载体件在构成较短的公差链情况下使传感器元件相对于内圈和轴颈得到定位，并且使得轴颈相对于内圈得到定位。用于内圈相对于轴颈抗相对转动地紧固的附加构件被取消。通过构造径向凹隙，相比于与楔形件等有关地在内圈上布置有环形槽的方案相比，将内圈负荷降低。另外，所述传感器元件以较高定位精度沿转动方向定位在轴颈上，从而，增大了作为转速检测机构的传感器元件的角度分辨率，即使由于振动使得在传感器元件和轴颈之间存在公差的螺栓连接出现余隙时，也可以保持使用寿命。

通过传感器元件与车轮轴承例如通过载体件直接接触连接，可以建立经由抗相对转动紧固件从传感器元件或者其他固定评估单元至直接布置在车轮轴承上的元件（例如其他传感器）的简单数据传输。因而可以在车轮轴承的自由结构空间上布置至少一个另外的传感器元件，例如传感器，该传感器元件检测在车轮轴承上的其他典型车轮轴承测量量，并且通过数据传输传输至传感器元件或者传输至单独的评估单元，该传感器元件针对至少一个传感器形成评估单元。

为此以有利方式在所述载体件与所述内圈之间配设有电磁接口，所述电磁接口在最简单情况下通过载体件传输来自无源传感器的数据。另外，有源传感器可以被供应能量（例如供电），并且由评估单元控制例如校准、参量化等。为此可以在所述载体件与所述内圈之间应用插接式连接。为了防止腐蚀或者其他有害影响，数据传输可以通过电磁接口以遥测方式实施。为了传输信息和/或传递能量，所述电磁接口可以附加或者另选地具有光学、电感和/或电容关联的发送器组件。

至少一个附件的传感器例如可以是温度传感器、加速度传感器、压力采集器（例如压电元件）、结构噪声传感器等，从而可以在更多区域上并且进而全面地监控车轮轴承，因而可以视传感器设计方式而定地检测车轮脱落、轴承摩擦、轴承余隙、轴承温度等。

例如被证实有利的是，附加传感器在所述内圈与所述轴颈之间被布置在所述内圈的凹隙中。所述传感器例如可以是温度感受器、压力传感器。另选或者附加地，传感器在所述内圈上沿轴向布置在所述车轮轴承的所述滚动体与所述传感器元件之间。所述传感器例如可以沿轴向与布置在轴颈上的传感器元件所用的探测器环相邻，其中，所述附加传感器按照另一测量原理例如以光学方式评估所述探测器环的旋转角度，从而通过冗余可以获得微分的而且彼此监控的信号。另选地，可以布置针对另一测量参量例如结构噪声的传感器。

附图说明

结合附图进一步说明本发明。该附图示出轴承组件的部分剖面图，所述轴承组件具有车轮轴承以及传感器元件同车轮轴承内圈相对于轴颈共同的抗相对转动紧固件。

具体实施方式

附图以部分剖面图示出围绕转动轴线2布置的轴承组件1，其中，轴颈3固定地布置，车轮轴承4安装在轴颈3上，车轮轴承4具有固定地布置在轴颈3上的内圈5和接纳用于固定车轮的轴承凸缘8的外圈6以及在内圈5与外圈6之间滚动的滚动体7。

在梯级状轴颈3上，传感器元件11被接纳在径向相对于内圈5所用的接纳面9扩宽的双梯级10上。具有电导线12的传感器元件11布置在载体件13上，并且连同载体件13一起利用螺栓14与轴颈3拧接在一起。传感器元件11和载体件13与双梯级10相匹配。传感器元件11例如可以利用定位装置定位在载体件13上，传感器元件11与载体件13例如以卡接、粘接方式相连和/或以其他方式相连。另选地，载体件13可以是传感器元件11的部分，具体形式为，载体件13例如整合在传感器元件的壳体中，例如注塑成型到由塑料制成的壳体中。载体件13优选由金属制成，例如由金属板材成型，并且具有造型部15，轴颈3的与造型部15互补的对应造型部16沿轴向置入造型部15，用以构成抗相对转动紧固件17。抗相对转动紧固件17就其余隙而言公差设定如此窄，以便在轴颈3与载体件13之间以及因而相对于传感器元件11形成精确定位。在对置的一侧，载体件13具有造型部18，造型部18与内圈5的、互补的对应造型部19构成抗相对转动紧固件20，从而内圈5相对于轴颈3和传感器元件11大致无余隙地定位。在所示实施例中，传感器元件11被设计成转速检测机构23，转速检测机构23作为增量式传感器对可以是由通过冲出形成的连接片的探测器标记25，探测器标记25沿探测器环24的周边交替地布置，其中，探测器环24在外圈6上有效或者说以实体固定在轴承凸缘8上。通过转动经过传感器元件的连接片的所测得数目或者说通过增量式传感器的、由连接片生成的信号边界的所测数目，可以获知轴承凸缘8以及布置在其上的车轮的旋转角度。在预定时间单位例如时钟频率等之内评估增量，并且对其求导，可以确定转速、角速度以及角加速度。

