CN109298200B - 用于车轮轮毂组件的编码器轮 - Google Patents

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Abstract

一种配备有滚动轴承(3)的车轮轮毂组件(2)用的速度测量装置(1)，所述测量装置(1)具有：编码器轮(7)，其安装在所述轴承(3)的转动圈(4)上；机械支撑部件(8)，其直接介于所述编码器轮(7)与所述圈(4)之间，以使所述编码器轮(7)与所述圈(4)在角上彼此固定；和机械锁定部件(9)，其将所述编码器轮(7)在轴向上锁定在由所述机械锁定部件(9)与所述机械支撑部件(8)一起形成的落座部(100)中，所述编码器轮(7)配备有由塑料材料制成的基部结构(71)，所述基部结构(71)安装在落座部(100)内。

Description

用于车轮轮毂组件的编码器轮
技术领域
本发明涉及用于车轮轮毂组件的编码器轮。
本发明特别(尽管不排它地)可适用于机动车辆用的具有滚动轴承的车轮轮毂组件的领域。这些应用包括以下两种情况：轴承的外圈转动、轴承的内圈固定的情况；以及内圈转动、外圈固定的相反情况。编码器轮形成了用于测量轴承的转动圈(/转动的圈)的转速的装置的一部分。这些装置还包括传感器，通常是旋转传感器，能够获取由编码器轮产生的信号，使其能够监测车轮轮毂组件的运动学运行参数。以下说明将通过示例的方式来涉及这些具体应用，从而不会失去其一般性。
背景技术
已知型式的速度测量装置包括编码器轮，编码器轮通常采用环形盘或筒状遮蔽件(/保护件)(shield)的形式，并且包括：基部结构，其由橡胶材料和铁磁材料制成，(铁磁材料)优选以粉末的形式嵌入基部结构中；和金属支撑件，其固定于磁化橡胶部分并且被压配到轴承的转动圈上或者被压配到固定于转动圈的元件上。
在上述型式的编码器轮中，通过将橡胶材料硫化在金属支撑件本身上来使基部结构固定于金属支撑件，并且在该第二情况下，编码器轮在硫化的同时被磁化以便为其赋予磁特性。编码器轮通过使铁磁材料经受磁场而被磁化，使得沿着预定的磁力线(lines offlux)定向铁磁材料，已经发现，基部结构由橡胶材料制成的编码器轮的磁特性(由于铁磁材料在橡胶材料内的运动的阻力而导致)不是非常高。
作为另一种选择，可以使用特定弹性特性的橡胶材料，这通过使基部结构弹性变形使得其能够在单独磁化之后嵌合在金属支撑件上，来允许它们经受相当大的变形而不会永久地改变和/或损坏。在这种情况下，由于基部结构在金属支撑件上的弹性恢复不足以使两个元件在角上彼此固定，因此编码器轮通过粘合剂黏合而固定于金属支撑件，并且，除了上述的铁磁材料在基部结构中的阻力(resistance)的问题之外，由于它们在联接(coupling)期间承受的弹性应力(elastic stress)、或者由于粘合剂黏合，因此它们还变得受到拉伸应力(/张应力)(tensile stress)，这些拉伸应力降低了它们的信号的质量和持续时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种没有上述缺点的用于车轮轮毂组件的编码器轮。
根据本发明，提供了一种用于具有滚动轴承的车轮轮毂组件的编码器轮，其具有在独立技术方案中叙述的特征。
本发明的进一步优选和/或特别有利的实施方式被根据在从属技术方案中叙述的特征来说明。
附图说明
现将参照附图来说明本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，在附图中：
-图1是配备有根据本发明的速度测量装置的车轮轮毂组件的局部截面图(其中径向编码器轮安装在轴承的外圈上)；以及
-图2是图1的径向编码器轮的放大比例图。
具体实施方式
参照图1，数字1表示用于车轮轮毂组件(/轮毂组件)(wheel hub assembly)2的速度测量装置的整体。组件2配备有滚动轴承3，滚动轴承3包括：外圈4，其与轴承3的转动轴线A同轴；内圈5，其与外圈4同轴；和多个滚动部件(/滚动体)(rolling means)6，滚动部件例如为球，其介于所述外圈与所述内圈之间。在图1提出的示例中，轴承3的外圈4转动，而内圈5固定。
