DE19861265B4

DE19861265B4 - Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor

Info

Publication number: DE19861265B4
Application number: DE19861265A
Authority: DE
Inventors: Hiroya Fujisawa Miyazaki
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: GB2332281A; GB9827451D0; US6174088B1; US6375359B1; GB2332281B; DE19861265C5

Abstract

Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor, aufweisend:
ein stationäres Element (1) mit einer ersten Laufbahn (5), ein drehbares Element (2, 7) mit einer zweiten Laufbahn (8a, 8b), mehrere Kugeln (9), die zwischen der ersten Laufbahn und der zweiten Laufbahn in zwei beabstandeten Reihen drehbar vorgesehen sind,
einen Kodierer (3), der an dem drehbaren Element (2, 7) konzentrisch zu dessen Drehachse befestigt ist und einen Ermittlungsabschnitt aufweist, dessen magnetische Eigenschaften sich abwechselnd ändern, und
einen Sensor (33), der an dem stationären Element (1) befestigt ist, um Änderungen der magnetischen Eigenschaften des Kodierers (3) zu ermitteln, um Signale zu erzeugen, wenn sich das drehbare Element (2, 7) dreht, wobei der Sensor (33) dem Ermittlungsabschnitt des Kodierers (3) gegenüberliegend mit einem Spalt dazwischen angeordnet ist und einen Ermittlungsabschnitt aufweist, der radial gegenüberliegend zu dem Ermittlungsabschnitt des Kodierers angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (33) außerhalb der zwei Reihen von Kugeln...

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Wälzlagereinheit ist aus der nachveröffentlichten EP 887 647 A1 bekannt, wobei der Kodierer 3 zwischen den beiden Reihen von Kugeln auf dem drehbaren Element bzw. der Radnabe angeordnet ist. Der Außendurchmesser des Kodierers ist kleiner als der durch die Kugeln eingeschriebene Kreis, um die Montage des Kodierers zu erleichtern.
1 und 2 zeigen eine in JP 8-296634A offenbarte Wälzlagereinheit mit einem stationären, äußeren Laufring 1 und einer Nabe 2, einem Kodierer 3 und einem Sensor 4 am äußeren Laufring 1, um die Drehzahl des Kodierers 3 zu ermitteln. Mit 5 sind Laufbahnen für Kugeln 9 am äußeren Laufring 1 und mit 8a und 8b Laufbahnen an inneren Laufringen 7 bezeichnet, die um die Nabe 6 angeordnet sind. 10 ist ein Käfig.
Auf dem axial äußeren Ende des Hauptnabenkörpers 6 (dem Ende auf der Außenseite in Breitenrichtung bei Installation in dem Kraftfahrzeug, dem linken Ende in 1) ist in dem Bereich, der in der axialen Richtung von dem axial äußeren Ende des äußeren Laufrings 1 vorsteht, ein Flansch 11 zum Anbringen des Rads vorgesehen. Außerdem befindet sich auf dem axial inneren Ende des äußeren Laufrings 1 (dem Ende auf der Mittenseite in Breitenrichtung bei Installation in dem Kraftfahrzeug, dem rechten Ende in 1) ein Installationsabschnitt 12 zum Anbringen des äußeren Laufrings 1 an der Aufhängung. Der Raum zwischen der Öffnung auf dem axial äußeren Ende des äußeren Laufrings 1 und der Außenumfangsfläche um den mittleren Abschnitt der Nabe 2 ist durch einen Dichtring 13 abgedeckt.
Um einen Drehzahlsensor bei dieser Art einer Wälzlagereinheit zu installieren, wird der Kodierer 3 um einen Abschnitt näher zum axial innenliegenden Ende des Hauptnabenkörpers 6 angebracht, der von beiden Innenlaufringen 7 axial einwärts vorsteht. Dieser Kodierer 3 wird in Ringform aus einer magnetischen Metallplatte, wie etwa einer Stahlplatte, gebildet und mit einem Ermittlungsabschnitt 14 auf einer axial innenliegenden Fläche bzw. Seite (in 1 der rechten Seite) an einem Abschnitt näher zum Außenumfang hin versehen. Dieser Kodierer 3 wird um einen Abschnitt näher zum axial innengelegenen Ende des Hauptnabenkörpers 6 angebracht und zwischen einer Mutter 15, die auf das axial innengelegene Ende des Hauptnabenkörpers 6 geschraubt ist, und der Oberfläche der axial innengelegenen Endfläche bzw. -seite des Innenlaufrings 7 gehalten.
