CN117515049A - 传感器轴承组件 - Google Patents

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Abstract

传感器轴承组件包括：轴承(12)，包括以轴线(X‑X’)为中心的内圈(18)和外圈(20)；脉冲环(14)，固定到轴承的外圈(20)，脉冲环的外径小于或等于轴承的外圈的外径；传感器装置(16)，用于检测脉冲环的旋转参数，包括传感器壳体(34)、固定到传感器壳体的印刷电路板(36)以及由印刷电路板支撑并与脉冲环配合的至少两个传感器元件。至少两个传感器元件各自配置为感测脉冲环上的独特的多个点并且发送具有独特的一组点的输出信号(S1、S2)。组件还包括电子单元(90)，其从传感器元件中的每个接收多个点的输出信号(S1、S2)并配置为将输出信号(S1、S2)合并成一个单个最终输出信号。

Description

传感器轴承组件
技术领域
本发明涉及尤其适于车辆(诸如摩托车、自行车、三轮车或四轮车)的感测装置(sensing devices)。
背景技术
已知将感测装置的脉冲环固定在轮毂的外侧(outside)。然而，这种脉冲环受到外部攻击(/冲击/侵犯)(aggressions)并且导致损坏。此外，这种脉冲环增加了轮毂的整体尺寸。
为了避免脉冲环受到外部冲击，并且希望减小轮毂的整体尺寸，已知将脉冲环集成在车轮内部的单元中。
因此，本发明更特别地涉及一种传感器轴承组件，该传感器轴承组件包括轴承、脉冲环、传感器装置和支撑传感器装置的间隔件。如今，传感器轴承组件或单元常用于广泛的技术领域，例如汽车工业和航空。这些单元提供高质量的信号和传输，同时允许集成在较简单且较紧凑的设备中。传感器轴承单元通常包括轴承、固定到轴承的可旋转圈的脉冲环以及传感器单元或装置，以便感测脉冲环上的点。
WO-A1-2015/010737公开了装备两轮车辆轮轴(axle)的传感器轴承单元的示例。传感器轴承单元包括固定到滚动轴承的外圈的脉冲环、安装到内圈的孔中的间隔件以及传感器装置，该传感器装置包括自由地安装到间隔件上的传感器壳体(sensor housing)。
利用这种解决方案，必须预知旨在接纳传感器轴承单元的两轮车辆的轮轴上的特定形状(/具体形状)(specific shape)。对于叉(fork)而言，也是这样，以锁定传感器装置的旋转。
增量旋转编码器(称为正交编码器)也已知用于测量旋转轴的速度和方向。这些编码器通常使用传感器，每个传感器具有呈90°方波形式(square waveform)的输出。为了监测转速，使用仅一个输出。
发明内容
本发明涉及一种传感器轴承组件，所述传感器轴承组件包括轴承和脉冲环，所述轴承包括以轴线为中心的内圈和外圈，并且所述脉冲环固定到所述轴承的外圈。
本发明的目的在于实现对轴承的多个位置进行感测，而不增加脉冲轮的读取直径，并且因此不增加传感器轴承组件的整体尺寸。
根据第一总体特征，所述脉冲环的外径小于或等于所述轴承的外圈的外径。
所述传感器轴承组件还包括用于检测所述脉冲环的旋转参数的传感器装置，所述传感器装置包括传感器壳体、固定到所述传感器壳体的印刷电路板以及由所述印刷电路板支撑并与所述脉冲环配合的至少两个传感器元件。
根据第二总体特征，所述传感器轴承组件还包括环形间隔件，所述环形间隔件被构造为在轴向上抵靠所述轴承的内圈的侧向面(lateral face)。所述传感器装置的传感器壳体牢固地固定到所述间隔件上。所述至少两个传感器元件各自被配置为感测所述脉冲环上的独特的(/特有的)(unique)多个点并且发送具有独特的(/特有的)(unique)一组点的输出信号。
所述传感器轴承组件还包括电子单元，所述电子单元从所述传感器元件中的每个接收所述多个点的输出信号并且被配置为将所述输出信号合并成一个单个最终输出信号。
利用这种设计，可以实现对轴承的多个位置进行感测，而不增加脉冲轮的读取直径，并且因此不增加传感器轴承组件的整体尺寸。此外，不必预知车辆的叉上的特定形状(/具体形状)(specific shape)以在角度上(/成角度地)(angularly)固定传感器装置。此外，间隔件不相对于轴承的内圈在径向上向内突出，并且脉冲环不相对于外圈在径向上向外突出。传感器轴承组件的径向边界尺寸与轴承中的一个轴承相同。因此，不必预知车辆的轮轴和轮毂上的特定形状。
作为另一种选择，可以预知不同数量的传感器元件，例如多于两个传感器元件，例如三个传感器元件或至少四个传感器元件。传感器轴承组件可以作为套件(kit)供应，该套件包括与轴承分离的间隔件和传感器装置。作为另一种选择，传感器轴承组件可以包括具有固定到轴承的内圈的间隔件的单个单元。