轴承3配备有用于测量转动的外圈4的转速(/转动速度)的装置1；该装置1包括：
-径向编码器轮7，
-机械支撑部件(means)8，其介于编码器轮7与外圈4之间，用于支撑编码器轮7并使编码器轮7在角上固定于(angularly fixed to)外圈4；
-机械锁定部件9，其用于将编码器轮7(在)轴向(上)锁定于机械支撑部件8；和
-传感器(未示出)，其面对编码器轮并安装在车辆的固定部分上。
还如图2所示，机械支撑部件8直接安装在外圈4的轴向外侧41，并包括筒状底壁(/圆柱底壁)(cylindrical bottom wall)82，筒状底壁82以能够轴向调整的方式键接(keyed)在外圈4的筒状外表面(/圆柱外表面)42上、(筒状底壁82)与轴线A同轴并且在径向外侧由筒状底面821限定。
机械锁定部件9被与机械支撑部件8相关联，以将编码器轮7在轴向上锁定于机械支撑部件8，机械锁定部件9包括窄的(narrow)侧向壁或凸缘93和宽的(/伸长的)(extended)侧向壁或凸缘94，所述侧向壁或凸缘93和94在(两个)相对端固定于筒状底壁82并从筒状底壁82沿径向向外延伸：侧向壁或凸缘93和94是编码器轮7的机械锁定部件并将编码器轮7轴向锁定在筒状底壁82上。窄的侧向壁或凸缘93在轴向上位于外圈4的轴向外侧41的相对于筒状底壁82的相对端，并且在径向外侧由筒状面933限定，筒状面933的直径93f小于(位于外圈4的轴向外侧41的同一侧的)宽的侧向壁或凸缘94的径向外侧的筒状面943的直径94f。此外，侧向壁或凸缘93和94在轴向上在它们面对筒状底壁的所在侧由对应的表面931和941限定，所述表面931和941相对于轴线A横向并通过对应的圆环结合部(toroidaljoints)932和942结合到筒状底面821。
侧向壁或凸缘93和94与筒状底壁82一起由金属材料制成，并在它们(/侧向壁或凸缘93和94与筒状底壁82)之间形成了U形金属插入部(insert)81和编码器轮7用的落座部(seat)100：如果侧向壁或凸缘93和94两者防止编码器轮7相对于筒状底壁82的任何轴向移动，则侧向壁或凸缘93和94的径向高度使侧向壁或凸缘93具有与侧向壁或凸缘94不同的另外功能。进一步解释，侧向壁或凸缘93允许编码器轮7插入落座部100内，而侧向壁或凸缘94允许编码器轮7在推动部件(未示出)的帮助下被安装在表面42上，其中推动部件对侧向壁或凸缘94施加轴向安装力(而不是作用在编码器轮7上)，因此编码器轮7至少在其(/编码器轮7)安装于轴承3期间被保护。侧向壁或凸缘94还能够通过防止外部元件和/或轴承3和/或测量装置1对编码器轮7的任何冲击(/碰撞)(impact)而在测量装置1的工作(operation)期间保护编码器轮7。
编码器轮7包括：基部结构(/基础结构)(base structure)71，其由塑料材料制成；和铁磁材料，其优选采用粉末的形式，嵌入(embedded)基部结构71中并且在周向上被磁化有交替的极性(polarities)。基部结构71在径向外侧由读取面(reading surface)72限定、在径向内侧由安装面73限定：(表)面72和73这两者均为筒状面(/圆柱面)，读取面72的直径72f大于直径93f和直径94f这两者，而安装面73被定位成与表面821接触，并且安装面73的直径73f略小于直径93f。
制成基部结构71的塑料材料(为简便起见，其将在下文中称为磁化塑料材料或磁化塑料)不具有高弹性，但直径73f与直径93f之间的差已经被形成为足够大，以允许基部结构71在侧向壁或凸缘93后面(优选沿径向)膨胀到足够的程度，以允许编码器轮7在组装期间沿轴向越过(pass over)侧向壁或凸缘93，并且无任何损坏地嵌合(fitted)在落座部100内，尤其是基部结构71在该组装阶段以热状态(hot state)插入。另外，直径73f与直径93f之间的差已经被以如下方式建立：使得一旦编码器轮7被插入落座部100内，则侧向壁或凸缘93就形成对编码器轮7的有效的轴向止动件(/轴向止挡)(axial stop)。
