DE112004001823T5 - Lagerbaugruppe mit eingebautem drahtlosen Sensor - Google Patents

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Koichi Iwata Okada
Koji Iwata Sahashi
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Abstract

Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor, die aufweist:
ein Lager, das einen stehenden Laufring und einen drehbaren Laufring aufweist;
eine drahtlose Sensoreinheit;
und eine Montagevorrichtung der Sensoreinheit zur entfernbaren Montage der Sensoreinheit am stehenden Laufring des Lagers;
wobei die Sensoreinheit einteilig ausgebildet ist und einen Sensorteil zum Nachweis einer Detektionsgröße, eine Signalsendeschaltung zum Senden eines vom Sensorteil ausgegebenen Sensorsignals per Funk und eine Sendeantenne aufweist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerbaugruppe mit eingebautem drahtlosen Sensor, der in Lagerbaugruppen für verschiedene Maschinen und Ausrüstungen und Kraftfahrzeugrädern verwendet wird, und der fähig ist, die Umdrehungszahl oder irgendeine Detektionsgröße (target of detection, im weiteren auch: Nachweisziel) zu erfassen und dann ein Sensorausgangssignal per Funk auszugeben.
  • ALLGEMEINER HINTERGRUND
  • Lager, die beispielsweise in Industriemaschinen, Prüfausrüstungen und Autos zum Einsatz kommen, sind häufig mit einem Sensor versehen, um das Lager intelligent zu machen, sodass Sensorsignale beispielsweise zur Steuerung von Maschinen und Ausrüstungen sowie zur Regelung des Lagerzustands benutzt werden können. Die Sensorsignale werden allgemein mithilfe eines Verdrahtungssystems übertragen, doch wird häufig festgestellt, dass kaum ein geeigneter Ort für die Verdrahtung zur Verfügung steht. Angesichts dessen wurde die Lagerbaugruppe mit eingebautem drahtlosem Sensor vorgeschlagen, bei der ein Erfassungssignal mithilfe elektromagnetischer Wellen übertragen wird.
  • Außerdem wurde der drahtlose ABS-Sensor (Brems-Antiblockiersystem) vorgeschlagen, bei dem ein Signal von einem Umdrehungssensor, der an der Radtraglagerbaugruppe montiert ist, per Funk übertragen werden kann, was den Kabelbaum zwischen einem Fahrzeugrad und einer Karosseriestruktur eliminiert. Siehe hierzu beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002–264786. Für den Umdrehungssensor wird ein Eigenstromgenerator des Rotationstyps mit einem mehrpoligen Magnet als Umdrehungssensor verwendet, und eine elektrische Leistung zum Betreiben des Sensors und einer Sendevorrichtung wird durch eine Eigengenerierung erlangt. Dadurch wird die Notwendigkeit eines Verdrahtungssystems für die Lieferung einer elektrischen Leistung von der Karosseriestruktur zum Umdrehungssensor eliminiert. Die Verwendung des drahtlosen Systems ist besonders vorteilhaft, indem das Gewicht verringert, die Montagefähigkeit verbessert und Probleme, aufgrund von Kabelbaum-/Kabelsatzbruch durch Steinschlag usw., vermieden werden können.
  • Ebenso wurde bei der Radtraglagerbaugruppe die drahtlose Lieferung einer elektrischen Leistung zum Umdrehungssensor vorgeschlagen. Siehe hierzu beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2003–146196. Im Gegensatz zum Eigengenerationssystem, ermöglicht dieses drahtlose Versorgungssystem für elektrische Leistung dem Umdrehungssensor die Umdrehungszahl nachzuweisen und das Sensorsignal, selbst während die Radumdrehung stillsteht und bei einer langsamen Radumdrehung, zu übertragen.
  • Die Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor ist vorteilhaft hinsichtlich Eliminieren der Verdrahtung und für die leichte Montagefähigkeit im Vergleich zur Lagerbaugruppe mit eingebautem, verdrahteten Sensor. Angesichts dessen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung versucht, diese Vorteile effektiv zu nutzen.
  • In die Lagerbaugruppe mit eingebautem Sensor wird die Montage der Sensoreinheit an die Lagerbaugruppe durch Befestigung (Fixieren). ausgeführt. Solches Befestigen wirft, speziell während der Wartung der Lagerbaugruppe, häufig ein Problem auf, das durch die Befestigung der Sensoreinheit verursacht wird. Beispielsweise, wenn Schmiermittel in die Lagerbaugruppe nachgefüllt werden muss oder die Lagerbaugruppe zur Reinigung demontiert wird, kann eine erforderliche Arbeit nicht leicht ausgeführt werden, wenn die Sensoreinheit ortsfest montiert ist. Ebenso kommt es bei Einbau in Prüfmaschinen häufig vor, dass ein spezieller Sensor eines Typs wünschenswert durch einen anderen Sensor eines unterschiedlichen Typs ersetzt werden soll, doch dieser Ersatz nicht ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.
  • Andererseits ist die Lagerbaugruppe mit eingebautem, verdrahteten Sensor vorgeschlagen worden, bei welcher der Sensor abnehmbar am Lager montiert ist. Siehe hierzu beispielsweise die japanische Offenlegungs schrift Nr. 6–308145. Gemäß dieser Lagerbaugruppe lässt sich die Montage und das Entfernen des Sensors leicht erzielen. Aber da an den Sensor ein Draht angeschlossen ist, kommt es häufig vor, dass sich der Sensor nicht leicht entfernen bzw. anschließen lässt, weil die Verdrahtung stört.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor vorzusehen, in der sich Montieren und Entfernen eines Sensors in Bezug auf ein Lager leicht erzielen lassen, ohne durch Verdrahtung gestört zu werden.
  • Eine Lagerbaugruppe mit eingebautem Sensor gemäß vorliegender Erfindung enthält ein Lager mit einem stehenden Laufring und einem drehenden Laufring, eine Sensoreinheit und eine Montagedvorrichtung für die drahtlose Sensoreinheit, um die drahtlose Sensoreinheit am stehenden Laufring des Lagers entfernbar zu montieren. Die drahtlose Sensoreinheit ist als ein Teil (one-piece) hergestellt einschließlich eines Sensorteils zum Nachweis eines Nachweisziels (detection target) Nachweisziels, eine Signalsendeschaltung zum Senden eines vom Sensorteil ausgegebenen Sensorsignals und einer Sendeantenne.