有利的是，所述电子单元包括数字逻辑门异或(exclusive OR)“XOR”，所述数字逻辑门从所述至少两个传感器元件接收至少两个波形输出信号，并且发送具有至少两倍频率(twice the frequency)的波形式(/形状)(form)的最终输出信号。换句话说，通过高速逻辑电路处理至少两个输出，以获得作为相移结果(resultant of phase shift)的多个脉冲。作为一个非限制性实施方式，波形可以具有正方形(square)形状。
在一个实施方式中，所述脉冲环包括交替的北极和南极，并且所述传感器元件包括磁性传感器。例如，磁性传感器可以包括移动磁体或固定磁体(/静止磁体)(stationarymagnet)。例如，传感器可以是霍尔效应传感器、光学传感器或电感传感器或任何其他类型的传感器。
有利的是，所述脉冲环包括多个在周向方向上交替的实心部分(solid parts)和贯通狭槽(through slots)，所述至少两个传感器元件中的每个被配置为感测所述实心部分中的每个上的一个独特点(unique point)。
有利的是，从每个传感器元件发送的每个输出信号的脉冲数等于狭槽的数量，并且所述最终输出信号的脉冲数等于每个输出信号的脉冲数量之和。
例如，在具有二十四个狭槽(slots)的脉冲环中，并且在传感器装置包括两个传感器元件、每个传感器元件被配置为感测所述脉冲环上的二十四个独特点的情况下，从每个传感器元件发送的每个输出信号的脉冲数量等于二十四，并且最终输出信号的脉冲数量等于四十八。
与现有技术进行比较，最终输出信号的脉冲数量等于狭槽的数量。因此，为了增加最终输出信号的脉冲数量，已知增加狭槽的数量，从而增加脉冲环的读取直径。本发明避免了这个缺点。
有利的是，所述至少两个传感器元件中的一个传感器元件被配置为感测所述脉冲环的实心部分的每个上的一个独特点，并且所述至少两个传感器元件中的另一个传感器元件被配置为感测所述脉冲环的实心部分的每个上的另一个独特点。
例如，两个传感器中的一个传感器被配置为感测脉冲环的每个实心部分的中间的点，并且两个传感器中的另一个传感器被配置为感测脉冲环的每个实心部分的边缘中的一个(例如脉冲环的后缘或前缘)上的点。在另一种选择中，两个传感器中的一个传感器被配置为感测脉冲环的后缘，并且两个传感器中的另一个传感器被配置为感测脉冲环的前缘。
在使用三个传感器的情况下，可以感测脉冲环的所有中间部分、前缘(leadingedge)和后缘(trailing edge)。
在一个非限制性示例中，两个传感器元件以允许产生两个90°相位二移位脉冲(two90°phase two shift pulses)的角度彼此在角度上(/成角度地)(angularly)间隔开。传感器元件之间的角度取决于最终需要的波形输出信号的类型。
例如，两个传感器元件可以以94°的角度彼此在角度上(/成角度地)(angularly)间隔开。
作为另一示例，两个传感器元件可以以120°的角度彼此在角度上(/成角度地)(angularly)间隔开。
在一个非限制性示例中，间隔件的内径等于轴承的内圈的内径。作为另一种选择，间隔件的内径可以不同于轴承的内圈的内径。
有利的是，所述脉冲环包括面对所述轴承的外圈的侧向面的径向部分，以及延伸穿过所述径向部分的厚度的至少一个开口，使得所述轴承的外圈的侧向面的一部分可通过所述开口从外部访问(accessible)。在传感器轴承组件的安装期间，脉冲环的所述贯通开口能够实现在轴向上直接推在轴承的外圈的侧向面上。这造成传感器轴承组件的简化安装而不劣化脉冲环。优选的是，脉冲环的所述开口在径向上位于轴承的外圈的圆柱形孔与圆柱形外表面之间。例如，脉冲环的所述开口可以在0°至180°之间的角度扇区(angularsector)上延伸。
在一个实施方式中，脉冲环包括在周向方向上间隔开的多个开口。优选的是，所述脉冲环包括在周向方向上间隔开的多个轴向凸耳(lugs)，一个开口在周向上布置在所述脉冲环的两个连续的轴向凸耳之间。在一个示例中，轴向凸耳可以在相同的角度扇区上延伸。作为另一示例，轴向凸耳中的每个可以在不同的角度扇区上延伸。在这种情况下，开口的角度扇区也将不同。在一个实施方式中，所述轴承的外圈的外表面包括肩部，所述肩部在轴向上界定所述外表面的第一圆柱形部分和第二圆柱形部分，所述脉冲环的轴向凸耳直接固定到第二圆柱形部分，而不在第二圆柱形部分与脉冲环的轴向凸耳之间插入附加元件(additional element)。如果需要，轴承可以设置有密封件，每个密封件固定到形成在外圈的孔上的槽中。密封件可以在径向上布置在内圈与外圈之间。在另一实施方式中，脉冲环可以通过铆钉或通过定位销(dowel pins)或通过胶合固定到轴承的外圈。优选的是，传感器装置的传感器壳体限定出供所述传感器元件位于其内部的空间。
