DE102005001931B4

DE102005001931B4 - Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad

Info

Publication number: DE102005001931B4
Application number: DE102005001931A
Authority: DE
Inventors: Masanori Tomioka
Original assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Current assignee: Uchiyama Manufacturing Corp
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: JP2005203538A; US20050174110A1; DE102005001931A1; US7012494B2; JP4503299B2

Abstract

Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad (21), wobei die Magnetisierungseinrichtung ein ringartiges Magnetisierungsjoch (31, 101), das mit mehreren Drahteinführungs-Nuten (30, 30a, 30b, 103) in einem Zwischenraum in seiner radialen Richtung versehen ist, sowie einen Draht (32) aufweist, der an dem Magnetisierungsjoch (31, 101) befestigt ist, welcher nacheinander in die Nuten (30, 30a, 30b, 103) eingeführt ist, wobei der Draht (32) in jede der benachbarten Nuten (30, 30a, 30b, 103) in einer Art und Weise eingeführt ist, daß er in Windungen innerhalb und außerhalb des Rades (21) angeordnet wird, wobei die Nut (30, 30a, 30b, 103) als eine gekrümmte Nut ausgebildet ist, die aus einer in einer ringartigen Fläche (104) des Magnetisierungsjochs (31, 101) in seiner radialen Richtung vorgesehenen ersten Nut (30a) und einer zweiten Nut (30b) besteht, die mit der ersten Nut (30a) in Verbindung steht und an der Umfangsfläche (36) des Magnetisierungsjochs (31, 101) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad, und insbesondere eine Magnetisierungseinrichtung, um ein Signalgeberrad zu magnetisieren, um für ein ABS-System (Antiblockiersystem) die Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeuges zu erfassen.
Das Signalgeberrad ist ein ringartiger magnetischer Körper, der an der rotierenden Seite von Reifen bzw. Rädern eines Fahrzeuges angebracht ist und zusammen mit einem an der feststehenden Seite angebrachten Magnetsensor einen Impulsgeber zum Erfassen der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit bildet. Um das Signalgeberrad an dem Drehteil anzubringen, wird vor allem eine Dichtung verwendet, die für eine Lagereinheit vorgesehen ist, welche eine Radnabe haltert.
Ein Dichtungsteil mit einer Dichtungslippe ist von innen an der feststehenden Seite, wie z. B. einem Außenring angebracht, und ein ringartiges Kernmaterial mit einem L-förmigen Bereich, mit welchem die Dichtungslippe in Kontakt steht, ist von außen auf das Drehteil, wie z. B. einen Innenring aufgesetzt, und es wird eine Kombinationsdichtung für eine Lagereinheit ausgebildet. Ein ringartiges Signalgeberrad ist mit einer Befestigungseinrichtung an der Außenfläche des Kernmaterials befestigt, so daß solch eine Anordnung eine angemessene Festigkeit aufweist und rationell ist, ohne daß ein exklusiv hierfür vorgesehenes Befestigungsteil verwendet wird. Ein Beispiel dafür ist in der Druckschrift JP-A-2002-62 305 offenbart.
3 ist eine schematische Ansicht des gleichen, in dem zuvor erwähnten Stand der Technik offenbarten Signalgeberrades, und das Signalgeberrad 21 ist wie ein Ring ausgebildet und aus einem magnetischen Gummi hergestellt, welches derart magne tisiert ist, daß abwechselnd mit gleichem Abstand um seinen Umfang herum Südpole und Nordpole angeordnet sind.
Das heißt, das Signalgeberrad 21 ist aus einem kreisringförmigen magnetischen Gummi gebildet, welches magnetisches Pulver, wie etwa Ferrit enthält, und wobei mit gleichem Abstand um seinen Umfang herum eine Magnetisierungsrichtung abwechselnd angeordnet ist. Dem Signalgeberrad selber fehlt es an Festigkeit und Steifheit, weil es aus einem magnetischen Gummi hergestellt ist, das mit einem Trägerteil mit hinreichender Festigkeit, wie etwa mit einem Kernmaterial integriert ist.
Wie zuvor erwähnt, wird eine Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung zum Magnetisieren des Signalgeberrades verwendet. 13 und 14 zeigen eine Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad gemäß dem Stand der Technik. In diesen Figuren besteht die Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung B aus einem wie ein Flachring mit einem rechtwinkligen Profil ausgebildeten Magnetisierungsjoch 101 und einem im Zickzack befestigten Draht 102. Die Anordnung ist mit einer Gleichstromquelle 108 sowie einem EIN-AUS-Schalter 109 versehen, die an beiden Enden des Drahtes 102 angeschlossen sind, um einen Stromkreis auszubilden.
Die ringartige Fläche 104 des Magnetisierungsjochs 101 ist mit einer Vielzahl von Nuten 103 zum Einführen eines Drahtes versehen, welche entlang des Durchmessers mit einem gleichförmigen Zwischenraum in der Umfangsrichtung ausgebildet sind. Die Einführungsrichtungen des Drahtes 102 sind derart ausgelegt, daß sie in den in der Umfangsrichtung angrenzenden Nuten gegenüberliegen. Wenn daher beiden Enden des Drahtes 102 ein festgelegter elektrischer Strom zugeführt wird, so wird um den in die Nut 103 eingeführten Draht 102 herum ein Magnetfeld erzeugt, und die Polaritäten der Magnetisierungsflächen, die sich einander über die Nut 103 gegenüberliegen, wechseln einander ab. Das heißt, wenn die eine Magnetisierungsfläche zu einem N-Pol wird, dann wird die andere Magnetisierungsfläche zu einem S-Pol.