  • Da das Sensorsignal per Funk gesendet werden kann, ist bei dieser Konstruktion für das Sensorsignal keine Verdrahtung erforderlich. Da die drahtlose Sensoreinheit außerdem durch die Montagevorrichtung für die Sensoreinheit entfernbar am Lager montiert werden kann, lässt sich die drahtlose Sensoreinheit leicht vom Lager entfernen. In einem solchen Fall stellt die Verdrahtung kein Hindernis dar, da für das Sensorsignal keine Verdrahtung verwendet wird, und die Arbeit zum Ausbau des Sensors wird erleichtert. Auf diese Weise lässt sich durch den Synergismus der Montagevorrichtung der Sensoreinheit, welche die entfernbare Montage der Sensoreinheit ermöglicht, und durch das drahtlose System das Montieren und Entfernen der Sensoreinheit jederzeit leicht ausführen. Dadurch kann die Wartung des Lagers bei ausgebauter Sensoreinheit vorgenommen werden, außerdem lässt sich der Austausch der Sensoreinheit mit einer anderen Sensoreinheit leicht durchführen, sodass ein anderes Nachweisziel erfasst werden kann. Wo mit Prüfgeräten andere Nachweisziele festgestellt werden sollen, werden mehrere Sensoreinheiten jeweils zum Nachweis eines speziellen Nachweisziels vorbereitet und der Reihe nach ausgetauscht, um eine breite Palette von Nachweisresultaten zu erhalten.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Sensoreinheit vorzugsweise einen Stromversorgungsteil zum Antrieb des Sensorteils und der Signalsendeschaltung aufweisen, wobei dieser Teil keine Verwendung einer Verdrahtung zwischen der Sensoreinheit und der Außenseite der Sensoreinheit erfordert. Beispielsweise kann der Stromversorgungsteil einen Stromempfangsteil zum Empfang der elektrischen Leistung per Funk oder eine Batterie oder einen Stromgenerator einschließen.
  • Wo die Sensoreinheit als Stromversorgungsteil den Stromempfangsteil, die Batterie oder den Stromgenerator aufweist, ist auch keine zur Sensoreinheit führende Stromversorgungsverdrahtung erforderlich, und die Sensoreinheit kann völlig auf ein drahtloses Merkmal zugeschnitten werden. Der Synergismus der Montagevorrichtung für die entfernbare Sensoreinheit und der drahtlosen Sensoreinheit ist der Grund für die große Wirkung, die durch die leichte Montage und Demontage der Sensoreinheit erzielt wird.
  • Insbesondere wo die Sensoreinheit den Stromempfangsteil zum Empfang der elektrischen Leistung per Funk aufweist, ist keine Wartung wie z. B. Ersetzen der Batterie erforderlich, und eine Gewichtsreduzierung des Lagers lässt sich erreichen; dennoch kann die Sensoreinheit im Gegensatz zum Stromgenerator des Rotationstyps jederzeit elektrische Leistung zum Betrieb erhalten.
  • Wo der Stromversorgungsteil ein Stromgenerator ist, ist kein Ersatz der Batterie nötig, und es ist auch kein Stromsendeteil für die drahtlose Versorgung mit elektrischer Leistung erforderlich, was zur Vereinfachung der Struktur führt. Der Stromgenerator kann anders als der Stromgenerator des Rotationstyps ein fotoelektrisches Umwandlungselement, wie beispielsweise eine Solarzelle zum Umwandeln von Licht in Elektrizität oder ein thermoelektrisches Umwandlungselement sein, wie beispielsweise ein Peltier-Element zum Umwandeln von Wärme in Elektrizität.
  • Wo ein anderes Mittel als die Batterie als Stromversorgungsteil verwendet wird, ist zu beachten, dass die Verwendung eines Kondensators oder einer sekundären Batterie bevorzugt wird, um die Versorgung mit elektrischer Leistung zu stabilisieren.
  • In der vorliegenden Erfindung kann der Sensorteil einen Umdrehungssensor enthalten, der aus einem pulsierenden Ring (pulsar ring = Ring als Impulsgeber) zum Generieren einer zyklischen magnetischen Veränderung in dessen Umfangsrichtung und einem Magnetsensor, der dem pulsierenden Ring gegenüber ausgerichtet ist. Die Sensoreinheit enthält den Magnetsensor während der pulsierende Ring am drehbaren Laufring (race member) angebracht ist.
  • Wo das Lager mit einem Sensor zum Nachweis der Umdrehungszahl ausgerüstet ist, ist ein solches Lagers äußerst nützlich. Mit dem oben erwähnten pulsierenden Ring und dem Magnetsensor lässt sich ein höchst genauer Nachweis der Umdrehungen erzielen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Montagevorrichtung der Sensoreinheit einen Befestigungsring enthalten, der am stehenden Laufring montiert ist, ein Muffenteilstück, das im Befestigungsring vorgesehen ist, damit die Sensoreinheit entfernbar in einer radialen Richtung des Lagers eingeschoben werden kann, und ein im Befestigungsring oder Muffenteilstück vorgesehenen Halteteilstück, um die in das Muffenteilstück eingeschobene Sensoreinheit elastisch festzuhalten.
  • Da die Montagevorrichtung der Sensoreinheit das Muffenteilstück und das elastische Halteteilstück enthält, lassen sich Entfernen und Montage der Sensoreinheit leicht durchführen, und die Positionierung der Sensoreinheit kann während der Montage leicht ausgeführt werden. Da dieses Muffenteilstück durch den Befestigungsring am stehenden Laufring angebracht ist, lässt sich auch die Montage des Muffenteilstücks an den stehenden Laufring leicht ausführen.
  • Die erfindungsgemäße Lagerbaugruppe mit eingebautem drahtlosen Sensor kann ein Rollenlager sein, das Reihen Wälzkörper enthält, die zwischen jeweiligen Laufbahnoberflächen in den stehenden und drehenden Laufringen definiert angeordnet sind. Das Rollenlager kann entweder vom zweireihigen Typ oder vom einreihigen Typ sein, und die darin verwendeten Rollelemente können eine Kugel, Rolle oder Kegelrolle sein. Das Lager kann ebenso ein Gleitlager sein. Außerdem kann das Lager ein Radiallager oder ein Drucklager sein.
  • Das oben erwähnte Rollenlager kann eine Radtraglagerbaugruppe sein, die zur drehbaren Stütze eines Fahrzeugrads in Bezug auf eine Karosseriestruktur verwendet wird, und die ein äußeres Bauelement mit mehreren Laufbahnoberflächen einschließt, die den stehenden Laufring definieren, und ein inneres Bauelement mit Laufbahnoberflächen, die den Laufbahnoberflächen im äußeren Bauelement gegenüberstehen und die den drehbaren Laufring definieren, und mehrere Reihen Rollelemente aufweist, die zwischen den sich gegenüberstehenden Laufbahnoberflächen in den äußeren und inneren Bauelementen angeordnet sind.