在一个实施方式中，传感器装置的传感器壳体包括牢固地固定到间隔件的环形内轴向部分、在径向上环绕内轴向部分的环形外轴向部分以及在与轴承相对的一侧在内轴向部分与外轴向部分之间延伸的至少一个环形径向部分，传感器壳体具有开口，所述开口填充有密封部分、与所述环形径向部分相对并且面对轴承和脉冲环。密封部分例如是用于抵抗冲击和振动以及用于排除水、湿气或腐蚀剂的灌封化合物(potting compound)。因此，所述传感器元件被保护免受外部污染物的影响。
传感器装置的传感器壳体限定了供所述传感器元件位于其内部的空间。该空间由内轴向部分和外轴向部分、径向部分和密封部分(例如为灌封化合物)界定。
在一个实施方式中，脉冲环由金属制成并且设置有交替的实心部分或齿和贯通狭槽，并且传感器装置的所述传感器元件能够感测金属脉冲环的实心部分和贯通狭槽。
有利的是，传感器壳体的外轴向部分的内表面和内轴向部分的表面具有限定肩部的阶梯轮廓(stepped profile)，印刷电路板固定到所述肩部并且在轴向上面对脉冲环和轴承。
所述组件还可以包括安装在传感器壳体的外表面上的至少一个密封件，所述密封件包括固定到所述外表面上的环形跟部和从所述跟部向外突出的至少一个环形唇。这通过消除外部污染物在感测路径中朝向脉冲环行进的可能性来增加组件的鲁棒性。密封件的所述唇可以与轮毂的孔径向和/或轴向摩擦接触。例如，密封件安装在传感器壳体的外轴向部分的外表面上。密封件具有环形形式。例如，密封件这里安装在设置于传感器壳体的外部部分的外表面上的槽中。摩擦唇可以在与轴承相对的一侧倾斜地延伸。唇在径向方向上是柔性的(/柔韧的)(flexible)。
附图说明
通过研究以非限制性示例的方式给出并且通过附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图上：
图1是根据本发明的第一示例的传感器轴承组件的轴向截面图；
图2是图1的传感器轴承组件的立体分解图；
图3是图1和图2的传感器轴承组件的脉冲环的立体图；
图4是设置有图1和图2的传感器轴承组件的两轮车辆的局部轴向截面图；以及
图5是两个传感器元件的输出信号和由图1和图2的传感器轴承组件的电子单元确定的最终输出信号的信号流图(signal flow diagram)。
具体实施方式
图1上表示的传感器轴承组件10特别适于装备车辆，诸如摩托车、自行车、三轮车或四轮车。
如图1和图2所示，传感器轴承组件10包括轴承12、脉冲环14和安装在轴承上的传感器装置16。
轴承12包括内圈18和外圈20。内圈18和外圈20是同心的并且在轴向上沿着在轴向方向上延伸的轴承旋转轴线X-X’延伸。外圈20在径向上环绕内圈18。内圈18和外圈20由钢制成。
如稍后将描述的，传感器轴承组件10还包括在轴向上抵靠轴承的内圈18的间隔件22。脉冲环14固定到轴承12的外圈20，并且传感器装置16固定到间隔件22上。
在所示的示例中，轴承12还包括介于形成在内圈18与外圈20上的滚道(未标示)之间的成列滚动元件23，该滚动元件这里以球的形式提供。
轴承10还包括用于保持滚动元件23的规则(/均等)(regular)周向间隔的保持架24。轴承10还包括在径向上布置在内圈18与外圈20之间的密封件26、28，以限定供滚动元件23布置在其内部的空间。
外圈20设置有圆柱形内表面或孔20a以及与孔20a在径向上相对的外圆柱形表面20b。在所示的示例中，用于滚动元件23的圆环形滚道由孔20a形成，所述滚道在径向上向内指向。孔20a上还形成两个槽(未标示)，密封件26、28固定到这两个槽中。
在该示例中，外圈20还设置有在轴向上界定所述圈的孔20a和外表面20b的两个相对的第一径向侧向面20c和第二径向侧向面20d。
肩部30形成在外圈的外表面20b上。肩部30从外圈20的外表面20b在径向上向内延伸。肩部30形成在传感器装置16附近的轴承一侧，在轴向上与第二径向侧向面20d相对。
作为另一种选择，外圈20的外表面20b可以设置有U形槽。
在所示的示例中，外圈的外表面20b具有阶梯形状。外表面20b设置有第一圆柱形部分20b1和第二圆柱形部分20b2，第二圆柱形部分20b2相对于第一圆柱形部分20b1在径向上向内偏移(offset)，即，朝向内圈18偏移。圆柱形部分20b1的直径限定外圈20的外径。