换言之，在组装期间，将编码器轮7压迫(forced)到侧向壁或凸缘93上并且在机械上使编码器轮7膨胀，使得(/允许)安装面73的直径73f变得等于或实质上大于侧向壁或凸缘93的直径93f，如此允许基部结构71(通过无困难地越过侧向壁或凸缘93而)被插入到落座部100内。
尽管由塑料材料制成，但基部结构71具有非常小程度的弹性，这允许基部结构71越过侧向壁或凸缘93并且(允许)在基部结构71位于落座部100中时返回到其标称尺寸(nominal dimensions)，也就是说，标称尺寸即为这样的尺寸：使表面73与表面821直接紧密接触，从而产生摩擦状况，使得编码器轮7和壁82在角上(angularly)彼此固定。塑料材料的基部结构71的弹性恢复使基部结构71在径向上压靠壁82，由于壁82进而键接到外圈4的筒状外表面42上，因此这使编码器轮7(仅由于由在编码器轮7与壁82之间以及在壁82与外圈4之间接触的表面产生的摩擦力而)在角上固定于外圈4。
如果基部结构71还是以热状态插入落座部100中，则其因加热而导致的膨胀使其没有任何困难地越过侧向壁或凸缘93，并随后冷却至环境温度允许基部结构71在其位于落座部100中时返回到其标称尺寸。
优选地，为了使编码器轮7在角上更牢固地固定于外圈4，在这两个元件之间使用粘合剂以防止即使在最临界的(critical)运行条件(/状况)下其(发生)任何相对运动。
最后，编码器轮7在圆环结合部932和942处具有圆角边缘(rounded annularedges)77和78，使得复制了圆环结合部932和942的形状(/与圆环结合部932和942的形状相同)、以及使得有利于将基部结构71组装在落座部100中的操作。圆角边缘(roundedangular edges)77和78还防止了在基部结构71中形成任何破裂(/折断)(fractures)和/或裂缝(cracks)，最后还允许编码器轮7在落座部100中最优地定心。
最终，应当注意的是，基部结构71具有径向厚度S，径向厚度S显著大于直径93f与直径73f之间的差，使得使编码器轮7在落座部100中的安装(甚至)更加牢固(secure)。也就是说，没有缺陷(defects)。通过非限制性示例，等于直径93f与直径73f之间的差的至少4或6倍的厚度S使编码器轮7在落座部100中的安装绝对牢固且没有禁忌(contraindications)。
最后，通过使编码器轮7具有塑料材料的基部结构71，能够克服通常为由橡胶制成的编码器轮的上述缺点。
本发明的机械支撑部件8和机械锁定部件9具有许多技术优点，例如：
-使得存在以下可能性：即使在将车轮轮毂组件2最终组装到车辆上期间，也能够(在调整编码器轮7的轴向位置的情况下)将编码器轮7安装在外圈4的表面42上，从而补偿编码器轮7相对于前述传感器的对中的任何误差；和
-使得存在以下可能性：保护基部结构71免受任何冲击(impact)，尤其是在与轴承3组装期间。
然而，本发明的机械锁定部件9的主要优点在于以下事实：侧向壁或凸缘93和94彼此大小不同，并且这两者均与编码器轮7不同。实际上，侧向壁或凸缘93相对于基部结构71的径向厚度在大小上的特定减小使得(leaves)编码器轮7的侧向边缘75基本上露出(/大幅度暴露)(substantially exposed)，因而有利于由基部结构71的磁化塑料产生的磁场在基部结构71附近的扩散(diffusion)。
在轴向相对侧，侧向壁或凸缘94相对于基部结构71的径向厚度在大小上的减小使得侧向边缘76的一部分足够地露出(sufficiently exposed)，以允许由磁化塑料产生的磁场的(/有)良好的扩散，同时在将编码器轮7安装到转动的外圈4上期间保护侧向边缘76。由基部结构71的磁化塑料产生的磁场从面对外圈4的轴向外侧41的部分、以及尤其是从面对与轴向外侧41轴向相反的一侧的部分的扩散变大(会)增大轴向安装用于测量转动的外圈4的转速的装置1的自由度(freedom)，从而有利于补偿在轴向安装或安装传感器或编码器轮7中的任何误差，而不会减损(detracting)可以被传感器接收的磁信号的质量。