Der Ermittlungsabschnitt 14 ist mit Vertiefungen und vertiefungsfreien Abschnitten in der Umfangsrichtung versehen und hat die Form eines Zahnrads. Die magnetischen Eigenschaften des Ermittlungsabschnitts 14 ändern sich abwechselnd in gleichmäßig beabstandeten Zwischenräumen in Umfangsrichtung.
Eine zylinderförmige Abdeckung 16 mit einem Boden paßt in die Öffnung auf dem axial innengelegenen Ende des äußeren Laufrings 1, um die Öffnung abzudecken. Diese Abdeckung 16 ist aus einem plastisch verarbeiteten Metallblech hergestellt und besteht aus einem zylindrischen Paßabschnitt 17, welcher in die Öffnung auf dem axial innengelegenen Ende des äußeren Laufrings 1 paßt, und einem Abdeckplattenabschnitt 18, welcher die Öffnung auf dem axial innengelegenen Ende des zylindrischen Paßabschnitts 17 abdeckt. Der Sensor 4 ist am radial außengelegenen Abschnitt in diesem Abdeckplattenabschnitt 18 gehalten und die Vorderfläche (in 1 die linke Endfläche) des Ermittlungsabschnitts 19 dieses Sensors 4 weist zu der axial innengelegenen Seite des Ermittlungsabschnitts 14 des Kodierers 3 in axialer Richtung durch einen kleinen Freiraum von beispielsweise 0,5 mm.
Da der Kodierer 3, der um das axial innengelegene Ende der Nabe 2 angebracht ist, sich gemeinsam mit der Drehung des Rads dreht, laufen die Vertiefungen und vertiefungsfreien Abschnitte, die auf dem Ermittlungsabschnitt 14 gebildet sind, abwechselnd an der Endfläche des Ermittlungsabschnitts 19 des Sensors 4 vorbei. Infolge davon ändert sich die Dichte des Magnetflusses, der durch den Sensor 4 fließt und damit ändert sich das Ausgangssignal des Sensors 4.
Die Frequenz des sich ändernden Ausgangssignals des Sensors 4 ist proportional zur Drehzahl des Rads. Wenn das Ausgangssignal von dem Sensor 4 zu einer (in der Fig. nicht gezeigten) Steuereinrichtung übertragen wird, ist es deshalb möglich, das ABS oder TCS angemessen zu steuern.