肩部30在轴向上界定第一圆柱形部分20b1和第二圆柱形部分20b2。更确切地，第一圆柱形部分20b1在轴向上由第二侧向面20d和肩部30界定，并且第二圆柱形部分20b2在轴向上由第一侧向面20c和肩部30界定。
类似于外圈20，内圈18设置有圆柱形内表面或孔18a以及在径向上与孔18a相对的外圆柱形表面18b。在所示的示例中，用于滚动元件23的圆环形滚道由外表面18b形成，所述滚道在径向上向外指向。内圈18还设置有在轴向上界定所述圈的孔18a和外表面18b的两个相对的第一径向侧向面18c和第二径向侧向面18d。
间隔件22具有环形形式。间隔件22在轴向上抵靠内圈18的第一侧向面18c。间隔件22不在轴向上突出到内圈的孔18a中。间隔件22设置有圆柱形内表面或孔22a以及在径向上与孔22a相对的外圆柱形表面22b。
在该示例中，并且以非限制性方式，间隔件22的内径等于轴承12的内圈18的内径。换句话说，间隔件的孔22a的直径这里等于内圈的孔18a的直径。间隔件22还设置有在轴向上界定所述间隔件(或套筒)22的孔22a和外表面22b的两个相对的第一径向侧向面22c和第二径向侧向面22d。间隔件的第二侧向面22d在轴向上抵着内圈18的第一侧向面18c接触。间隔件22可以由钢制成。如前面所指示的，传感器装置16固定到间隔件22上。传感器装置16固定到间隔件的外表面22b上。
传感器装置16包括传感器主体或壳体34以及由传感器壳体34支撑的两个或更多个传感器元件(未示出)。传感器装置16还包括固定到传感器壳体34并支撑传感器元件的印刷电路板36。
传感器壳体34具有环形形式。传感器壳体34与轴承12和脉冲环14在轴向上间隔开。传感器壳体34牢固地固定到间隔件22上。传感器壳体34牢固地固定到间隔件的外表面22b上。传感器壳体34不能相对于间隔件22滑动或旋转。
在所示的示例中，间隔件22包括设置在间隔件22的外表面22b上的槽29。所述槽29这里是环形的。作为另一种选择，槽29可以包括多个槽或缺口，并且可以不是环形的。槽29指向间隔件22的孔22a。
由于所述槽29与设置在传感器装置16上的具有互补形状的肋17相配合，因此传感器装置16固定到间隔件22上。作为另一种选择，传感器装置16可以被压配合(/压配)(pressfitted)在间隔件22的外表面22b上，而不使用任何槽和肋。传感器装置16也可以被胶合在间隔件22的外表面22b上。在该示例中，传感器壳体34的外径小于轴承的外圈20的外径。传感器壳体34包括环形外轴向部分38、固定到间隔件22上的环形内轴向部分40以及在与轴承12相对的一侧在所述外轴向部分38与内轴向部分40之间延伸的一个环形径向部分42。如图所示，传感器壳体34具有面对轴承12和脉冲环14的径向开口44。所述径向开口44填充有密封部分(未示出)，诸如以灌封化合物(potting compound)为例。作为另一种选择，传感器壳体34可以包括两个相对的环形径向部分。外轴向部分38和内轴向部分40与轴线X-X’同心且同轴。内轴向部分40牢固地固定到间隔件22的外表面22b上。
外轴向部分38的外表面形成传感器壳体34的外表面。外轴向部分38的外径限定传感器壳体34的外径。传感器壳体34的外径小于轴承的外圈20的外径。作为另一种选择，传感器壳体34的外径可以等于外圈20的外径。传感器壳体的外轴向部分38在径向上环绕内轴向部分40。外轴向部分38在轴向上在径向部分42朝向轴承12之间延伸。外轴向部分38在轴向上从径向部分42的大直径边缘延伸。内轴向部分40限定传感器壳体34的孔。内轴向部分40固定到间隔件22。内轴向部分40在轴向上在径向部分42与开口44之间延伸。内轴向部分40在轴向上从径向部分42的小直径边缘朝向轴承12延伸。径向部分42位于外轴向部分38和内轴向部分40的一个端部处。开口44在轴向上位于外轴向部分38和内轴向部分40的另一个端部处。
作为一个非限制性示例，传感器壳体34的内轴向部分40包括肋17，肋17与位于间隔件22上的槽29相配合，以将传感器装置16固定到所述间隔件上。传感器壳体34限定供印刷电路板36位于其内部的环形空间46。空间46在径向上由外轴向部分38和内轴向部分40界定。空间46在轴向上由径向部分42和开口44界定。在所示的示例中，传感器壳体34还包括线缆输出部48，线缆输出部48的内部旨在接合用于传输感测数据的线缆(未示出)。线缆输出部48形成从传感器壳体34的外表面在径向上向外延伸的突出部分。线缆输出部48从传感器壳体的外轴向部分38在径向上向外突出。
在所示的示例中，线缆输出部48具有管状形式。作为另一种选择，线缆输出部48可以具有其他形状，例如长方体形式。接合在线缆输出部48内部的线缆包括连接到印刷电路板36的若干电线(未示出)。