Wie in der 14 gezeigt, ist das Magnetisierungsjoch 101 mit einem ringförmigen magnetischen Gummi verbunden, das in einem Kernmaterial 110 integriert ist, um dafür zu sorgen, daß die ringartige Fläche 104 berührt wird, und dem Draht 102 wird Elektrizität zugeführt, so daß ein Signalgeberrad 21 erzielt wird, in welchem infolge des durch den Draht 102 erzeugten Magnetfeldes in der Umfangsrichtung abwechselnd und mit einem gleichförmigen Zwischenraum der S-Pol und der N-Pol magnetisiert werden, wie es in der 3 gezeigt ist. In der Druckschrift JP-A-10-115 628 ist ein Beispiel von solch einem Signalgeberrad angegeben.
Durch das Eingliedern des Signalgeberrades in der Dichtung gibt es entsprechend dem Fahrzeugtyp oder dem ABS-System oder TSC (Traktionssteuersystem) viele Arten von Dichtungen, die für das Fahrzeug vorgesehen sind, und dementsprechend sind verschiedene Arten von Signalgeberrädern bekannt. Wenn, wie es in der 15 gezeigt ist, das Signalgeberrad 21 an dem Kernmaterial 105 befestigt ist, kann gemäß der Struktur der Dichtung oder der Lagereinheit der passende rohrförmige Anschlußbereich 105a in das seitlich an dem ringartigen Bereich 105b befestigte Signalgeberrad gebogen werden, um von außen in die Drehachse eingesetzt zu werden.
Wenn durch Magnetisierung des ringförmigen magnetischen Gummis das Signalgeberrad 21 ausgebildet wird, dann wird das Magnetisierungsjoch 101 in den röhrförmigen Anschlußbereich 105a eingepaßt, um der Elektrizität ausgesetzt zu werden, damit die ringartige Fläche 104 das ringförmige magnetische Gummi berührt, wie es in der 16 gezeigt ist. Der in die Nut 103 eingeführte Draht 102 wird an dem äußeren Kreisumfang und dem inneren Kreisumfang des Magnetisierungsjochs 101 derart gebogen, daß er in die angrenzende Nut 103 eingeführt wird.
Daher ist es für den Zwischenraum zum Biegen des Drahtes 102 erforderlich, daß in der Durchmesserrichtung zwischen dem äußeren Kreisumfang 106 (oder dem inneren Kreisumfang 107) des Magnetisierungsjochs 101 und dem ringförmigen Anschlußbereich 105a ein Zwischenraum d vorgesehen ist.
Demgemäß muß der größte Durchmesser (oder der kleinste Durchmesser) des Signalgeberrades 21 der Wert sein, der von dem Abstand d von dem rohrförmigen Anschlußbereich 105a beabstandet ist, so daß die Länge des Signalgeberrades 21 in der Durch messerrichtung, daß heißt der Magnetisierungsbereich, beschränkt ist, so daß ein Nachteil im Hinblick auf die Abtastung auftritt. Solch ein Problem kann auftreten, wenn das mit dem Signalgeberrad befestigte Kernmaterial als rohrförmiger Anschlußbereich in der äußeren Durchmesserseite des ringartigen Bereiches existiert, was in der Figur nicht gezeigt ist.
Wie in der 18 gezeigt, kann das Signalgeberrad 21 rohrförmig sein. Die Magnetisierungseinrichtung B zum Magnetisieren eines solchen Signalgeberrades kann derart ausgebildet sein, daß entlang der axialen Richtung für den inneren Kreisumfang des ringartigen Magnetisierungsjochs 101 eine Vielzahl von Nuten 103 vorgesehen sind und daß der Draht 102 in die Nut 103 eingeführt und befestigt wird. In diesem Fall besteht ein Problem dahingehend, daß der gebogene Bereich des Drahtes 102 weiter vorsteht als die Dicke (ringartige Fläche) des Magnetisierungsjochs 101 ausmacht.
Wie in der Druckschrift JP-A-10-115 628 (siehe 1 und 2) gezeigt, ist es nicht erforderlich, daß der Zwischenraum für den Draht berücksichtigt wird, wenn das Magnetisierungsjoch derart aufgebaut ist, daß der mit dem Draht befestigte Teil derart reduziert ist, daß er eine Stufe aufweist. Jedoch erfordert es einen komplexen Prozeß, um an dem Magnetisierungsjoch eine Stufe auszubilden, so daß die Herstellungskosten erhöht werden. Ferner ist der Draht nur in dem ausgesparten Bereich der Magnetisierungsfläche befestigt, so daß dies im Hinblick auf die Effizienz der Magnetisierung nicht bevorzugt ist. Daher besteht bei so einem Stand der Technik ein Bedarf hinsichtlich einer Verbesserung der Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung.
