CN107642547A - 脉冲环和包括该脉冲环的传感器‑轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以中心轴线(X10)为中心的脉冲环(40)，用于包括轴承(20)的传感器‑轴承单元(10)，所述脉冲环包括：磁化对象(44)，其产生适于由检测装置(6)感测的磁场，和环形的对象保持件(42)。所述对象保持件(42)包括：内侧轴向筒状部分(48)，该内侧轴向筒状部分(48)被适配成固定于轴承(20)的可转动的内圈(22)；外侧轴向筒状部分(56)，该外侧轴向筒状部分(56)保持所述磁化对象(44)并在径向上超过轴承(20)的外圈(24)；和中间部分(50)，该中间部分(50)在所述轴向筒状部分(48)与所述外侧轴向筒状部分(56)之间大致径向地延伸。所述中间部分(50)包括径向部(52)、倾斜部(54)和多个加强肋(58)。

Description

脉冲环和包括该脉冲环的传感器-轴承单元
技术领域
本发明涉及例如在用于检测能相对于彼此转动的元件的转速的转动检测设备中使用的脉冲环。本发明还涉及一种传感器-轴承单元，其包括轴承和脉冲环，例如用于汽车工业、航空工程和其它技术领域。
背景技术
现今，传感器-轴承单元常用于广泛的技术领域，例如用于汽车工业和航空工程。这些单元提供高质量的信号和传动(transmissions)，同时允许集成在更简单和更紧凑的设备中。
这种传感器-轴承单元通常包括轴承、脉冲环(通常为磁脉冲环)和面对所述脉冲环的检测装置。脉冲环包括对象保持件和磁化对象，磁化对象包括交替的N极和S极，其数量取决于轴承尺寸、检测精度和具体应用。对于具有适当尺寸的轴承，对象保持件可以固定于该轴承的转动圈上，而检测装置可以固定于该轴承的非转动圈或固定于固定的壳体(fixedcasing)。
磁化对象由磁化材料制成，并附接于所述对象保持件的筒状部分。这种设计由FR-A-2 884 367已知，在该文献中，对象保持件包括：内侧部分，其附接于轴承的内圈；径向部分；和外侧筒状部分，其保持磁化对象。径向部分与外侧筒状部分形成直角，其可能在脉冲环的运行期间的高转速(例如20000转每分钟以上)和高振动的情况下被损坏。此外，所述对象保持件的径向部分包括轴向偏移以避免与外圈干涉的部分，但是特定的形状增大了用于集成传感器-轴承单元的必要空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲环，该脉冲环具有更好地承受(undergoes)高转速和高振动的对象保持件，并具有在小空间内与传感器-轴承单元集成的紧凑设计。
为此，本发明涉及一种以中心轴线为中心的脉冲环，用于包括了轴承的传感器-轴承单元。所述脉冲环包括：磁化对象，其产生适于由检测装置感测的磁场，和环形的对象保持件，对象保持件包括：内侧固定部分，所述内侧固定部分被适配成固定于轴承的可转动的内圈；外侧轴向筒状部分，所述外侧轴向筒状部分以中心轴线为中心并保持所述磁化对象，并且在径向上超过轴承的外圈；和中间部分，所述中间部分在所述内侧固定部分与所述外侧轴向筒状部分之间大致径向地延伸。
根据本发明，中间部分包括径向部，径向部沿着与中心轴线形成大致直角的径向平面从内侧固定部分向外延伸。中间部分还包括倾斜部，倾斜部沿着相对于所述径向平面倾斜且朝向轴承的外圈的截头圆锥形平面在所述径向部与所述外侧轴向筒状部分之间向外延伸。中间部分还包括多个在周向上间隔开的加强肋，所述加强肋轴向突出并从径向部朝向倾斜部径向伸长。
由于本发明，改善了对象保持件在高转速情况下的机械阻力。倾斜部相对于径向部的倾斜度、以及肋形成了对象保持件的刚性化装置。
倾斜部例如通过使径向的中间部分变形而易于制造，并且倾斜部减小了对象保持件在高转速情况下由惯性力导致的变形。