Um die Zuverlässigkeit beim Ermitteln der Drehzahl des Rads sicherzustellen, ist es erforderlich, daß die Abmessung des Spalts zwischen der Endfläche des Ermittlungsabschnitts 19 des Sensors 4 und der Endfläche des Ermittlungsabschnitts 14 des Kodierers 3 stabil ist. Andererseits verformen sich die Bestandteile, aus welchen die Wälzlagereinheit besteht, elastisch im Betrieb des Fahrzeugs. Insbesondere, wenn das Fahrzeug eine schnelle Kurvenfahrt durchführt, nimmt das Ausmaß der elastischen Verformung der Bestandteile aufgrund der Momentlast zu, die an die Nabe 2 (durch die Kurvenfahrtbeschleunigung) über den Flansch 14 angreift. Aufgrund der Zunahme des Ausmaßes dieser elastischen Verformung ändert sich die Abmessung des kleinen Freiraums. Diese Änderung der Abmessung veranlaßt das Ausgangssignal des Sensors 4 dazu, sich zu ändern, was Anlaß für einen Verlust der Zuverlässigkeit bei der Drehzahlermittlung ist.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Sensor 4 auf einer horizontalen Ebene angeordnet, welche die Mittenachse der Nabe 2 durchsetzt, so daß die Abmessungsänderungen des kleinen Freiraums minimal gehalten sind und die Zuverlässigkeit der ermittelten Drehzahl ungeachtet der elastischen Verformung der Bestandteile beibehalten wird. Dabei wird nur ein Teil der elastischen Verformung der Bestandteile aufgrund der Momentlast, die an der Nabe 2 angreift, wenn das Fahrzeug eine schnelle Kurvenfahrt durchführt, berücksichtigt. Es ist deshalb in der Praxis unmöglich, die Abmessung des kleinen Freiraums zwischen der Endfläche des Ermittlungsabschnitts 19 des Sensors 4 und der Endfläche des Ermittlungsabschnitts 14 des Kodierers 3 stabil zu halten. Aufgrund der Momentlast tritt deshalb mit anderen Worten eine Verschiebung in der Wälzlagereinheit derart auf, daß die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 mit der Mittenachse der Nabe 2 nicht zusammenfällt, und derart, dass der äußere Laufring 1 und die Nabe 2 sich in bezug aufeinander in der axialen Richtung verschieben. Die Ausführungsform nach JP 8-296634 berücksichtigt lediglich die Verschiebung, wonach die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 nicht mit der Mittenachse der Nabe 2 übereinstimmt. Obwohl der Sensor 4 in der Praxis auf der horizontalen Ebene angeordnet ist, welche durch die Mittenachse der Nabe 2 verläuft, ist es deshalb nicht möglich, die Abmessung des kleinen Freiraums stabil zu halten.
Aus EP 0 671 628 A1 ist schließlich noch eine Ausführungsform einer Wälzlagereinheit bekannt, bei der der Kodierer auf dem Außenumfang des äußeren Laufrings so angeordnet ist, dass er außerhalb des Bereichs der zwei Reihen von Kugellagern liegt, wobei der Sensor in einem stabförmigen Bauteil angeordnet ist, das parallel zur Radachse den Kodierer übergreift.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wälzlagereinheit der eingangs angegebenen Art so auszubilden, dass der Spalt zwischen Ermittlungsabschnitt des Sensors und Ermittlungsabschnitt des Kodierers bei allen Betriebszuständen des Fahrzeugs stabil gehalten wird, um die Drehzahl des Rades zuverlässig zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung des Kodierers an einer abgestuften Metallhülse kann einerseits der Spalt zwischen Kodierer und Sensor so positioniert werden, dass seine Abmessungen bei allen Betriebszuständen des Fahrzeugs stabil gehalten werden, und andererseits wird die Montage des Drehzahlsensors durch die Metallhülse vereinfacht.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Aufbaus einer Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor,
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1 bei entferntem Sensor,
3 eine Querschnittsansicht längs der Linie III-O-III in 4 zur Erläuterung einer Ausführungsform der Wälzlagereinheit nach der Erfindung,
4 eine Ansicht der rechten Seite von 3,
5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-O-V in 6 zur Illustration eines zweiten Beispiels der Ausführungsformen der Wälzlagereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, und
6 eine Ansicht von der rechten Seite in 5.
Die Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt ähnlich wie die Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß dem Stand der Technik, die vorstehend erläutert ist, einen stationären Laufring, der sich im Gebrauch nicht dreht, und stationäre Laufbahnen um ihre stationäre Umfangsfläche aufweist, einen sich drehenden Laufring, der sich im Gebrauch dreht und sich drehende Laufbahnen auf seiner sich drehenden Umfangsfläche zur stationären Umfangsfläche weisend aufweist, mehrere Wälzelemente, die zwischen den stationären Laufbahnen und den sich drehenden Laufbahnen angeordnet sind, einen Kodierer, der an dem sich drehenden Laufring derart fest angebracht ist, daß er konzentrisch zu dem sich drehenden Laufring ist, und der Kodierer hat einen kreisringförmigen Ermittlungsabschnitt mit Magneteigenschaften, die sich abwechseln und ändern, und zwar mit gleichmäßigen Zwischenräumen um die Umfangsrichtung herum, und einen Sensor, der einen Ermittlungsabschnitt aufweist und durch den sich nicht drehenden Abschnitt derart getragen ist, daß der Ermittlungsabschnitt zu einem Teil des Ermittlungsabschnitts des Kodierers weist und dessen Ausgangssignal sich ändert, wenn die Eigenschaften des Ermittlungsabschnitts sich ändern.