  • Wo die vorliegende Erfindung auf eine Radtraglagerstützgruppe angewandt wird, kann dies bewirken, dass sich Entfernen und Montieren der Sensoreinheit in Bezug auf das Lager leicht erzielen lassen, ohne durch Verdrahtung gestört zu werden, und daher in der Praxis bei der Wartung äußerst nützlich sind.
  • Da folglich die erfindungsgemäße Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor das Lager einschließlich des stehenden Laufrings und des drehbaren Laufrings, die Sensoreinheit und die Montagevorrichtung der Sensoreinheit zum entfernbaren Montieren der Sensoreinheit an den stehenden Laufring des Lagers aufweist und die Sensoreinheit als ein Teil hergestellt ist, einschließlich des Sensorteils zum Nachweis eines Nachweisziels, der Signalsendeschaltung zum Übertragen eines vom Sensorteil ausgegebenen Sensorsignals und der Sendeantenne, kann die Sensoreinheit in Bezug auf das Lager leicht und einfach entfernt und montiert werden, weil der Synergismus der Fähigkeit, die Sensoreinheit mittels der Montagevorrichtung der Sensoreinheit entfernbar montiert werden kann, und die Sensoreinheit wegen des drahtlosen Merkmals keine Verdrahtung erfordert. Demzufolge lässt sich die Wartung nicht nur leicht ausführen, sondern der Sensortyp kann leicht ausgetauscht werden.
  • Insbesondere wo die Sensoreinheit als Stromversorgungsteil zum Antrieb des Sensorteils und der Signalsendeschaltung einen Teil aufweist, der keine Verdrahtung mit der Außenseite der Sensoreinheit erfordert, beispielsweise des Stromversorgungsteils zum Empfang der elektrischen Leistung per Funk oder der Batterie oder des Stromgenerators, ist keine Verdrahtung für das Stromversorgungssystem erforderlich, und es wird beim Entfernen oder Montieren der Sensoreinheit keine Störung durch Verdrahtung auftreten. Folglich ist der Synergismus der Fähigkeit der Sensoreinheit, sich leicht entfernen und montieren zu lassen hoch, weil keine störende Verdrahtung vorliegt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Auf jeden Fall wird die vorliegende Erfindung anhand folgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den entsprechenden Zeichnungen besser verständlich werden. Die Ausführungsbeispiele und die Zeichnungen sind aber nur zur Veranschaulichung und Erläuterung bereitgestellt sie sollen jedoch die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken, ihr Bereich wird durch die Ansprüche im Anhang bestimmt.
  • In den Zeichnungen im Anhang werden die gleichen Bezugsnummern benutzt, um gleiche Teile in allen verschiedenen Ansichten damit zu kennzeichnen.
  • 1 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Schnittdarstellung einer Lagerbaugruppe mit eingebautem Sensor nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Blockschaltbild zeigt, das eine konzeptuelle Struktur einer darin verwendeten Sensoreinheit zeigt;
  • 2 ist eine Schnittdarstellung der Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine Schnittdarstellung der Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor, in der die vorliegende Erfindung auf eine Radstützlagerbaugruppe angewandt ist;
  • 4 ist eine Rückansicht der Lagerbaugruppe der 3 von einer innenliegenden Seite aus betrachtet;
  • 5 ist eine Schnittdarstellung eines Teilstücks in vergrößertem Maßstab, das in 3 mit A markiert ist;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die in vergrößertem Maßstab ein wichtiges Teilstück einer Montagevorrichtung der Sensoreinheit in der Lagerbaugruppe der 3 zeigt;
  • 7A ist eine Seitenansicht der Sensoreinheit in der Lagerbaugruppe der 3;
  • 7B ist eine Rückansicht der Sensoreinheit; und
  • 8 ist eine schematische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einem pulsierenden Ring (Impulsring) und einem Magnetsensor zeigt.
  • DAS BESTE VERFAHREN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 ausführlich beschrieben. Die Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor der vorliegenden Erfindung enthält ein Lager 1, eine Sensoreinheit 9 und eine Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 zum entfernbaren Montieren der Sensoreinheit 9 an einen stehenden Laufring 3 des Lagers 1. Das Lager 1 enthält den stehenden Laufring 3 und einen drehbaren Laufring 2 und kann entweder in Form eines Rollenlagers oder eines Gleitlagers sein, wird aber im abgebildeten Ausführungsbeispiel als ein Rollenlager gezeigt, das Reihen Rollelemente 4 aufweist, die zwischen Laufbahnoberflächen 3a und 2a angeordnet sind, die jeweils im stehenden Laufring 3 und im drehbaren Laufring 2 ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der stationäre Laufring 3 ein äußerer Laufring und der drehbare Laufring 2 ein innerer Laufring. Außerdem ist dieses Rollenlager 1 in Form eines zweireihigen Schrägkugellagers. Jede Reihe der Rollelemente 4 wird jeweils durch einen Halter 5 gehalten.
  • Die Sensoreinheit 9 enthält einen Sensorteil 26 zum Nachweis eines Nachweisziels, einen Sensorsignalsendeteil 29 zum Übertragen eines vom Sensorteil ausgegebenen Sensorsignals und einen Stromversorgungsteil 27, die alle miteinander integriert sind. Die Integration kann durch Einschließen des Sensorteils 26, des Sensorsignalsendeteils 29 und des Stromversorgungsteils 27 in ein Gehäuse z. B. ein Kunstharzgehäuse oder durch Montieren des Sensorteils 26, des Sensorsignalsendeteils 29 und des Stromversorgungsteils 27 auf ein Substrat erzielt werden, das seinerseits in Kunstharz geformt ist.
  • Der Sensorsignalsendeteil 29 enthält eine Antenne 29a und eine Signalsendeschaltung 29b. Der Stromversorgungsteil 27 enthält einen Stromempfangsteil 28 zum Empfang einer elektrischen Leistung per Funk. Der Stromempfangsteil 28 enthält eine Antenne 28a und eine Stromempfangsschaltung 28b. Eine Stromempfangsschaltung des Stromversorgungsteils 27 kann mit einem Kondensator oder einer sekundären Batterie (beide nicht gezeigt) zum Speichern einer vom Stromempfangsteil 28 empfangenen elektrischen Leistung versehen sein.