在所公开的示例中，传感器装置16设置有用于传输感测数据的连接线缆。作为另一种选择，在无线传感器元件的情况下，传感器装置16可以没有这种连接线缆。在这种情况下，传感器壳体34不包括线缆输出部48。例如，传感器壳体34由合成材料制成。例如，传感器壳体34可以由PA 6.6或PBT制成。作为另一种选择，传感器壳体34也可以由其他材料制成，诸如以钢为例。传感器壳体34可以通过任何适当的方式固定到间隔件22，例如通过包覆成型(over moulding)、胶合、塑料焊接(plastic welding)等。印刷电路板36固定到传感器壳体34。印刷电路板36被容纳在由传感器壳体34限定的空间46内部。
在所示的示例中，外轴向部分38的内表面和内轴向部分40的表面具有限定肩部45的阶梯轮廓。印刷电路板36固定到所述肩部45并且在轴向上面对脉冲环14和轴承12。印刷电路板36在轴向上抵着(against)所述肩部45安装。作为另一种选择，印刷电路板36可以固定到传感器主体的内轴向部分40或外轴向部分38。
传感器元件由印刷电路板36支撑，印刷电路板36本身由传感器壳体34支撑。如稍后将描述的，传感器元件在轴向上在传感器壳体34的开口44的一侧安装在印刷电路板36上。如前所述，脉冲环14固定到外圈18。脉冲环14固定到外圈的外表面20b上。脉冲环14固定到第二圆柱形部分20b2上。如稍后将描述的，脉冲环14的外径小于外圈20的外径。脉冲环14在径向上环绕间隔件22。在所公开的示例中，脉冲环14被制成一个部件(/一体)(onepart)。脉冲环14由金属制成。
如图1至图3所示，脉冲环14包括环形径向部分52和在轴向上从径向部分52延伸的多个外轴向凸耳54。每个凸耳54在轴向上从径向部分52的大直径边缘延伸。凸耳54在周向方向上间隔开，这里是规则地间隔开。凸耳54这里彼此相同。然而，在替代的实施方式中，凸耳可以彼此不同。在所示的示例中，提供了三个凸耳54。作为另一种选择，可以预知不同数量的凸耳54，例如至少两个凸耳。例如，每个凸耳54可以在0°与180°之间的角度扇区上延伸。如图所示，每个凸耳54在等于45°的角度扇区上延伸。作为一个非限制性示例，每个凸耳54在相同的角度扇区上延伸。然而，凸耳也可以延伸不同的角度扇区。
在所示的示例中，脉冲环的部分52在轴向上支承在轴承的外圈20的侧向面20c上。脉冲环14的径向部分52在轴向上面对侧向面20c并且还与侧向面20c轴向接触。作为另一种选择，可以在脉冲环14与所述侧向面20c之间设置微小的轴向间隙。脉冲环14的凸耳54在径向上固定在外圈的外表面20b的第二圆柱形部分20b2上。每个凸耳54在径向上与外表面20b的第二圆柱形部分20b2接触。每个凸耳54相对于外圈的外表面的第一圆柱形部分20b1朝向内圈18在径向上向内偏移。脉冲环14相对于第一圆柱形部分20b1完全在径向上向内偏移。凸耳54的外表面限定脉冲环14的外径。脉冲环14的外径小于外圈20的外径。
作为另一种选择，脉冲环14的外径可以等于外圈20的外径。在这种情况下，在脉冲环14上可以不设置凸耳。例如，脉冲环14的凸耳54通过弯曲脉冲环的径向突起以形成L形而形成。作为另一种选择，每个凸耳54可以设置有钩，该钩从凸耳的与径向部分52相对的端部在径向上向内延伸，并且接合在形成于外圈的外表面上的槽内，以相对于外圈在轴向上保持脉冲环14。
在所示的示例中，脉冲环14设置有形成在径向部分52上的多个贯通开口58。开口58延伸穿过径向部分52的轴向厚度。开口58在周向方向上间隔开，这里是规则地间隔开。开口58这里彼此相同。在所示的示例中，提供了三个开口58。作为另一种选择，可以预知不同数量的开口58，例如仅一个开口，或至少两个开口58。例如，每个开口58可以在0°与180°之间的角度扇区上延伸。作为另一种选择，可以预知开口58的其他角度尺寸。如上面所解释的，在另一实施方式中，开口58的角度扇区可以是不同的。
在所示的示例中，每个贯通开口58在周向上布置在两个连续的凸耳54之间，同时在径向上向内偏移。每个贯通开口58在径向上向外开口。利用贯通开口58，径向部分52在其周边处设置有径向扇区，这里是三个径向扇区。每个贯通开口58形成在径向部分52上，使得外圈20的第一侧向面20c的一部分可通过所述开口58从外部访问。换句话说，径向部分52的每个开口58使外圈的侧向面20c的一部分自由。如稍后将描述的，脉冲环的贯通开口58能够在传感器轴承组件10的安装期间在轴向上直接推在轴承的外圈20上。