Aus der US 4 614 929 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Magneten bekannt, bei dem, auf den gegenüberliegenden Seiten eines ringförmigen Elementes aus magnetischer Substanz, magnetisierbare Elemente angebracht werden, die regelmäßig beabstandet in Umfangsrichtung gemäß der Gestalt des ringförmigen Elementes sowie senkrecht zueinander über das ringförmige Element einander gegenüberliegend vorgesehen sind. Durch die paarweise angeordneten magnetisierbaren Elemente werden Magnetflüsse in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen erzeugt, um auf diese Weise die Magnetisierung der magnetisierbaren Elemente durchzuführen.
In der WO2005/008693 A1 ist eine Magnetisierungsvorrichtung angegeben, die zumindest einen Träger aus einem Isolierstoff aufweist, der gegenüber der Oberfläche eines zu magnetisierenden Körpers angeordnet wird und auf der dem zu magnetisierenden Körper zugewandten Seite mindestens einen Stromleiter aufweist, dessen geometrische Anordnung auf der Trägeroberfläche der gewünschten Polzahl und Polanordnung des zu magnetisierenden Körpers entspricht. Dabei ist der Isolierstoff mit ein magnetisches Material enthaltenden Partikeln befüllt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung anzugeben, bei der das Ausmaß des von der Magnetisierungsfläche des Magnetisierungsjochs vorstehenden Drahtes durch eine entsprechende Konzeption der Formgebung des Magnetisierungsjochs verringert wird, und bei der der Magnetisierungsbereich des Signalgeberrades vergrößert ist, ohne daß das Trägerteil des Signalgeberrades, wie etwa das Kernmaterial, modifiziert oder umgebaut werden muß.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad bzw. eine Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung folgendes auf: ein ringartiges Magnetisierungsjoch, das in einem Raum in seiner radialen Richtung mit einer Vielzahl von Drahteinführungsnuten versehen ist, und einen Draht, der durch aufeinanderfolgendes Einführen in die Nuten an dem Magnetisierungsjoch befestigt ist, wobei der Draht in jede der angrenzenden Nuten in einer Art und Weise eingeführt ist, daß er in Windungen innerhalb und außerhalb des Rades angeordnet wird. Die Nut ist als gekrümmte bzw. gebogene Nut ausgebildet, die aus einer ersten, in einer ringartigen Fläche des Magnetisierungsjochs in seiner radialen Richtung vorgesehenen Nut und einer zweiten Nut besteht, welche mit der ersten Nut in Verbindung steht und in der Umfangsfläche des Magnetisierungsjochs ausgebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Draht in der ersten Nut und der zweiten Nut im Zickzack befestigt, und eine zwischen jeder der angrenzenden Nuten ausgebildete Magnetisierungsfläche wird aus zwei Flächen gebildet; nämlich einem Teil der ringartigen Fläche und einem Teil der Umfangsfläche.
Ferner ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung der Winkel der ringartigen Fläche relativ zu der Umfangsfläche im wesentlichen ein rechter Winkel.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus der Winkel der ringartigen Fläche relativ zu der Umfangsfläche im wesentlichen ein stumpfer Winkel.
Gemäß der zuvor erwähnten Anordnung des einen Aspektes der vorliegenden Erfindung weist die gekrümmte Nut zwei Teile auf, nämlich eine erste Nut sowie eine zweite Nut, welche miteinander in Verbindung stehen, wobei die zuerst genannte Nut in einer ringartigen Fläche in der radialen Richtung des Jochs ausgebildet ist, während die zuletzt genannte Nut in der Umfangsfläche in der axialen Richtung des Jochs ausgebildet ist, und wobei der Draht in die gekrümmte Nut eingeführt wird. Der Draht ist an dem Ende der Umfangsseite des Endes der ersten Nut, wo die zweite Nut ausge bildet ist, in der zweiten Nut enthalten, so daß der Draht nicht von dem Ende in die Durchmesserrichtung vorstehen kann.
Selbst wenn das Signalgeberrad an dem Kernmaterial befestigt ist, dessen entsprechender rohrförmiger Anschlußbereich gegen den ringartigen Bereich gebogen ist, in welchem das Signalgeberrad befestigt ist (siehe 5), kann die ringartige Fläche mit dem Signalgeberrad fluchten, während das Magnetisierungsjoch ohne Zwischenraum in den hülsenförmigen Anschlußbereich eingepaßt ist, so daß die Breite des Signalgeberrades vergrößert ist, um einen großen Magnetisierungsbereich zu erzielen.
Infolgedessen wird eine Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad angegeben, in welcher die Sensorgenauigkeit bei der Erfassung der Drehgeschwindigkeit verbessert ist, und zwar ohne eine damit einhergehende Veränderung der Verbundteile, wie etwa des Kernmaterials, welches das zu magnetisierende Objekt ist.
Gemäß der zuvor erwähnten Anordnung des anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird der Draht durch die erste Nut sowie die zweite Nut eingeführt, und die zwischen den angrenzenden Nuten ausgebildete Magnetisierungsfläche wird aus zwei Flächen ausgebildet; einem Teil der ringartigen Fläche und einem Teil der Umfangsfläche. Bei dem Signalgeberrad mit einer zweidimensionalen Fläche, die verschieden von der flachen Fläche ist, wie etwa bei einem L-förmigen Profil, können zur gleichen Zeit effektiv zwei verschiedene Flächen magnetisiert werden.