  • Die Sensoreinheit 9 und eine Sensorsignalempfangseinheit 25, die getrennt und fern der Sensoreinheit 9 positioniert sind, bilden insgesamt ein drahtloses Sensorsystem. Die Empfangseinheit des Sensorsignals 25 enthält einen Sensorsignalempfangsteil 23 zum Empfang des vom Sensorsorsignalsendeteil 29 der Sensoreinheit 9 übertragenen Sensorsignals und einen Stromsendeteil 22 zum Übertragen einer elektrischen Leistung per Funk an den Stromempfangsteil 29. Der Sensorsignalempfangsteil 23 schließt eine Antenne 23a und eine Empfangsschaltung ein, und andererseits schließt der Stromsendeteil 22 eine Antenne 22a und eine Übertragungsschaltung ein.
  • Die Sensoreinheit 9 und die Empfangseinheit des Sensorsignals 25 können in einem Verhältnis eins-zu-eins zueinander stehen. Alternativ kann der Empfang des Sensorsignals und die Übertragung der elektrischen Leistung zwischen der einzigen Sensorsignal-Empfangseinheit 25 und den mehrfachen Sensoreinheiten 9 jeweils eine pro Lager 1 ausgeführt werden. Wenn die Übertragungsfrequenz des Sensorsignals geändert oder das Zeitmultiplexsystem für die Sensorsignale ausgeführt wird, können die jeweiligen Sensorsignale von den mehrfachen Sensoreinheiten 9 in der Sensorsignalempfangseinheit 25 identifiziert werden. Übertragung der elektrischen Leistung kann mit der gleichen Frequenz für die mehrfachen Sensoreinheiten 9 ausgeführt werden.
  • Übertragung und Empfang zwischen dem Sensorsignalsendeteil 29 und dem Sensorsignalempfangsteil 23 und zwischen dem Stromsendeteil 22 und dem Stromempfangsteil 28 kann durch elektromagnetische Wellen, Lichtwellen, Infrarotstrahlen, Ultraschallwellen oder magnetische Kopplung ausgeführt werden. Wo die elektromagnetischen Wellen zum Einsatz kommen, sind daher die jeweiligen Übertragungsfrequenzen des Sensorsignals und der elektrischen Leistung, beide per Funk übertragen, vorzugsweise voneinander verschieden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Frequenz der elektrischen Leistung mit f1 und die Frequenz des Sensorsignals mit f2 bezeichnet.
  • Der Sensorteil 26 weist einen Magnetsensor 9A auf, der einen Teil einer Umdrehungssensorvorrichtung 20 bildet. Diese Umdrehungssensorvorrichtung 20 besteht aus einem pulsierenden Ring 8 und dem Magnetsensor 9A, die einander gegenüberstehen. Entgegengesetzte Enden des Lagers 1 sind mit Dichtelementen 7 versehen, um einen Raum zwischen dem drehbaren Laufring 2 und dem stehenden Laufring 3 abzudichten. Der pulsierenden Ring 8 ist extern am drehbaren Laufring 2 durch ein Kernmetall 18 des Dichtelements 7 montiert, das an einem Ende des Lagers 1 positioniert ist. Der pulsierenden Ring 8 ist, wie in 6 gezeigt, in Form eines Magneten, der so magnetisiert ist, dass er mehrere abwechselnde Pole N und S in einer Umfangsrichtung des pulsierenden Rings 8 hat, oder in Form eines magnetischen Rings, in dem getriebezähnliche Kerbverzahnungen definiert sind, und der eine zyklische Änderung in der Umfangsrichtung derselben aufweist. Die Kombination des pulsierenden Rings 8 in Form des mehrpoligen Magneten und des Magnetsensors 9A kann einen kompakten und genauen Umdrehungssensor erzielen. Der den pulsierenden Ring 8 bildende Magnet kann ein Gummimagnet, ein Kunststoffmagnet oder ein Sintermagnet sein.
  • Der Magnetsensor 9A kann in Form eines Magnetowiderstandssensors (allgemein als "MR-Sensor" bezeichnet) oder eines aktiven Magnetsensors wie beispielsweise eines Hall-Element-Sensors, eines Fluxgate-Magnetsensors und eines MI-Sensors eingesetzt werden. Von diesen lässt sich der Magnetowiderstandssensor vorteilhaft für die drahtlose Versorgung mit elektrischer Leistung einsetzen, da der Stromverbrauch minimiert werden kann, wenn der Widerstand erhöht wird.
  • Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 enthält einen Befestigungsring 31, der ortsfest am stehenden Laufring 3 montiert ist, ein Muffenteilstück (socket portion) 32, das im Befestigungsring 31 vorgesehen ist und dazu verwendet wird, die Sensoreinheit 9 entfernbar in der radialen Richtung des Lages 1 zu montieren, und ein Halteteilstück 33 zum elastischen Halten der im Muffenteilstück 32 montierten Sensoreinheit 9. Diese Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 kann z. B. gänzlich aus Metallplattenmaterial oder Kunstharz oder sowohl aus Metallplattenmaterial als auch aus Kunstharz hergestellt sein.
  • Das Muffenteilstück 32 ermöglicht es, die Sensoreinheit 9 auf eine vorbestimmte Tiefe hineinzuschieben, wenn die Sensoreinheit 9 von außen in radialer Richtung des Lagers 1 eingeschoben wird, um dadurch die Sensoreinheit 9 in die vorbestimmte Tiefe zu positionieren. Das Halteteilstück 33 dient dazu, die Sensoreinheit 9 in der vorbestimmten Tiefe zu halten. Dieses Halteteilstück 33 enthält ein Einraststück, das im Muffenteilstück 32 vorgesehen ist und in eine äußere Stirnfläche der Sensoreinheit 9 in der radialen Richtung des Lagers 1 oder mit einer in der Sensoreinheit 9 vorgesehenen gestuften Fläche (nicht gezeigt) einrastbar ist. Das Halteteilstück 33 kann aus dem Befestigungsring 31 anstatt aus dem Muffenteilstück 32 herausragen. Der Befestigungsring 31 ist an einem äußeren oder an einem inneren Umfang des stehenden Laufrings 3 montiert. Dieser Befestigungsring 31 kann mit einem Teilstück versehen sein, das in eine Umfangsrille oder -aussparung einrastbar ist, die um äußeren oder inneren Umfang des stehenden Laufrings 3 ausgebildet ist, um den Befestigungsring 31 axial am stehenden Laufring 3 zu positionieren.