每个贯通开口58形成在脉冲环14的径向部分52上，以在径向上位于外圈20的孔20a与外表面20b之间。每个贯通开口58相对于孔20a在径向上向外偏移并且相对于外表面20b在径向上向内偏移。作为非限制性示例，如图所示，每个贯通开口58的内径大于孔20a的直径，并且每个贯通开口的外径小于外表面20b的直径。在该示例中，脉冲环14的径向部分52的主体59还设置有在周向方向上规则地间隔开的多个贯通狭槽(through slot)或孔口(aperture)60。
孔口60延伸穿过径向部分52的主体59的轴向厚度。孔口60关于贯通开口58在径向上向内偏移。实心部分或齿59a形成在每对连续的孔口60之间。因此，脉冲环14在周向方向上设置有交替的实心部分59a和孔口60。如前所述，每个传感器元件(未示出)在轴向上在壳体34的开口44的一侧安装在印刷电路板36上。如将参照图5所描述的，每个传感器元件与脉冲环14相配合，以感测脉冲环上的多个独特点(unique points)，并且利用这多个独特点中的每个来输送输出信号。
传感器元件布置在印刷电路板36上的相同直径上。每个传感器元件在径向上与脉冲环14的实心部分59a或孔口60中的一个对准。传感器元件可以在周向方向上规则地间隔开或不规则地间隔开。作为另一种选择，可以预知不同数量的传感器元件，例如多于两个传感器元件，例如三个传感器元件或至少四个传感器元件。优选的是，传感器元件可以包括磁性传感器，例如具有移动磁体或固定磁体。例如，脉冲环14可以包括交替的北极和南极，并且传感器元件可以包括霍尔效应传感器。总体上，脉冲环14和传感器元件可以使用任何其他合适的技术，例如感应技术、光学技术或任何其他感测技术。
在所示的示例中，传感器轴承组件10还包括安装在传感器壳体34的外表面上的密封件64。密封件64安装在传感器壳体34的外轴向部分38的外表面上。密封件64具有环形形式。密封件64这里安装在设置于传感器壳体34的外轴向部分38的外表面上的槽47中。密封件64设置有环形跟部(heel)64a和从所述跟部突出的环形摩擦唇64b。摩擦唇64b从跟部64a向外延伸。摩擦唇64b在与轴承12相对的一侧倾斜地延伸。唇64b在径向方向上是柔性的(/柔韧的)(flexible)。在所示的示例中，密封件64仅设置有一个唇64b。作为另一种选择，密封件64可以设置有两个或三个或更多个唇。密封件64可以由弹性体材料制成，例如由聚氨酯制成。密封件64通过任何适当的方式固定到传感器壳体34，例如通过胶合、通过包覆成型等。
如前所述，传感器轴承组件10特别适于装备车辆。如图4部分所示，传感器轴承组件10安装在车轮的轴70上、位于叉的一个臂72与车轮间隔件75之间，并且部分地由轮毂74环绕。传感器轴承组件10安装到轮毂74的孔中。传感器轴承组件的轴承12安装到轮毂74的孔中。传感器壳体34和间隔件22部分地位于轮毂74的内部并且在轴向上向外突出。轴承的内圈18安装在车轮的轴70上并且在轴向上支承抵着车轮间隔件75。外圈20安装到轮毂74的孔中。外圈20旨在与轮毂74一起旋转，而内圈18旨在被固定。
由于脉冲环14的外径小于外圈20的外径，因此脉冲环与轮毂74之间没有接触。类似地，由于传感器壳体34的外径小于外圈20的外径，因此传感器壳体与轮毂74之间没有接触。为了将轴承12安装在轮毂74的内部，可以使用特定的安装工具(未示出)。安装工具这里设置有三个轴向齿，这三个轴向齿在周向方向上间隔开并且被构造为接合到脉冲环14的贯通开口中的一个中，而不与所述脉冲环接触。
例如，安装工具的每个齿延伸穿过脉冲环14的开口中的一个，并且在轴向上与轴承的外圈的侧向面20c接触。脉冲环14的贯通开口允许工具的齿通过，以在轴向上直接抵接在外圈的侧向面20c上。工具的齿与外圈20的侧向面20c之间的轴向接触是工具与传感器轴承组件10之间的唯一接触。借助于工具将轴向力直接施加到外圈20的侧向面20c上，以将轴承安装到轮毂74中。优选的是，外圈20被压配合(/压配)到轮毂74中。在将传感器轴承组件10安装到轮毂74中期间，脉冲环14的贯通开口能够实现在轴向上直接推在轴承12的外圈20上。作为另一种选择并且如图所示，脉冲环14的径向部分52的主体59a包括延伸穿过所述径向部分52的轴向厚度的引导贯通开口80。引导贯通开口80有利地用于将由脉冲环14和轴承12形成的组件10安装在轮毂74上，而在脉冲环14的表面上没有任何接触。