In der Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Ermittlungsabschnitt des Kodierers radial zu dem Ermittlungsabschnitt des Sensors. Der Sensor ist an einem Abschnitt angeordnet, der nahezu mit einer imaginären Ebene zusammenfällt, die die Mittenachse von sowohl dem stationären Laufring wie dem sich drehenden Laufring durchsetzt und sich in horizontaler Richtung erstreckt.
Die Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß dieser Ausführungsform und so aufgebaut, wie vorstehend erläutert, trägt drehbar das Rad in bezug auf die Aufhängung und ermittelt die Drehzahl des Rads in ähnlicher Weise zu der vorstehend erläuterten Konstruktion gemäß dem Stand der Technik.
Im Fall des Wälzlagers mit Drehzahlsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere möglich, die Änderung der Abmessung des kleinen Freiraums in der radialen Richtung auf einem Minimum beizubehalten, der zwischen dem Ermittlungsabschnitt des Kodierers und dem Ermittlungsabschnitt des Sensors vorliegt, und zwar selbst dann, wenn die Mittenachse des stationären Elements und die Mittenachse des sich drehenden Elements nicht miteinander übereinstimmen sowie zu dem Zeitpunkt, wenn das stationäre Element und das sich drehende Element sich in axialer Richtung aufgrund der Momentlast verschieben, die angelegt wird, wenn das Kraftfahrzeug eine schnelle Kurvenfahrt zurücklegt.
Selbst dann, wenn die Verschiebung in der vertikalen Richtung zwischen dem stationären Element und dem sich drehenden Element aufgrund einer Last auftritt, die in vertikaler Richtung angelegt ist, ist es möglich, die Änderung der Abmessung des kleinen Freiraums auf einem Minimum zu halten. Infolge davon wird das Ausgangssignal des Sensors ungeachtet der elastischen Verformung von Bestandteilen der Wälzlagereinheit aufgrund einer Last stabilisiert, die von außen angelegt wird, wodurch gewährleistet ist, daß die Zuverlässigkeit der Drehzahlermittlung verbessert ist.
3 und 4 zeigen ein erstes Beispiel der Ausführungsformen der Erfindung. Die Aufwärtsrichtung in 4 entspricht der vertikalen Aufwärtsrichtung der in dem Kraftfahrzeug installierten Einheit, und die Abwärtsrichtung in 4 entspricht der abwärts gerichteten Vertikalrichtung der in dem Kraftfahrzeug installierten Einheit. Die Nabe 2, bei welcher es sich um das drehende Element handelt, umfaßt einen Hauptnabenkörper 6 und einen inneren Laufring 7, der an dem Hauptnabenkörper 6 fest angebracht ist. Eine doppelte Reihe von Innenringlaufbahnen 8a, 8b, bei denen es sich um die zweiten Laufbahnen handelt, sind um die Außenumfangsflächen des Nabenkörpers 2 gebildet.
Ein Flansch 11 dient zum Anbringen an dem Rad um die Außenumfangsfläche auf einem axial außengelegenen Ende (dem linken Ende in 3) des Hauptnabenkörpers 6. Die Innenringlaufbahn 8a ist auf der axial außengelegenen Seite auf der Außenumfangsfläche des mittleren Abschnitts des Hauptnabenkörpers 6 in bezug auf die doppelte Reihe der Innenringlaufbahnen 8a, 8b vorgesehen. Ein durchmesserkleiner Stufenabschnitt 20 ist auf dem axial innengelegenen Ende (in 3 dem rechten Ende) des Hauptnabenkörpers 6 vorgesehen.