  • Es ist zu beachten, dass der Sensorteil 26 zusätzlich zum Magnetsensor 9A einen Sensor (nicht gezeigt) zum Nachweis eines anderen Nachweisziels als die Umdrehungszahl wie z. B. Temperatur, Schwingung, Beschleunigung, Vorlast auf dem Lager, Last oder Drehmoment aufweisen kann. In so einem Fall können jeweilige Sensorsignale jener Sensoren als überlagert oder auf der Basis eines Zeitteilungsystems (time division) vom selben Sensorsignalsendeteil 29 übertragen werden.
  • Nach der Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor der vorstehend beschriebenen Struktur wird das z. B. die Umdrehungszahl anzeigende, Signal, das vom Sensorteil 26 erfasst wird, anschließend vom Sensorsignalsendeteil 29 übertragen, und andererseits empfängt der Stromempfangsteil 28 die elektrische Leistung, um den Sensorteil 26 und den Sensorsignalsendeteil 29 zu betreiben. Demzufolge ist es möglich, Verdrahtung für das Sensorsignal und die elektrische Leistung zwischen dem Lager 1 und dem Sensorsignalempfangsteil 25 zu eliminieren und Gewichtsreduzierung der Lagerbaugruppe und Verbesserung bei der Montagefähigkeit der Lagerbaugruppe zu erzielen und Probleme zu vermeiden, die von durch Steinschlag usw. verursachtem Verdrahtungsbruch herrühren. Wegen der drahtlosen Übertragung der elektrischen Leistung kann im Gegensatz zum Eigengenerationssystem für die elektrische Leistung der Sensorteil 26 die Umdrehungszahl selbst während dem Stillstand der Radumdrehung und der langsamen Radumdrehung nachweisen.
  • Da die Sensoreinheit 9 entfernbar am Lager 1 durch die Montagevorrichtung der Sensoreinheit montiert ist, kann die Sensoreinheit 9 außerdem leicht vom Lager 1 entfernt werden. In so einem Fall lässt sich das Entfernen der Sensoreinheit 9 leicht erzielen, weil keine Verdrahtung für das Sensorsignal sowie für die Stromversorgung verwendet wird. Auf diese Weise lässt sich durch den Synergismus der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30, welche die entfernbare Montage der Sensoreinheit 9 und des drahtlosen Systems ermöglicht, leichtes Montieren und Entfernen der Sensoreinheit 9 erzielen. Dadurch kann die Wartung des Lagers 1 bei ausgebauter Sensoreinheit 9 vorgenommen und auch das Austauschen der Sensoreinheit 9 mit einer verschiedenen Sensoreinheit leicht ausgeführt werden, sodass sich ein anderes Nachweisziel nachweisen lässt. Wo z. B. bei Prüfgeräten verschiedene Nachweisziele nachgewiesen werden sollen, werden mehrere Sensoreinheiten jeweils zum Nachweis eines speziellen Nachweisziels vorbereitet und der Reihe nach ausgetauscht, um eine breite Palette von Erfassungsresultaten zu erhalten.
  • Die 2 veranschaulicht ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden Bezugszeichen verwendet, die mit denen identisch sind, die im ersten Ausführungsbeispiel in 1 verwendet sind, um gleiche Teile zu bezeichnen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel richtet sich auf das Lager 1, bei dem es sich um ein einreihiges Rollenlager handelt. Eine Welle 40 wird in den drehbaren Laufring 2, der als innerer Laufring dient, eingeschoben und daher von diesem getragen. Der Umdrehungssensor 20 ist ein radialer Typ, bei dem der pulsierende Ring 8 und der Magnetsensor 9A in der radialen Richtung des Lagers 1 gegenüberstehend gehalten werden. Der Umdrehungssensor 20 ist außerhalb des Lagers 1 angeordnet und dem Lager 1 in einer axialen Richtung des Lagers 1 gegenüber gestellt. Der pulsierenden Ring 8 ist am äußeren Umfang des drehbaren Laufrings 2 montiert, der als innerer Laufring dient. Der Magnetsensor 9A ist in der Sensoreinheit 9 vorgesehen, die am stehenden Laufring 30 montiert ist.
  • Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 enthält einen Befestigungsring 31, der ortsfest am inneren Umfang des stehenden Laufrings 3 montiert ist, ein Muffenteilstück 32, das im Befestigungsring 31 vorgesehen ist und zum entfernbaren Montieren der Sensoreinheit 9 in radialer Richtung des Lagers 1 verwendet wird, und ein Halteteilstück 33 zum elastischen Halten der im Muffenteilstück 32 montierten Sensoreinheit 9. Das Muffenteilstück 32 ist in Form eines Einrastlochs, das im Befestigungsring 31 ausgebildet ist. Die Sensoreinheit 9 enthält ein einschiebbares Teilstück auf, das in das Einrastloch eingeschoben werden kann und ein nicht einschiebbares Teilstück, das sich nicht in das Einrastloch einschieben lässt. Das nicht einschiebbare Teilstück ist mit einer äußeren Umfangsoberfläche des Befestigungsrings 31 in Eingriff, was die Sensoreinheit 9 in die radiale Richtung des Lagers 1 positioniert. Das Halteteilstück 33 ist in Form einer Zunge, die vom Befestigungsring 31 nach hinten gebogen ist, um in die axiale Richtung des Lagers 1 vorzuragen. Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 kann z. B. ganz aus Metallplattenmaterial oder Kunstharz hergestellt werden. Als andere Möglichkeit kann die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 30 aus sowohl Metallplattenmaterial als auch Kunstharz hergestellt werden. Es ist zu beachten, dass in diesem zweiten Ausführungsbeispiel das Kernmetall 18 nicht das Dichtelement bildet, sondern konstruiert sein kann, das Dichtelement wie im ersten Ausführungsbeispiel zu bilden.
  • Andere als die oben beschriebenen baulichen Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels sind denen ähnlich, die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die 1 gezeigt und beschrieben sind. Selbst in diesem zweiten Ausführungsbeispiel lassen sich Funktionen und Effekte ähnlich denen erzielen, die das erste Ausführungsbeispiel bietet.