轴70安装在轴承的内圈18的孔和间隔件22的孔的内部。间隔件22在一个端部处在轴向上抵靠内圈18的侧向面18c，并且在相对端部处在轴向上抵靠叉(fork)的臂72中的一个。密封件的唇64a支承抵着轮毂74的孔。密封件64的唇64b防止外部污染物朝向脉冲环14行进。如前所述，在第一所示的示例中，通过将轴向凸耳54压配合或胶合到外圈20的第二圆柱形部分20b2上来将脉冲环14固定到轴承12的外圈20。作为另一种选择，可以通过其他方式将脉冲环14直接固定到轴承的外圈，例如通过铆接在外圈的侧向面20c上或通过使用定位销(dowel pin)。在这种情况下，脉冲环14可以没有凸耳，并且可以包括形成在脉冲环14的径向部分52上的贯通孔(未示出)。孔延伸穿过径向部分52的轴向厚度。铆钉或定位销(未示出)延伸穿过脉冲环的孔并且进入形成在外圈的侧向面20c上的盲孔中，以将脉冲环14固定到外圈。
在另一示例中，脉冲环14可以通过胶合固定到外圈的第一侧向面20c。利用这种脉冲环14，不必预知轴承的外圈的外表面的阶梯形状。在所示的示例中，传感器轴承组件设置有包括一列滚动元件的滚动轴承。作为另一种选择，滚动轴承可以包括至少两列滚动元件。在所示的示例中，滚动元件是球。作为另一种选择，滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如滚子。在另一变型中，滚动轴承还可以设置有不具有滚动元件的滑动轴承。如上面所解释的，在磁性技术的情况下，脉冲环14可以包括交替的北极和南极，并且传感器元件可以包括磁性传感器。
将参照图5描述传感器元件的输出信号的处理。在图5中示出的示例中，传感器装置16包括安装在印刷电路板36上的两个传感器元件。两个传感器元件各自被配置为感测脉冲环14上的独特的多个点P1、P2，尤其是实心部分59a上的独特的多个点P1、P2，并且发送具有独特的一组点的输出信号S1、S2。如图所示，安装第一传感器元件以对脉冲环14的实心部分59a的中心进行感测，并且安装第二传感器元件以对脉冲环14的后缘59b进行感测。作为另一种选择，可以安装第一传感器元件以便感测脉冲环14的前缘(leading edge)59c，并且可以安装第二传感器元件以感测脉冲环14的后缘(trailing edge)59b。
在传感器装置包括三个传感器元件的情况下，可以对脉冲环的中心、前缘和后缘进行感测。作为非限制性示例，两个传感器元件位于允许产生两个90°相位二移位脉冲(phase two shift pulse)的特定位置处。例如，两个传感器元件可以以94°的角度彼此在角度上(成角度地)间隔开。然后通过高速逻辑电路(未示出)处理这两个输出信号S1、S2，以获得作为相移结果的多个脉冲，如下面将描述的。当轴承12的内圈18旋转时，脉冲环14移动经过固定的传感器元件，产生极性变化的磁场。两个传感器元件中的每个输出脉冲，该脉冲的频率取决于每秒的极性数。相位偏移的(offset in phase)两个输出信号S1、S2经由传感器连接线缆或经由无线方式发送到电子单元90。
电子单元90被配置为将两个输出信号处理成一个最终输出信号。因此，各自具有其独特的一组点的两个不同的输出信号被合并成一个单个最终输出信号，从而与狭槽60的数量相比，每旋转(per rotation)的脉冲数量加倍。电子单元90包括被称为异或“XOR”的数字逻辑门，该数据逻辑门从两个传感器元件接收两个方波形输出信号。最终输出信号具有两倍频率的方波形式。如图所示，从每个传感器元件发送的每个输出信号S1、S2的脉冲数量等于脉冲环14的孔口60的数量，并且最终输出信号的脉冲数量等于每个输出信号的脉冲数量之和。例如，在具有二十四个狭槽60的脉冲环14中，并且在传感器装置包括两个传感器元件、每个传感器元件被配置为感测所述脉冲环14上的二十四个独特点的情况下，从每个传感器元件发送的每个输出信号的脉冲数量等于二十四，并且最终输出信号的脉冲数量等于四十八。
因此，在需要最终输出信号具有较高脉冲数量的情况下，不再需要增加脉冲环的读取直径。例如，在具有十六个狭槽60的脉冲环14中，并且在传感器装置包括三个传感器元件、每个传感器元件被配置为感测所述脉冲环14上的十六个独特点的情况下，从每个传感器元件发送的每个输出信号的脉冲数量等于十六，并且最终输出信号的脉冲数量等于四十八。在这种情况下，狭槽60的数量以及脉冲环14的读取直径减小。在具有二十四个狭槽60的脉冲环12需要具有七十二个脉冲的最终输出信号的情况下，传感器装置16可以包括三个传感器元件，每个传感器元件感测脉冲环14上的二十四个独特点(/特有点)(uniquepoints)。
已经参照两个传感器元件描述了输出信号的处理。作为另一种选择，可以预知不同数量的传感器元件，例如至少三个或四个传感器元件。最终输出信号的脉冲数量成比例地取决于传感器元件的数量。