另外，侧向壁或凸缘93相对于基部结构71的径向厚度在大小上的特定减小有利于在对编码器轮7没有任何损坏的情况下将编码器轮7安装在落座部100中(仅通过利用磁化塑料的弹性来实现，尽管这种弹性很小)。
应当理解，除了上述实施方式之外，本发明还有许多另外的变型。还应当理解，所述实施方式仅仅是通过示例的方式来描述，而不限制本发明的目的或其应用或可能的构造。相反，尽管以上说明使本领域技术人员能够至少以其示例性构造应用本发明，但是应当理解，在不脱离如在所附权利要求中限定的、字面理解的和/或根据其法律等同物的本发明的目的的情况下，以多种方式改变所描述的组成部件将是可行的。

Claims (6)

1.一种用于车辆车轮的轮毂（2）的转速测量装置（1），所述轮毂（2）设置有滚动轴承（3），所述转速测量装置（1）包括：
- 编码器轮（7），其由磁化材料制成，组装在所述滚动轴承（3）的转动圈（4）上；
- 机械支撑部件（8），其直接放置在所述编码器轮（7）与所述转动圈（4）之间，并使所述编码器轮（7）与转动圈（4）在角上彼此约束；
所述转速测量装置（1）的特征在于，以下组合：所述转速测量装置（1）还包括在轴向上约束所述编码器轮（7）的机械阻挡部件（9），以及，所述编码器轮（7）包括由塑料材料制成的基部结构（71），所述基部结构（71）安装在由所述机械阻挡部件（9）与所述机械支撑部件（8）一起限定出的落座部（100）内，
所述机械阻挡部件（9）包括在两侧的第一侧向凸缘（93）和第二侧向凸缘（94），所述第一侧向凸缘（93）是径向尺寸相对于所述第二侧向凸缘（94）的径向尺寸减小的凸缘，所述第一侧向凸缘（93）相对于所述基部结构（71）的径向厚度在大小上的减小使得在所述第一侧向凸缘（93）对所述编码器轮（7）形成有效轴向止动的情况下所述编码器轮（7）的侧向边缘（75）基本上暴露，所述第二侧向凸缘（94）相对于所述基部结构（71）的径向厚度在大小上的减小使得所述编码器轮（7）的另一侧向边缘（76）暴露。
2.根据权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，以下组合：所述机械支撑部件（8）包括筒状底壁（82），所述筒状底壁（82）以能够轴向调节的方式固定在所述转动圈（4）上，以及，所述编码器轮由弹性的磁化材料制成，所述编码器轮被放置成与所述筒状底壁（82）直接接触，并且所述编码器轮在角上约束于所述筒状底壁（82）。
3.根据权利要求2所述的转速测量装置，其特征在于，所述机械阻挡部件（9）组合于所述机械支撑部件（8）以将所述编码器轮（7）轴向阻挡在所述机械支撑部件（8）中，所述机械阻挡部件（9）的第一侧向凸缘（93）和第二侧向凸缘（94）结合到所述筒状底壁（82）；这两个侧向凸缘（93、94）与所述筒状底壁（82）形成一体，并且限定出与所述落座部（100）接界的U形插入部。
4.根据权利要求3所述的转速测量装置，其特征在于，所述第二侧向凸缘（94）是推压侧向凸缘（94），用于将所述转速测量装置（1）安装到所述滚动轴承（3）的转动圈（4）上，并且所述第二侧向凸缘（94）能够至少在所述转速测量装置（1）在所述转动圈（4）上的安装期间遮蔽所述编码器轮（7）。
5.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述编码器轮（7）的内径向尺寸小于所述侧向凸缘（93、94）的外径向尺寸。
6.根据权利要求3所述的转速测量装置，其特征在于，所述两个侧向凸缘（93、94）与所述筒状底壁（82）由金属材料制成。
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