  • 3 bis 8 veranschaulichen ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem dritten Ausführungsbeispiel werden Bezugszeichen benutzt, die denen entsprechen, die im ersten Ausführungsbeispiel in der 1 verwendet sind, um ähnliche Teile zu bezeichnen. Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist auf eine Radstützlagerbaugruppe zum Stützen eines angetriebenen Fahrzeugrads angewandt. Indem zuerst auf 3 Bezug genommen wird, weist das Lager 1 einen drehbaren Laufring 2, der ein inneres Element ist und einen stationären Laufring 3, der ein äußeres Element ist, auf, wobei die inneren und äußeren Elemente 2 und 3 durch die Rollelemente 4 relativ zueinander drehbar sind. Die Rollelemente 4 sind in zwei Reihen vorgesehen und jede Reihe der Rollelemente 4 wird von einem jeweiligen Halter 5 gehalten. Der stationäre Laufring 3 enthält einen äußeren Umfang, der mit einem Karosserie-Montageflansch 3a gebildet ist, durch den es an einem Achsschenkel (nicht gezeigt) oder dergleichen der Karosseriestruktur befestigt ist. Der drehbare Laufring 2 weist ein außenliegendes Ende auf, das mit einem Radmontageflansch 2b gebildet ist, an den das Fahrzeugrad (nicht gezeigt) durch mehrere Bolzen 6 befestigt ist. Dieser drehbare Laufring 2 besteht aus einer Nabenachse 2A und einem inneren Laufringsegment 2B, das extern an einem innenliegenden Ende der Nabenachse 2A montiert ist, wobei die Laufbahnoberflächen 2a jeweils in der Nabenachse 2A und dem inneren Laufringsegment 2B ausgebildet sind. Ein außenliegendes Ende des ringförmigen Lagerraums, der zwischen dem drehbaren Laufring 2 und dem stehenden Laufring 3 begrenzt ist, wird durch das Dichtelement 7 abgedichtet.
  • Wie in der 5 gezeigt, die ein in der 3 mit A bezeichnetes Teilstück in vergrößertem Maßstab zeigt, ist der pulsierende Ring 8, der ein nachzuweisendes Element bildet, das zum Nachweis der Umdrehungszahl des Fahrzeugrads verwendet wird, in einem innenliegenden Ende des ringförmigen Lagerraums angeordnet, der zwischen den drehbaren und stehenden Laufringen 2 und 3 begrenzt ist. Der Magnetsensor 9A zum Nachweis einer magnetischen Änderung des pulsierenden Rings 8 ist als Sensoreinheit 9 in berührungsloser und gegenüberstehender Beziehung zum pulsierenden Ring 8 vorgesehen. Dieser pulsierende Ring 8 ist an den drehbaren Laufring 2 angebracht, der als inneres Element dient. Die Sensoreinheit 9 ist durch eine Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 an den stationäre Laufring 3 montiert, der als äußeres Element dient. Der pulsierenden Ring 8 und der Magnetsensor 9A in der Sensoreinheit 9 bilden insgesamt den Umdrehungssensor 20.
  • Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und ist in einer Form, die einer Kappe ähnlich ist, die eine Endfläche des stehenden Laufrings 3 abdeckt. Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 enthält einen bundförmigen Befestigungsring 12, der in einer äußeren, peripheren Kante davon ausgebildet ist, und ein Muffenteilstück 32A. Diese Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 ist ortsfest an einer äußeren, peripheren Oberfläche des innenliegenden Endes des stehenden Laufrings 3 durch den Befestigungsring 12 montiert. Folglich ist das innenliegende Ende des ringförmigen Lagerraums, der zwischen den drehbaren und stehenden Laufringen 2 und 3 begrenzt ist, abgedichtet (Siehe hierzu 3.). Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 ist in Form einer im Wesentlichen flachen Scheibe, deren äußere, periphere Kante mit dem Befestigungsring 12 gebildet ist. Obwohl die Montagevorrichtung der Sensoreinheit nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Metallplattenmaterial hergestellt ist, kann sie aus Kunstharz hergestellt werden. Wo die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 aus einem Kunstharz hergestellt ist, kann sie ein darin eingebettetes Kernmetall aufweisen. Andererseits, wo die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 aus einem Metallplattenmaterial hergestellt ist, kann austenitischer Edelstahl z. B. SUS304 nach dem JIS-Standard als eine nichtmagnetische Metallplatte verwendet werden. 4 veranschaulicht eine Rückansicht des Lagers 1, welches die in 3 gezeigte Radtraglagerbaugruppe, ist, und zwar von der innenliegenden Seite aus gesehen. Wie in 4 gezeigt, ist das Muffenteilstück 32A an einer Position in der Umfangsrichtung der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 ausgebildet, kann aber an mehreren Positionen in der Umfangsrichtung ausgebildet sein. In so einem Fall können mehrere Sensoren verschiedener Art am Lager 1 montiert werden, um das Lager 1 hoch intelligent zu machen. Als Alternative können die Sensoren desselben Typs an das Lager 1 montiert werden.
  • Wie in einer perspektivischen Ansicht in 6 gezeigt, ist die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 außerdem integral mit einem Sensorträgervorsprung 13 gebildet, der radial nach außen aus einem freien Ende des Befestigungsrings 12 vorragt und dann gebogen ist, um sich in Richtung der innenliegenden Seite in axialer Richtung des Lagers 1 zu erstrecken. Der Sensorträgervorsprung 13 enthält ein Einrastloch 14, das darin ausgebildet ist, um der Sensoreinheit 9 zu ermöglichen, entfernbar in der radiale Richtung des Lagers 1 eingeschoben zu werden, und ein Halteteilstück 15 zum Positionieren der Sensoreinheit 9 in den axialen und radialen Richtungen des Lagers 1: Das Halteteilstück 15 enthält ein gewölbtes Teilstück 15a in Form eines vorspringenden Stücks und ein gebogenes Einrast-/Eingriffsteilstück 15b. Das gewölbte Teilstück 15a erstreckt sich weiter von einem freien Ende des Sensorträgervorsprungs 13 weg und ist gebogen, um sich in Richtung eines inneren Endes in die radial nach innen gerichtete Richtung des Lagers 1 zu erstrecken. Das gebogene Einrastteilstück 15b ist von einem freien Ende des gewölbten Teilstücks 15a aus gebogen, um einen allgemein L-förmigen Teil zu repräsentieren und ist in eine Eingriffsaussparung 10 einrastbar (siehe hierzu 7A und 7B.), die in einer rückwärtigen unteren Hälfte der Sensoreinheit 9 ausgebildet ist. Außerdem ist ein Paar vorspringender Stellwände 17 an der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 in einer Position gebildet, die dem Mittelteil der flachen, scheibenförmigen Montagevorrichtung 11 näher als dem Einrastloch 14 liegt. Das Paar der vorspringenden Stellwände 17 ragt aus der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 in Richtung der innenliegenden Seite vor, um die Sensoreinheit 9 von lateralen Seiten aus aufzunehmen und die Positionsverschiebung der Sensoreinheit 9 in der Umfangsrichtung des Lagers 1 zu regulieren. Diese vorspringenden Stellwände 17 und der Sensorträgervorsprung 13 konstituieren insgesamt das Muffenteilstück 32A.
  • Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 ist als ein Teil hergestellt, der den Sensorträgervorsprung 13 und das Halteteilstück 15 einschließt und aus gepresster Metallplatte hergestellt ist. Die vorspringenden Stellwände 17 sind entweder integral mit der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 gebildet oder starr an der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 befestigt. Es ist zu beachten, dass der Sensorträgervorsprung 13 und das Halteteilstück 15 separat von der, aber starr an die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 befestigt sein kann.
  • Der pulsierende Ring 8 ist in Form eines ringförmigen Elements, das mehrere wechselnde Magnetpole S und N aufweist, die in Umfangsrichtung eingesetzt sind, und das in Form eines mehrpoligen Magneten z. B. einem Gummimagnet, einem Kunststoffmagnet oder einem Sintermagnet eingesetzt werden kann. Dieser pulsierenden Ring 8 ist integral mit einem ringförmigen Kernmetall 18 gebildet, und ist am äußeren Umfang des drehbaren Laufrings 2 durch das Kernmetall 18 montiert. Das Kernmetall 18 ist so bearbeitet, dass es eine allgemeine L-Querschnittskonfiguration repräsentiert, die eine radiale senkrechte Wand 18a aufweist, und der pulsierenden Ring 8 ist ortsfest an einer der entgegengesetzten Oberflächen der radialen, senkrechten Wand 18a befestigt, die in Richtung der innenliegenden Seite orientiert ist.
  • Die Sensoreinheit 9 ist eine Struktur, in welcher, wie in seitlichen und rückwärtigen Aufrissansichten der 7A und 7B jeweils gezeigt, der Magnetsensor 9A zum Nachweis des pulsierenden Rings 8 in einem Sensorgehäusekörper 9B zusammen mit dem Sensorsignalsendeteil 29 und dem Stromversorgungsteil 28, beide in 1 gezeigt, eingeschlossen ist. Der Magnetsensor 9A ist innerhalb des Sensorgehäusekörpers 9B in dessen unterer Hälfte positioniert. Der Sensorgehäusekörper 9B kann entweder in Form eines Gehäuses sein, das aus einem Kunstharzmaterial hergestellt ist, oder ein aus Kunstharz geformter Körper sein, in den der Magnetsensor 9A eingebettet ist.
  • Eine rückwärtige Oberfläche der Sensoreinheit 9, d.h. eine Oberfläche der Sensoreinheit 9, die der Oberfläche davon gegenüberliegt, die den pulsierenden Ring 8 konfrontiert, ist mit der Einrastaussparung 10 zum Einrasten in das Halteteilstück 15 versehen. Diese Einrastaussparung 10 ist in Form einer Rillenaussparung, die sich über die ganze Breite der Sensoreinheit 9 in einer Richtung der Sensoreinheit 9 der Breite nach (d.h., in einer umfangsbezogenen Richtung des Laufrings) erstreckt. Andere als die oben beschriebenen baulichen Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels sind denen ähnlich, die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 gezeigt und beschrieben sind.
  • Nach der Lagerbaugruppe der oben beschriebenen Struktur mit eingebautem drahtlosem Sensor besteht, da ein offenes Ende des stehenden Laufrings 3 durch die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 abgedeckt ist, wobei die Sensoreinheit 9 außerhalb davon abgestützt ist, keine Notwendigkeit, irgendein Dichtelement, z. B. einen O-Ring, zum Abdichten des Innenteils der Lagerbaugruppe an einer Stelle zu verwenden, wo die Sensoreinheit 9 montiert ist. Mit anderen Worten, wo die Sensoreinheit z. B. einer zylindrischen Konfiguration an ein Abdeckelement durch ein Durchgangsloch montiert ist, das im Abdeckelement ausgebildet ist, ist die Verwendung des Dichtelements wie eines O-Rings im Durchgangsloch erforderlich, doch im dritten Ausführungsbeispiel der 5 wird kein Dichtelement dieser Art benötigt. Außerdem lässt sich die Sensoreinheit 9 leicht und entfernbar an die Lagerbaugruppe montieren, da der in der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 vorgesehene Sensorträgervorsprung 13 mit einem Einrastloch 14 und dem Halteteilstück 15 versehen ist. Die in das Einrastloch 14 eingeschobene Sensoreinheit 9 wird durch ein Paar vorspringende Stellwände 17 ohne Verschiebung in der Umfangsrichtung in Position gehalten, und eine Verschiebung in den radialen und axialen Richtungen lässt sich durch einen vom Halteteilstück 15 ausgeübten Druck verhindern. Wenn das gebogene Einrastteilstück 15b des Halteteilstücks 15 in die Einrastaussparung 10 in der Sensoreinheit 9 eingerastet wird, wird die Sensoreinheit 9 daran gehindert, sich in der radialen Richtung zu verschieben, um dadurch die Sensoreinheit 9 in Position zu halten. Da die innenliegende Öffnung des stehenden Laufrings 3 durch die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 verschlossen ist, ist es außerdem möglich, das Eindringen von Fremdkörpern und/oder Schmutzwasser in die Lagerbaugruppe zu vermeiden, sowie die Verwendung des Dichtelements, das bisher an einem Ende des ringförmigen Lagerraums erforderlich war, der zwischen den drehbaren und stehenden Laufringen begrenzt ist, zu eliminieren. Die Eliminierung des Dichtelements bewirkt Reduzierung des Drehwiderstands in der Lagerbaugruppe, was schließlich zu einer Erhöhung der Meilen/Kilometerzahl eines Motors führt. Die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 dient gegenwärtig als Mittel zur Abdichtung des Lagerraums und auch zum Anbringen des Trägervorsprungs 13 und des Halteteilstücks 15 des stehenden Laufrings 3, und demzufolge lässt sich die Zahl der verwendeten Bestandteile verringern, was die Vereinfachung der Struktur ermöglicht. Da der Sensorträgervorsprung 13 in Form eines gebogenen Stücks ist und das Halteteilstück 15 in Form eines vorspringenden Stücks ist, das sich weiter vom gebogenen Stück erstreckt, kann die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 außerdem integral mit dem Sensorträgervorsprung 13 und dem Halteteilstück 15, unter Einsatz der gepressten Metallplatte gebildet werden, um dadurch die Herstellung der Montagevorrichtung der Sensoreinheit zu erleichtern. Daher lassen sich niedrige Herstellungskosten erzielen.