外侧轴向筒状部分以中心轴线为中心，而倾斜部相对于所述中心轴线倾斜，因此相对于所述外侧轴向筒状部分倾斜。在所述外侧轴向部分与倾斜部之间的相交部处的边缘不形成直角，因而改善了对象保持件在所述相交部处的机械阻力。
此外，倾斜部朝向轴承倾斜，而不是朝向传感器-轴承设备的外侧。减少了用于容纳该脉冲环的可用空间。
加强肋易于制造，例如通过沿轴向冲压中间部分，并且加强肋防止了所述中间部分的径向部与倾斜部之间的任何相对变形。
有利的是，内侧固定部分是以中心轴线为中心的轴向筒状部分，径向部从所述内侧轴向筒状部分向外且垂直地延伸。
根据本发明的一个实施例，肋朝向轴承轴向突出。作为一种选择，肋朝向轴承的反向轴向突出。
根据本发明的一个实施例，肋绕着中心轴线在周向上等间隔。
根据本发明的另一实施例，磁化对象是塑料成型部件。
有利的是，沿着截头圆锥形平面的倾斜部相对于脉冲环的中心轴线成角度，该角度在60°与90°之间，优选等于75°。
本发明还涉及一种传感器-轴承单元，包括：轴承，所述轴承包括以中心轴线为中心的可转动的内圈和静止的外圈，和如上所述的脉冲环。所述脉冲环的对象保持件的内侧轴向部分固定在所述内圈的内孔中，对象保持件的外侧轴向部分在径向上超过所述外圈的圆柱形外表面。对象保持件的所述中间部分的径向部相对于轴承的内圈在轴向上偏移。
由于本发明，由内圈(因此轴承)与对象保持件的中间部分之间的所述间隔件限定了径向间隙。所述对象保持件不会在所述保持件转动期间与静止的外圈干涉。
对象保持件包括所述对象保持件的刚性化部分，于是被防止朝向所述静止的外圈的任何变形。外圈与对象保持件之间的轴向间隙可以被设定在最小距离，倾斜部可以被设定为距所述外圈有小空隙(clearance)。
根据本发明的一个实施例，传感器-轴承单元还包括在轴向上介于内圈与中间部分的径向部之间的大致环形的间隔件。
间隔件与内圈形成一体。作为一种选择，间隔件是与所述内圈不同的元件。
附图说明
现将结合附图解释本发明，附图作为说明性示例，而不是限制本发明的目的。在附图中：
-图1是配备有根据本发明的第一实施例的脉冲环的传感器-轴承单元的轴向截面图；
-图2是所述脉冲环的立体前视图；
-图3是所述脉冲环的立体后视图；
-图4是根据本发明的第二实施例的脉冲环的立体后视图。
具体实施方式
图1所示的根据本发明的传感器-轴承单元10被适配成配备有诸如马达、制动系统、悬挂系统或任何旋转机械的设备，特别是用于机动车辆。
传感器-轴承单元10以中心轴线X10为中心。传感器-轴承单元10包括轴承20，轴承20包括可转动的内圈22和静止的外圈24。内圈22绕着中心轴线X10相对于外圈24转动。内圈22包括内孔22a、圆柱形外表面(outer cylindrical surface)22b和两个环形侧向表面22c和22d。内圈22固定在转轴2上，转轴2嵌配(fitted)于孔22a内。外圈24包括内孔24a、圆柱形外表面24b和两个环形侧向表面24c和24d。
在本实施例中，轴承20还包括多个滚动体26(这里是球)，这些滚动体在径向上定位在内圈22的外表面22b与外圈24的内孔24a之间。球被保持架28保持。作为一种选择，滚子或滚针可以被用作轴承20的滚动体。作为一种选择，轴承20可以是没有滚动体的滑动轴承。
轴承20还包括在各轴向侧并且位于内圈22的外表面22b与外圈24的内孔24a之间的密封装置30、32。球26的列在轴向上设置在所述密封装置30、32之间。在本实施例中，密封装置30、32是固定于外圈24并与内圈22滑动接触的橡胶密封件。作为一种选择，轴承20可以不包括密封装置。作为另一种选择，仅轴承20的一侧可以包括密封装置30或32。