Der Teil der ringartigen Fläche und der Teil der Umfangsfläche zwischen der ersten und der zweiten angrenzenden Nuten bilden eine Magnetisierungsfläche für das Signalgeberrad.
Gemäß der zuvor erwähnten Anordnung des weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Winkel der ringartigen Ebene relativ zu der Umfangsfläche im wesentlichen ein rechter Winkel. Solch eine Anordnung ist für die Magnetisierung des Signalgeberrades effektiv, welches an dem Kernmaterial befestigt ist, das wie der Buchstabe L gebogen ist (siehe 5). In einem Fall, in welchem das aus zwei verschiedenen Seitenflächen bestehende Signalgeberrad verwendet wird, kann eine für die Formgebung eines in erster Linie verwendeten Signalgeberrades geeignete Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung angegeben werden.
Bei einer Ausführungsform schneidet so eine ringartige Fläche die Umfangsfläche des Jochs unter einem im wesentlichen rechten Winkel.
Gemäß der zuvor erwähnten Anordnung des weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist der Winkel der ringartigen Fläche relativ zu der Umfangsfläche im wesentlichen ein stumpfer Winkel. In einem Fall, in welchem der äußere Kreisumfang eines Signalgeberrades geneigt ist, um damit einen Teil eines kreisförmigen Kegelstumpfes auszubilden (siehe 11), und in einem Fall, in welchem die Abtastseitenfläche gekrümmt ist, wird eine Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung angegeben, welche in der Lage ist, das Signalgeberrad, welches solch eine gekrümmte Abtastseitenfläche aufweist, auf einfache und effektive Weise zu magnetisieren.
Bei einer Ausführungsform schneidet solch eine ringartige Fläche die Umfangsfläche unter einem im wesentlichen stumpfen Winkel.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
1 eine Schnittansicht, die ein Radlager und dessen Umgebung zeigt.
2 eine vergrößerte Ansicht eines Lagers und eines Dichtungsringes.
3 eine Teil-Seitenansicht eines Signalgeberrades.
4 eine vergrößerte Ansicht eines inneren Dichtungsbereiches.
5 eine Schnittansicht, die eine Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung sowie seinen Magnetisierungszustand zeigt (Ausführungsform 1).
6 eine perspektivische Ansicht, die eine Anordnung eines Magnetisierungsjochs zeigt.
7 eine Teil-Draufsicht eines Magnetisierungsjochs, die die Relation zwischen einem Draht und einer Nut zeigt.
8 eine Teil-Draufsicht eines Magnetisierungsjochs, die die Beziehung eines Drahtes und einer Nut zeigt.
9 eine Teil-Querschnittsansicht, die die Formgebung der Nut zeigt.
10a eine Querschnittsansicht, die zeigt, wie ein Signalgeberrad mit einem nach innen gebogenen Bereich magnetisiert wird, und
10b eine perspektivische Ansicht eines Signalgeberrades mit einem nach außen gebogenen Bereich (Ausführungsform 2).
11 eine Schnittansicht einer Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad und eine Erläuterung, wie es magnetisiert wird (Ausführungsform 3).
12 eine Schnittansicht einer Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad und eine Erläuterung, wie es magnetisiert wird (Ausführungsform 4).
13a eine perspektivische Ansicht eines Magnetisierungsjochs gemäß dem Stand der Technik und
13b eine Teil-Schnittansicht hiervon.
14 ein Prinzip einer Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad gemäß dem Stand der Technik.
15 eine perspektivische Schnittansicht, die die Formgebung eines Dichtungsringes auf einer rotierenden Seite gemäß dem Stand der Technik zeigt.
16 eine Teil-Schnittansicht, die zeigt, wie das Signalgeberrad in der 15 magnetisiert wird.
17 ein Magnetisierungsjoch und einen Draht für ein rohrförmiges Signalgeberrad gemäß dem Stand der Technik,
17a eine Teil-Draufsicht hierzu, und
17b eine Teil-Seitenansicht hierzu.
18 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Signalgeberrades.
Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemäß den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird eine beispielhafte Anordnung eines typischen Drehzahl-Erfassungssystems erläutert, in welchem ein Signalgeberrad enthalten ist.
1 zeigt ein Schräglagertyp (Wellenlager) 9, das ein Antriebsrad, wie etwa das Rad von Fahrzeugen, drehbar lagert, sowie die Anordnung in der Umgebung. 2 zeigt einen vergrößerten Bereich des Lagers 9, einen inneren Dichtungsring 16 sowie einen äußeren Dichtungsring 17, die in dem Lager enthalten sind.
Das Lager 9 ist derart aufgebaut, daß es drehbar einen Innenring 5 lagert, der ein Rad bildet und im Inneren mit einer (nicht dargestellten) Radnabe ausgestattet ist, die gegenüber einem Radnabenträger 8, der eine nicht drehende Seite darstellt, eine rotierende Seite ist. Das Lager 9 weist folgendes auf: einen Außenring 13, der ein Teil des Radnabenträgers 8 ist, den Innenring 5, Kugeln (Wälzelemente) 15 mit zwei zwischen dem Außenring 13 und dem Innenring 5 vorgesehenen Reihen rechts und links, und Befestigungsringe bzw. Aufnahmen 1, 2 zum Anordnen dieser Kugeln 15 mit einem gleichförmigen Zwischenraum in der Umfangsrichtung.