  • Solange die Sensoreinheit 9 dem pulsierenden Ring 8 gegenüberstehend angeordnet ist, wobei die Scheibe der Montagevorrichtung der Sensoreinheit dazwischen angeordnet ist, die Montagevorrichtung der Sensoreinheit aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, besteht keine Möglichkeit, dass die Erfassung des pulsierenden Rings 8 durch die Sensoreinheit 9 von der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 gestört wird. Wenn die Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 eine große Plattenstärke aufweist, erhöht sich ein Luftspalt zwischen der Sensoreinheit 9 und dem pulsierenden Ring 8, begleitet von einer Reduzierung der Nachweisgenauigkeit, und folglich wird vorgezogen, dass die Plattenstärke der Montagevorrichtung der Sensoreinheit 11 so klein wie möglich ist und noch spezifischer gleich oder kleiner als 1 mm ist.
  • Außerdem ist es bei der Radtraglagerbaugruppe, wo die Sensoreinheit 9 einschließlich des Stromempfangsteils 28 verwendet ist, möglich jeden Kabelbaum zwischen dem Fahrzeugrad und der Karosseriestruktur zu eliminieren und eine Gewichtssenkung, eine Verbesserung der Montagefähigkeit und die Vermeidung von Problemen zu erzielen, die von Kabelbaumbruch durch Steinschlag usw. herrühren. Aufgrund der drahtlosen Übertragung der elektrischen Leistung, kann der Sensorteil 26 Umdrehungsnachweis selbst während des Stillstands der Radumdrehung und bei einer langsamen Radumdrehung im Gegensatz zum Sensor des Eigengenerationssystems ausführen.
  • Obwohl dieses Ausführungsbeispiel angewandt auf die Radtraglagerbaugruppe für das Stützen des angetriebenen Fahrzeugrads gezeigt und beschrieben worden ist, lässt sich die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf die Radstützlagerbaugruppe für das Stützen eines Fahrzeug-Antriebsrads verwenden.
  • Es ist zu beachten, dass obwohl beim Beschreiben eines beliebigen der vorstehenden Ausführungsbeispiele der Stromversorgungsteil 27 der Sensoreinheit 9 als den drahtlosen Stromempfangsteil aufweisend gezeigt und beschrieben worden ist, der Stromversorgungsteil 27 eine Batterie oder ein Stromgenerator sein kann. Der Stromgenerator kann, anders als ein Stromgenerator des Rotationstyps, ein fotoelektrisches Umwandlungselement wie z. B. eine Solarzelle zum Umwandeln von Licht in Elektrizität oder ein thermoelektrisches Umwandlungselement wie z. B. ein Peltier-Element zum Umwandeln von Wärme in Elektrizität sein. Außerdem kann der Stromversorgungsteil 27 eine elektrische Leistung von außen durch ein Verdrahtungssystem erhalten.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor, die ein Lager (1), einschließlich eines stehenden Laufrings (3) und eines drehbaren Laufrings (2), eine Sensoreinheit (9) und eine Montagevorrichtung der Sensoreinheit (30) zur entfernbaren Montage der Sensoreinheit (9) an das stationäre Laufring (3) des Lagers (1) aufweist. Die Sensoreinheit (9) ist einteiliger Konstruktion und weist einen Sensorteil (26) zum Nachweis eines Nachweisziels, eine Signalsendeschaltung (29b) und eine Sendeantenne (29a). auf. Die Sensoreinheit (9) weist, als einen Stromversorgungsteil (27), einen Teil, der keine Verdrahtung erfordert, beispielsweise einen Stromempfangsteil (28) zum Empfangen einer elektrischen Leistung per Funk oder eine Batterie oder einen Stromgenerator auf.

Claims (7)

  1. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor, die aufweist: ein Lager, das einen stehenden Laufring und einen drehbaren Laufring aufweist; eine drahtlose Sensoreinheit; und eine Montagevorrichtung der Sensoreinheit zur entfernbaren Montage der Sensoreinheit am stehenden Laufring des Lagers; wobei die Sensoreinheit einteilig ausgebildet ist und einen Sensorteil zum Nachweis einer Detektionsgröße, eine Signalsendeschaltung zum Senden eines vom Sensorteil ausgegebenen Sensorsignals per Funk und eine Sendeantenne aufweist.
  2. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit, als Stromversorgungsteil zum Betreiben des Sensorteils und der Signalsendeschaltung, einen Stromempfangsteil zum Empfang einer elektrischen Leistung per Funk aufweist.
  3. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit als Stromversorgungsteil zum Betreiben des Sensorteils und der Signalsendeschaltung eine Batterie oder einen elektrischen Stromgenerator aufweist.
  4. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 1, wobei der Sensorteil einen Umdrehungssensor, wobei der Umdrehungssensor einen Impulsring zum Generieren einer zyklischen magnetischen Änderung in einer umfangsbezogenen Richtung des Impulsrings und einen Magnetsensor aufweist, der dem Impulsring gegenüberstehend montiert ist, und wobei die Sensoreinheit den Magnetsensor aufweist, während der Impulsring am drehbaren Laufring montiert ist.
  5. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 1, wobei die Montagevorrichtung der Sensoreinheit einen Befestigungsring, der am stehenden Laufring montiert ist, ein Muffenteilstück (socket portion), das im Befestigungsring vorgesehen ist, aufweist, um zu ermöglichen, dass die Sensoreinheit entfernbar in einer radialen Richtung des Lagers einzuschieben ist, und ein Halteteilstück aufeist, das im Befestigungsring oder dem Muffenteilstück vorgesehen ist, um die in das Muffenteilstück eingeschobene Sensoreinheit elastsich zu halten.
  6. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 1, wobei das Lager ein Rollenlager ist, das mehrere Rollelemente aufweist, die zwischen den stehenden und drehenden Laufringen angeordnet sind.
  7. Lagerbaugruppe mit eingebautem, drahtlosem Sensor nach Anspruch 6, wobei das Rollenlager eine Radstützlagerbaugruppe ist, die zum drehbaren Tragen eines Fahrzeugrads in Bezug auf eine Karosseriestruktur verwendet wird, wobei die Radtraglagerbaugruppe ein äußeres Bauelement mit mehreren Laufbahnoberflächen aufweist, die im stehenden Laufring ausgebildet sind, ein inneres Bauelement mit Laufbahnoberflächen, die den Laufbahnoberflächen im äußeren Bauelement gegenüberstehen, die im drehbaren Laufring ausgebildet sind, und mehrere Reihen Rollelemente aufweist, die zwischen den sich gegenüberstehenden Laufbahnoberflächen in den äußeren und inneren Bauelementen angeordnet sind.
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