传感器-轴承单元10还包括安装在内圈22上的脉冲环(impulse ring)40，脉冲环40包括对象保持件(target holder)42和磁化对象(magnetized target)44。对象保持件42固定于内圈22，并在中心轴线X10的径向上延伸超过外圈24。所述脉冲环40在图2和图3中进一步详细说明。
对象保持件42可以由金属或塑料制成、通过冲压或者通过任何其它合适的工艺形成。远离中心轴线X10地(看)，对象保持件42包括内侧轴向筒状部分48、具有较小直径的径向部52和较高直径的倾斜部54的中间部分50、和外侧轴向筒状部分56。内侧轴向筒状部分48和外侧轴向筒状部分56平行于中心轴线X10延伸，而中间部分50大致在轴线X10的径向上延伸。
内侧轴向筒状部分48嵌配在内圈22的孔22a内，以将脉冲环40与可转动的内圈22转动固定。所述内侧轴向筒状部分48不是完全地插入孔22a内，所述内侧轴向筒状部分48的轴向边缘48a相对于内圈22的侧向表面22d在轴向上偏移(offset)。于是在所述侧向表面22d与沿着跟中心轴线X10形成直角的径向平面P52从内侧轴向筒状部分48的所述边缘48a向外延伸的径向部52之间限定了轴向间隙。根据一种选择(未示出)，环形间隔件被在轴向上插入(interposed)在所述径向部52与内圈22的侧向表面22d之间，以设定(set)所述轴向间隙。所述间隔件可以与内圈形成一体，或者可以是与内圈不同的元件。
径向部52沿着所述平面P52在径向上延伸，并沿着相对于所述径向平面P52倾斜且朝向轴承20的外圈24的截头圆锥形平面P54通过倾斜部54而向外延伸。在本实施例中，沿着截头圆锥形平面P54的倾斜部54相对于脉冲环40的中心轴线X10成角度A，角度A等于75°。倾斜部在径向上延伸超过外圈24的圆柱形外表面24b。倾斜部54形成了中间部分50的刚性化装置(rigidifying means)。根据图1的实施例，中间部分50的径向部52与倾斜部54之间的相交部(intersection)50a被设定为(具有)与外圈24的圆柱形外表面24b相同的直径。作为一种选择(未示出)，所述相交部50a被设定为(具有)比外圈24的所述圆柱形外表面24b小的直径。
外侧轴向筒状部分56从倾斜部54轴向延伸，所述外侧轴向筒状部分56相对于中心轴线X10而言在径向上位于外圈54的圆柱形外表面24b上方。磁化对象44固定于所述外侧轴向筒状部分56的外表面56a，在轴线X10的径向上超过(beyond)外圈24。对象44是包括磁极的塑料成型部件，其外表面46面对由外部支撑件(未示出)保持的检测装置6。检测装置6可以包括霍尔效应传感器。对象44与检测装置6配合用于跟踪脉冲环40、内圈22和轴2绕着中心轴线X10的转动。作为一个可选择的实施例(未示出)，磁化对象固定于所述外侧轴向筒状部分56的内表面，在轴线X10的径向上超过外圈24。在这种情况下，检测装置在径向上设置在外圈与所述磁化对象之间，所述磁化对象的下表面(lower surface)面对检测装置。
中间部分50还包括多个加强肋(stiffening ribs)58，加强肋58绕着中心轴线X10在周向上等间隔。肋58从中间部分50朝向轴承20轴向突出。肋58从所述中间部分50的径向部52朝向倾斜部54径向伸长(elongate)，特别是在所述径向部52与所述倾斜部54之间的相交部50a。有利的是，加强肋58例如通过朝向轴向内侧冲压中间部分50而制成。
根据图4所示的本发明的第二实施例，在图4中相同的元件具有相同的附图标记，脉冲环40与前述实施例的区别在于，脉冲环40包括朝向传感器-轴承单元10的外侧的多个加强肋60。