Ein innerer Dichtungsring 16, der aus einem Paar von einem Dichtungsring an einer festen Seite und einem Dichtungsring 19 an einer rotierenden Seite besteht, ist zwischen beiden Enden des Außenringes 13 und des Innenringes 5 an der Innenseite (des Fahrzeuges) auf der rechten und der linken Seite in 2 vorgesehen. Ein äußerer Dichtungsring 17, der aus einem Paar von einem Dichtungsring 25 an einer festen Seite und einem Dichtungsring 26 an einer rotierenden Seite besteht, ist zwischen den anderen Enden des Außenringes 13 und des Innenringes 5 an der Außenseite (des Fahrzeuges) auf der rechten und der linken Seite in 2 vorgesehen.
Die Bezugsziffer 3 bezeichnet das Anschlußende eines Zapfens oder Bolzens zum Anbringen und Befestigen des Radnabenträgers 8, der den Außenring 13 bildet, an einem Trägerteil 14 an der Fahrzeugkörperseite, und mehrere Zapfen oder Bolzen sind mit gleichförmigen Abstand in der Umfangsrichtung vorgesehen. In der Mitte des Innenringes 5 ist ein Einführungsloch 4 ausgebildet, um die zuvor erwähnte Radnabe oder die Achse eines Gelenkes konstanter Geschwindigkeit aufzunehmen. Der innere Dichtungsring 16 sowie der äußere Dichtungsring 17 verhindern ein Ausfließen von Schmieröl, wie etwa eines Schmierfetts, das in die Aufnahmen für das Kugelbauteil 15 eingefüllt ist, oder ein Eindringen von Staub, wie etwa Schmutz und Fremdmaterial von außerhalb in die Aufnahmen für das Kugelbauteil 15.
Ein über eine Befestigung 6 an dem Radnabenträger 8 befestigter Magnetsensor 24 ist nahe der Seite des inneren Dichtungsringes 16 angeordnet. Eine Codiereinrichtung bzw. ein Impulsgeber 10, die bzw. der in der Lage ist, die Anzahl der Umdrehungen des Rades, das heißt des Innenringes 5, pro Zeiteinheit zu erfassen, besteht aus diesem Magnetsensor 24 sowie einem für den inneren Dichtungsring 16 vorgesehenen Signalgeberrad 21. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet einen mit dem Magnetsensor 24 verbundenen Leitungsdraht.
Der innere Dichtungsring 16 ist ein Kombinations-Dichtungsring mit einem Signalgeberrad zwischen dem inneren Ende des Außenringes 13 und dem inneren Ende des Innenringes 15, wobei der Kombinations-Dichtungsring an einer festen Seite aus dem Dichtungsring 18, der von innen in das innere Ende des Außenringes 13 eingepaßt ist, und dem an einer rotierenden Seite befestigten Dichtungsring 19 besteht, der von außen in das innere Ende des Innenringes 15 eingepaßt ist.
Der Dichtungsring 19 an der rotierenden Seite besteht aus einer Metallscheibe, wie etwa aus einem gewalzten Stahlteil oder einem Edelstahl hergestellt, und bildet einen ringförmigen Anschlag 20 mit einem L-förmigen Profil, das von außen auf das Ende des Innenringes 5 und auf das Signalgeberrad 21 angepaßt ist, wobei das Signalgeberrad 21 in den Anschlag 20 eingesetzt ist, um getragen zu werden.
Der Anschlag 20 ist aus einem in dem Innenring 5 eingepaßten rohrförmigen Anschlußbereich 20a und einer ersten vertikalen Wand 20b gebildet, die von dem einen Ende (das rechte Ende in der 2) des rohrförmigen Anschlußbereiches 20a an einer festen Seite in den Dichtungsring 18 (in den Außenring 13) gebogen ist.
Das Signalgeberrad 21 erfaßt die relative Drehzahl des Dichtungsringes 18 an einer festen Seite und des Dichtungsringes 19 an einer rotierenden Seite. Das Signalgeberrad 21 ist derart ausgebildet, daß es über die erste vertikale Wand 20b ragt, und es ist durch Adhäsion an der äußeren Oberfläche (an der rechten Seite in 2) der ersten vertikalen Wand 20b befestigt. Das Signalgeberrad 21 besteht aus dem größten Durchmesserbereich 21a außerhalb der ersten vertikalen Wand 20b und einem Anschlagbereich 21b, der ein wenig auf die Rückseite der ersten vertikalen Wand 20b (an der linken Seite in 2) ragt, wobei er wie ein Ring mit einem hakenartigen Bereich ausgeformt ist.