以及脉冲环14的狭槽60的不同数量。因此，可以增加最终输出信号的每旋转的脉冲数量，而不增加脉冲环的读取直径。因此，传感器轴承组件容易在任何车辆中实施，而无需修改周围组成部件(surrounding components)。

Claims (10)

1.一种传感器轴承组件(10)，包括：
-轴承(12)，包括以轴线(X-X’)为中心的内圈(18)和外圈(20)，
-脉冲环(14)，固定到所述轴承(12)的外圈(20)，所述脉冲环(14)的外径小于或等于所述轴承的外圈(20)的外径，
-传感器装置(16)，用于检测所述脉冲环(14)的旋转参数，所述传感器装置包括传感器壳体(34)、固定到所述传感器壳体(34)的印刷电路板(36)以及由所述印刷电路板(36)支撑并与所述脉冲环(14)配合的至少两个传感器元件，以及
-环形间隔件(22)，被构造为在轴向上抵靠所述轴承(12)的内圈(18)的侧向面(18c)，所述传感器装置(16)的传感器壳体(34)牢固地固定到所述间隔件(22)上，其特征在于，所述至少两个传感器元件各自被配置为感测所述脉冲环(14)上的独特的多个点并且发送具有独特的一组点的输出信号(S1、S2)，并且所述传感器轴承组件(10)还包括电子单元(90)，所述电子单元(90)从所述至少两个传感器元件中的每个接收所述多个点的输出信号(S1、S2)并且被配置为将所述至少两个输出信号(S1、S2)合并成一个最终输出信号。
2.根据权利要求1所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，所述电子单元(90)包括数字逻辑门异或，所述数字逻辑门从所述至少两个传感器元件接收至少两个波形输出信号(S1、S2)，并且发送具有至少两倍频率的波形式的最终输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，所述脉冲环(14)包括交替的北极和南极，并且所述传感器元件包括磁性传感器。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，所述脉冲环(14)包括多个在周向方向上交替的实心部分(59a)和贯通狭槽(60)，所述至少两个传感器元件中的每个被配置为感测所述实心部分中的每个上的一个独特点。
5.根据权利要求4所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，从每个传感器元件发送的每个输出信号的脉冲数量等于狭槽(60)的数量，并且所述最终输出信号的脉冲数量等于每个输出信号的脉冲数量之和。
6.根据权利要求4或5所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个传感器元件中的一个传感器元件被配置为感测所述脉冲环(14)的实心部分中的每个上的一个独特点，并且所述至少两个传感器元件中的另一个传感器元件被配置为感测所述脉冲环(14)的实心部分中的每个上的另一个独特点。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器轴承组件(10)，其特征在于，所述至少两个传感器元件(S1、S2)以允许产生两个90°相位二移位脉冲的角度彼此在角度上间隔开。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器轴承组件，其特征在于，所述脉冲环(14)包括面对所述轴承的外圈的侧向面(20c)的径向部分(52)和延伸穿过所述径向部分(52)的厚度的至少一个开口(58)，使得所述轴承的外圈的侧向面(20c)的一部分能够通过所述开口(58)从外部访问。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器轴承组件，其特征在于，所述脉冲环(14)包括在周向方向上间隔开的多个轴向凸耳(54)，一个开口(58)在周向上布置在所述脉冲环的两个连续的轴向凸耳(54)之间。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器轴承组件，其特征在于，所述轴承的外圈(20)的外表面(20b)包括肩部(30)，所述肩部(30)在轴向上界定所述外表面(20b)的第一圆柱形部分(20b1)和第二圆柱形部分(20b2)，所述脉冲环(14)的轴向凸耳(54)直接固定到所述第二圆柱形部分(20b2)。
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