加强肋60绕着中心轴线X10在周向上等间隔。肋60从中间部分50朝向轴承20的反向轴向突出。肋60从所述中间部分50的径向部52朝向倾斜部54径向伸长，特别是在所述径向部52与所述倾斜部54之间的相交部50a。有利的是，加强肋60例如通过朝向轴向外侧冲压中间部分50而制成。

Claims (10)

1.一种以中心轴线(X10)为中心的脉冲环(40)，用于包括轴承(20)的传感器-轴承单元(10)，所述脉冲环包括：
-磁化对象(44)，其产生适于由检测装置(6)感测的磁场，和
-环形的对象保持件(42)，其包括：内侧固定部分(48)，所述内侧固定部分(48)被适配成固定于轴承(20)的可转动的内圈(22)；外侧轴向筒状部分(56)，所述外侧轴向筒状部分(56)以所述中心轴线(X10)为中心并保持所述磁化对象(44)，并且所述外侧轴向筒状部分(56)在径向上超过轴承(20)的外圈(24)；和中间部分(50)，所述中间部分(50)在所述内侧固定部分(48)与所述外侧轴向筒状部分(56)之间大致径向地延伸，
其特征在于，所述中间部分(50)包括：
-径向部(52)，其沿着与所述中心轴线(X10)形成大致直角的径向平面(P52)从所述内侧固定部分(48)向外延伸，
-倾斜部(54)，其沿着相对于所述径向平面(P52)倾斜且朝向轴承(20)的外圈(24)的截头圆锥形平面(P54)在所述径向部(52)与所述外侧轴向筒状部分(56)之间向外延伸，和
-多个在周向上间隔开的加强肋(58)，所述加强肋(58)轴向突出并从所述径向部(52)朝向所述倾斜部(54)径向伸长。
2.根据权利要求1所述的脉冲环，其特征在于，所述肋(58)朝向所述轴承(20)轴向突出。
3.根据权利要求1所述的脉冲环，其特征在于，所述肋(58)朝向所述轴承(20)的反向轴向突出。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的脉冲环，其特征在于，所述肋(58)绕着所述中心轴线(X10)在周向上等间隔。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的脉冲环，其特征在于，沿着所述截头圆锥形平面(P54)的倾斜部54相对于所述脉冲环(40)的中心轴线(X10)成角度(A)，所述角度(A)在60°与90°之间，或者，所述角度(A)等于75°。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的脉冲环，其特征在于，所述内侧固定部分是以所述中心轴线(X10)为中心的轴向筒状部分(48)，所述径向部(52)从所述内侧轴向筒状部分(48)向外且垂直地延伸。
7.传感器-轴承单元(10)，包括：
-轴承(20)，所述轴承(20)包括以中心轴线(X10)为中心的可转动的内圈(22)和静止的外圈(24)，和
-根据前述权利要求中的任一项所述的脉冲环(40)，所述脉冲环(40)的对象保持件(42)的内侧轴向部分(48)固定在所述内圈(22)的内孔(22a)中，所述对象保持件(42)的外侧轴向部分(56)在径向上超过所述外圈(24)的圆柱形外表面(24b)，所述对象保持件(42)的中间部分(50)的径向部(52)相对于轴承(20)的内圈(22)在轴向上偏移。
8.根据权利要求7所述的传感器-轴承单元，其特征在于，所述传感器-轴承单元(10)还包括在轴向上介于所述内圈(22)与所述中间部分(50)的径向部(52)之间的大致环形的间隔件。
9.根据权利要求8所述的传感器-轴承单元，其特征在于，所述间隔件与所述内圈(22)形成一体。
10.根据权利要求8所述的传感器-轴承单元，其特征在于，所述间隔件是与所述内圈(22)不同的元件。
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