Wie in der 3 gezeigt, ist das Signalgeberrad 21 aus einem magnetischen Gummi hergestellt, das derart magnetisiert ist, daß abwechselnd mit gleichem Abstand um den Umfang herum Südpole und Nordpole angeordnet sind. Das heißt, das Signalgeberrad 21 ist aus einem kreisringförmigen magnetischen Gummi gebildet, welches Magnet pulver, wie etwa Ferrit, enthält und dessen Magnetisierungsrichtung mit gleichem Abstand um den Umfang herum abwechselt. Wie zuvor erwähnt, ist das aus einem magnetischen Gummi hergestellte Signalgeberrad 21 durch Adhäsion in dem Anschlag 20 integriert.
Der Dichtungsring 18 an einer festen Seite besteht aus einem äußeren ringförmigen Kernelement 22 mit einem L-förmigen Bereich und einem aus Gummi hergestellten Abdichtungsteil 23. Das äußere Kernelement 22 ist aus einem rohrförmigen Anschlußbereich 22a, das mit Druck in den inneren Umfang des Außenringes 13 eingepaßt ist, und einer zweiten vertikalen Wand 22b gebildet, die von dem axialen Ende des rohrförmigen Anschlußbereiches 22a nach innen gebogen ist (am linken Ende in 4). Das Ende der zweiten vertikalen Wand 22b ist derart gebogen, daß es etwas näher an der Innenseite liegt (in der 4 nach rechts).
Das Dichtungselement 23 ist an der gesamten inneren Fläche des äußeren Kernelementes 22 angebracht und weist mehrere Dichtungslippen 23a, 23b, 23c an einem oder mehreren Teilen (drei Teile in der Figur) auf. Die erste Dichtungslippe 23a (Seitenlippe) wird angedrückt, damit sie mit der ersten vertikalen Wand 20b in Kontakt steht, und die zweite Dichtungslippe 23b (Hauptlippe) sowie die dritte Dichtungslippe 23c (Schmiermittellippe) werden angedrückt, damit sie mit dem rohrförmigen Anschlußbereich 20a in Kontakt stehen.
Das Abdichtungselement 23 ist im allgemeinen aus einem durch thermische Behandlung („Backen”) mit dem Kernelement 22 kombinierten Gummimaterial ausgebildet. In der 4 ist das Abdichtungselement 23 aus einem Endbereich 27 und einem Endbereich 28 gebildet, um zwischen dem Signalgeberrad 21 einen Spalt r1 zu bilden, jedoch ist so ein Spalt nicht immer notwendig.
Der äußere Dichtungsring 17 besteht hauptsächlich aus den gleichen Teilen wie jenen für den inneren Dichtungsring 16, jedoch mit der Ausnahme des Signalgeberrades 21. Das heißt, der äußere Dichtungsring 17 besteht aus einem nur aus einem inneren Kernmaterial 20 bestehenden Dichtungsring 16 an der rotierenden Seite, einem Dichtungsring 25 an der festen Seite, der der gleiche Dichtungsring wie der Dichtungsring 18 an einer festen Seite des inneren Dichtungsringes 16 ist, und so weiter.
Ausführungsform 1
Eine Magnetisierungseinrichtung zum Magnetisieren des zuvor erwähnten Signalgeberrades 21 wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 9 erläutert.
Eine in den 5 bis 9 gezeigte Magnetisierungseinrichtung A für ein Signalgeberrad weist folgendes auf: ein zum Einführen von Drähten mit mehreren Nuten 30 mit einem Zwischenraum in der Umfangsrichtung versehenes ringartiges Magnetisierungsjoch 31, einen Draht 32, der in die jeweilige Nut eingeführt ist, damit er in der Umfangrichtung angeordnet ist, damit er um das Joch 31 herum befestigt ist, eine (nicht dargestellte) Gleichspannungsquelle sowie einen (nicht dargestellten) Schalter 34. Die Richtungen zum Einführen des Drahtes 32 in die benachbarten Nuten 30 in der Umfangsrichtung sind jeweils zueinander entgegengesetzt.
Die Nut 30 ist als gewundene bzw. gekrümmte Nut (um 90° gebogen) ausgebildet, die aus einer entlang der radialen Richtung an einer ringartigen Fläche 35 des Magnetisierungsjochs 31 ausgebildeten Durchmesser-Nut 30a (eine Ausführungsform einer ersten Nut) und aus einer Quer-Nut 30b (eine Ausführungsform einer zweiten Nut) besteht, die in der Richtung (axiale Richtung), welche eine Umfangsfläche 36 schneidet, derart ausgebildet ist, daß sie mit der ersten Nut 30a in Verbindung steht.
Der Draht 32, der durch Beschichtung mit einem Isoliermaterial auf der Oberfläche eines elektrischen Drahtes ausgebildet ist, wird sowohl durch die Durchmesser-Nut 30a als auch durch die Quer-Nut 30b eingeführt. Die zwischen den benachbarten Nuten 30a, 30b ausgebildete Magnetisierungsfläche wird durch zwei Flächen gebildet, nämlich eine erste Magnetisierungsfläche T1, die ein Teil der ringartigen Fläche 35 ist, und eine zweite Magnetisierungsfläche T2, die ein Teil der Umfangsfläche 36 ist.
Der Draht 32 wird in die Nuten 30 derart eingeführt, daß er bei einem vorspringenden Bereich von der Durchmesser-Nut 30a in den inneren Umfang und bei einem vorspringenden Bereich von der Quer-Nut 30b in die axiale Richtung entgegengesetzt zu der Durchmesser-Nut 30a gebogen wird, um in die nächste Nut 30 eingeführt zu werden.