在内圈5上可以设置有凹隙21，另一传感器22例如温度探测器、压力传感器等被接纳在该凹隙21中。

另一传感器26可以布置在沿轴向位于滚动体7与传感器元件11之间的结构空间中或者说布置在探测器环24后方，在所示实施例中，探测器环24固定在内圈上。信号的导出以及必要时的传感器22、26可能需要的供电，在抗相对转动紧固件20的区域中利用仅示意性示出的电磁接口27来进行，电磁接口27可以是插接连接件或者是也许双向的发送和接收单元，其中，供电可以利用电容关联和/或电感关联来进行。

附图标记列表

1     轴承组件

2     转动轴线

3     轴颈

4     车轮轴承

5     内圈

6     外圈

7     滚动体

8     轴承凸缘

9     接纳面

10    双梯级

11    传感器元件

12    导线

13    载体件

14    螺栓

15    造型部

16    对应造型部

17    抗相对转动紧固件

18    造型部

19    对应造型部

20    抗相对转动紧固件

21    凹隙

22    传感器

23    转速检测机构

24    探测器环

25    探测器标记

26    传感器

27    电磁接口

Claims (10)

1.用于支承机动车上的转动构件的轴承组件（1），所述转动构件尤其是指车轮，所述轴承组件具有：轴颈（3）；包含固定地布置的内圈（5）和以一转速转动的外圈（6）的轴承，尤其是车轮轴承（4）；以及传感器元件（11），其中，所述传感器元件（11）和所述轴承的所述内圈（5）被接纳在所述轴颈（3）上，其特征在于，所述传感器元件（11）以抗相对转动地紧固的方式被接纳在所述轴颈（3）上，并且所述内圈（5）相对于所述传感器元件（11）以抗相对转动地紧固的方式得到接纳。

2.根据权利要求1所述的轴承组件（1），其特征在于，所述传感器元件（11）是转速检测机构（23），用于检测所述转动构件的转速。

3.根据权利要求1或2所述的轴承组件（1），其特征在于，所述传感器元件（11）具有载体件（13），所述载体件（13）沿周向不仅与所述内圈（5）形成形状配合，而且也与所述轴颈（3）形成形状配合。

4.根据权利要求3所述的轴承组件（1），其特征在于，所述载体件（13）借助于各至少一个沿径向扩宽的造型部（15、18）嵌接到所述内圈（5）和/或所述轴颈（3）的对应造型部（16、19）中。

5.根据权利要求3或4所述的轴承组件（1），其特征在于，在所述内圈（5）上布置有至少一个另外的传感器（22、26）。

6.根据权利要求5所述的轴承组件（1），其特征在于，在所述载体件（13）与所述内圈（5）之间，电磁接口（27）设置在所述至少一个另外的传感器（22、26）与不旋转的评估单元之间。

7.根据权利要求6所述的轴承组件（1），其特征在于，所述电磁接口（27）是插接连接件。

8.根据权利要求5或6所述的轴承组件（1），其特征在于，所述电磁接口（27）是遥测接口和/或电感接口。

9.根据权利要求6至8之一所述的轴承组件（1），其特征在于，附加传感器（22）在所述内圈（5）与所述轴颈（3）之间布置在所述内圈（5）的凹隙（21）中。

10.根据权利要求6至9之一所述的轴承组件（1），其特征在于，另一传感器（26）在所述内圈（5）上沿轴向布置在所述车轮轴承（4）的滚动体（7）与所述传感器元件（11）之间。

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