Wie in der 7 gezeigt, ist der Draht 32 zickzackförmig an dem Magnetisierungsjoch 31 befestigt. In der Praxis werden mehrere Drähte in die Nuten 30 eingeführt, wie es in 5 gezeigt ist, jedoch ist zum besseren Verständnis in der 7 bis 9 nur einer von ihnen dargestellt.
Der in der 5 gezeigte Dichtungsring 19 an der rotierenden Seite weist eine unterschiedliche Formgebung zu dem in 1, 2 und 4 gezeigten Dichtungsring auf. Der Dichtungsring 19 besteht aus einem Kernmaterial 41, das mit einem passenden rohrförmigen Anschlußbereich 41a, um von innen in einen Außenring 29 an der rotierenden Seite angepaßt zu werden, und einer ringartigen vertikalen Wand 41b ausgebildet ist, sowie aus einem ringartigen Signalgeberrad 21, das an der Seite des rohrförmigen Bereiches 41a der vertikalen Wand 41b befestigt ist. Zum Magnetisieren des ringförmigen magnetischen Gummis in dem Signalgeberrad 21 wird das Magnetisierungsjoch 31 in den rohrförmigen Anschlußbereich 41a eingesetzt, um die erste Magnetisierungsstirnfläche T1 in Kontakt mit dem ringförmigen magnetischen Gummi zu bringen.
Der Draht 32 kann in der gekrümmten Nut 30 befestigt werden, ohne daß er von einer der Magnetisierungsflächen T1, T2 vorsteht, so daß die zweite Magnetisierungsfläche T2 dicht an den rohrförmigen Anschlußbereich 41a des Kernmaterials 41 gebracht werden kann, um sie derart, wie in 5 gezeigt, miteinander in Berührung zu bringen. Daher kann der Außendurchmesser des Signalgeberrades 21 groß gewählt werden, um dadurch nahezu den gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser des rohrförmigen Anschlußbereiches 41a anzunehmen.
Das heißt, der Abstand e zwischen dem äußeren Kreisumfang des Magnetisierungsjochs 31 und dem inneren Kreisumfang des hülsenförmigen Anschlußbereiches 41a ist nahezu auf Null gesetzt. Das heißt, der Abstand d in dem in der 16 gezeigten Stand der Technik sowie der Abstand e gemäß der vorliegenden Erfindung stehen in einer Beziehung e < d.
Demgemäß ist der Bereich des Signalgeberrades 21 vergrößert, und zwar begleitet von einer Vergrößerung des Durchmessers, ohne daß der Durchmesser des Dichtungsringes 19 an der rotierenden Seite groß gemacht wird, so daß zu einer Verbesserung der Genauigkeit beim Erfassen der Drehanzahl beigetragen wird. Ferner wird der Draht 32 befestigt, indem er in die an jeder Fläche 35, 36 an einer Kontaktseite des Signalgeberrades an dem Magnetisierungsjoch 31 ausgebildete Nut 30 eingeführt wird, so daß der Draht 32 so nahe wie möglich an dem ringförmigen magnetischen Gummi liegt, um beim Magnetisierungsprozeß miteinander in Berührung zu stehen, so daß die erwünschte Effizienz der Magnetisierung beibehalten wird. Der zwischen der ringartigen Fläche 35 und der Umfangsfläche 36 ausgebildete Winkel ist im wesentlichen ein rechter Winkel.
Ausführungsform 2
Bei der in der 5 bis 9 gezeigten Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung A sind die Magnetisierungsflächen T1, T2 an verschiedenen Flächen vorhanden. Falls, wie es in der 10a gezeigt ist, das Signalgeberrad 21 ein L-förmiges Profil mit nach innen gebogenen, aus einem ringartigen Bereich 21a und einem passenden rohrförmigen Anschlußbereich 21b bestehenden Bereichen aufweist, können durch Verwendung von solch einem Aufbau beide Bereiche 21a, 21b zur gleichen Zeit magnetisiert werden.
Wenn andererseits eine (nicht dargestellte) Magnetisierungseinrichtung mit einem Magnetisierungsjoch verwendet wird, das ein im wesentlichen L-förmiges Profil aufweist, dann sind der ringartige Bereich 21a und der hülsenförmige Anschlußbereich 21b in der Lage, zur gleichen Zeit in einem Fall magnetisiert zu werden, in welchem das Signalgeberrad 21 ein L-förmiges Profil mit nach außen gebogenen Bereichen aufweist, an dessen inneren Kreisumfang das Kernmaterial 20 integral befestigt ist.
Der ringartige Bereich 21a steht in Kontakt mit der ersten Magnetisierungsfläche T1, und der passenden rohrförmige Anschlußbereich 21b steht in Kontakt mit der zweiten Magnetisierungsfläche T2, und zwar jeweils ohne einen Zwischenraum, so daß durch Zuführen von Elektrizität zur gleichen Zeit zwei Flächen magnetisiert werden können. Die gebogenen Teile des Drahtes 32 sind derart ausgelegt, daß sie von jeder Nut 30a, 30b aus vorstehen; daher rufen sie keine Störungen bzw. Interferenzen mit der ersten Magnetisierungsfläche T1 und der zweiten Magnetisierungsfläche T2 hervor. Die gleichen Teile, wie jene in 5, weisen die gleichen Bezugsziffern auf.
Ausführungsform 3
Wie in der 11 gezeigt, kann die Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung A auch derart aufgebaut sein, daß der Winkel der Umfangsfläche 36 relativ zu der ringartigen Fläche 35 auf einen im wesentlichen stumpfen Winkel α festgelegt wird. Die Umfangsfläche 36 ist eine geneigte Fläche (ein Teil einer Kegelstumpffläche), die gegenüber der ringartigen Fläche 35 einen Winkel von 135° aufweist, und der Winkel der Durchmesser-Nut 30a relativ zu der Quer-Nut 30b beträgt 135°.
In diesem Fall bewirken die vorstehenden Teile des Drahtes 32 in der Längsrichtung der Nut von der ersten Magnetisierungsfläche T1 und der zweiten Magnetisierungsfläche T2, die geneigte Flächen sind, welche durch Biegung des Drahtes 32 gebildet werden, keine Störungen oder Beeinträchtigungen hinsichtlich des Dichtungsringes 19 an der rotierenden Seite.
Abhängig von der Anordnung und der Formgebung des Drehgeschwindigkeits- bzw. Drehzahl-Erfassungsteiles kann ein Kernmaterial 51 derart geformt sein, daß eine an einem rohrförmigen Anschlußbereich 51a vorgesehene vertikale Wand 51b um 135° gebogen bzw. gekrümmt ist (stumpfer Winkel α), oder der Dichtungsring 19 kann an der rotierenden Seite aus dem Signalgeberrad 21 bestehen, das wie das Kernmaterial 51 gekrümmt ist, wie es in der 11 gezeigt ist. Die Magnetisierungseinrichtung A ist zum Magnetisieren solch eines Signalgeberrades 21 mit einem gekrümmten Profil geeignet. Der Biegungswinkel ist nicht auf 135° begrenzt, er kann auch 120° oder 150° betragen, und jeder beliebige stumpfe Winkel ist annehmbar.
Ausführungsform 4
Wie in der 12 gezeigt, kann die Signalgeberrad-Magnetisierungseinrichtung A auch eine gekrümmte Nut 30 aufweisen, die aus einer Durchmesser-Nut 30a, welche an der ringartigen Fläche 35 (auch die erste Magnetisierungsfläche T1) des Magnetisierungsjochs 31 ausgebildet ist, und einer Quer-Nut 30c besteht, die an der Umfangsfläche 37 gebildet ist (auch die zweite Magnetisierungsfläche T2).
In diesem Fall weist das Signalgeberrad 21 ein L-förmiges Profil auf, das an dem Kernmaterial 20 mit einem L-förmigen Profil befestigt ist, und beide von zwei Flächen, wie etwa ein rohrförmiger Anschlußbereich 21k und ein ringartiger Bereich 21r, können zur gleichen Zeit magnetisiert werden.
Die vorliegende Erfindung kann bei der Magnetisierungseinrichtung zum Magnetisieren des in der 18 gezeigten rohrförmigen Signalgeberrades 21 entsprechend angewandt werden.

Claims

Magnetisierungseinrichtung für ein Signalgeberrad (21), wobei die Magnetisierungseinrichtung ein ringartiges Magnetisierungsjoch (31, 101), das mit mehreren Drahteinführungs-Nuten (30, 30a, 30b, 103) in einem Zwischenraum in seiner radialen Richtung versehen ist, sowie einen Draht (32) aufweist, der an dem Magnetisierungsjoch (31, 101) befestigt ist, welcher nacheinander in die Nuten (30, 30a, 30b, 103) eingeführt ist, wobei der Draht (32) in jede der benachbarten Nuten (30, 30a, 30b, 103) in einer Art und Weise eingeführt ist, daß er in Windungen innerhalb und außerhalb des Rades (21) angeordnet wird, wobei die Nut (30, 30a, 30b, 103) als eine gekrümmte Nut ausgebildet ist, die aus einer in einer ringartigen Fläche (104) des Magnetisierungsjochs (31, 101) in seiner radialen Richtung vorgesehenen ersten Nut (30a) und einer zweiten Nut (30b) besteht, die mit der ersten Nut (30a) in Verbindung steht und an der Umfangsfläche (36) des Magnetisierungsjochs (31, 101) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Draht (32) im Zickzack in der ersten Nut (30a) und in der zweiten Nut (30b) befestigt ist und wobei eine zwischen den jeweiligen angrenzenden Nuten (30, 30a, 30b, 103) ausgebildete Magnetisierungsfläche (T1, T2) aus zwei Flächen ausgebildet ist, nämlich einem Teil der ringartigen Fläche (104) sowie einem Teil der Umfangsfläche (36).
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Winkel der ringartigen Fläche (104) relativ zu der Umfangsfläche (36) im wesentlichen ein rechter Winkel ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Winkel der ringartigen Fläche (104) relativ zu der Umfangsfläche (36) im wesentlichen ein stumpfer Winkel ist.