Der innere Laufring 7 paßt um diesen Stufenabschnitt 20 und durch Krimpen des axial innengelegenen Endes des Hauptnabenkörpers 6 nach außen in radialer Richtung wird der innengelegene Laufring 7 an dem axial innengelegenen Ende des Hauptnabenkörpers 6 festgelegt. Die Innenlaufbahn 8b ist um die Außenumfangsfläche des inneren Laufrings 7 gebildet. Mehrere Wälzelemente 9 sind in dem Raum zwischen diesen Innenringlaufbahnen 8a, 8b und der ersten Laufbahn oder den Außenringlaufbahnen 5 angeordnet, die um die Innenumfangsfläche des stationären Elements bzw. des stationären äußeren Laufrings 1 gebildet sind, und sie tragen drehbar die Nabe 2 auf der Innenseite des äußeren Laufrings 1. In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel werden Kugeln als Wälzelemente 9 verwendet; im Fall einer Wälzlagereinheit für schwere Kraftfahrzeuge können jedoch konusförmige Walzen für diese Wälzelemente 9 eingesetzt werden.
Das Basisende (in 3 das linke Ende) eines Kodierers 3 paßt dicht bzw. eng um den Schulterabschnitt, der auf dem axial innengelegenen Ende des inneren Laufrings 7 in dem Abschnitt gebildet ist, welcher von der Innenringlaufbahn 8b getrennt ist. Dieser Kodierer 3 ist aus einer magnetischen Metallplatte, wie etwa Kohlenstoffstahl, gebildet und ist mit einem durchmessergroßen Abschnitt 25 an der Basis und einem durchmesserkleinen Abschnitt 26 auf der Spitzen- bzw. Vorderendhälfte gebildet, die miteinander durch einen Stufenabschnitt 27 verbunden sind.
Von diesen zwei Abschnitten ist der durchmesserkleine Abschnitt 26 mit Durchgangslöchern 28 in Schlitzform gebildet, deren Längserstreckung in der axialen Richtung (in 3 die Richtung von links nach rechts) verläuft, und diese Durchgangslöcher 28 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet. Dieser durchmesserkleine Abschnitt 26 hat eine allgemeine Käfigform und seine magnetischen Eigenschaften ändern sich abwechselnd mit gleichen Zwischenräumen in Umfangsrichtung. Der Stufenabschnitt 27 gelangt in Kontakt mit einem Außenumfangsrand des axialen innengelegenen Endes des Innenlaufrings 7, um die axiale Richtung des Kodierers 3 in bezug auf den inneren Laufring 7 sicher zu positionieren.
Der kleine Freiraum zwischen der Öffnung auf dem axial außengelegenen Ende des äußeren Laufrings 1 und der Außenumfangsfläche um den Mittenabschnitt der Nabe 2 herum ist durch einen Dichtring 13 abgedeckt. Andererseits ist die Öffnung auf dem axial innengelegenen Ende (in 3 dem rechten Ende) des äußeren Laufrings 1 durch eine Abdeckung 16 abgedeckt. Diese Abdeckung bzw. dieser Deckel 16 besteht aus Kunstharz und ist durch Spritzgießen ausgebildet und umfaßt einen zylindrisch geformten Hauptkörper 21 mit einem Boden und ein Paßrohr 22, das mit der Öffnung des Hauptkörpers 21 verbunden ist. Dieses Paßrohr 22 besteht aus einer plastisch sich verformenden korrosionsfesten Metallplatte, wie etwa Edelstahl, und hat allgemeine Ringform mit L-förmigem Querschnitt und umfaßt einen zylindrischen Paßabschnitt 23 und einen auswärts weisenden Randabschnitt 24, der in radialer Richtung ausgehend vom Basisendrand (in 3 dem rechten Endrand) des zylindrischen Paßabschnitts 23 auswärts gebogen ist. Durch Formen des auswärts weisenden Randabschnitts 24 zu dem Zeitpunkt, wenn das Spritzgießen des Hauptkörpers 21 durchgeführt wird, wird dieses Paßrohr 22 mit dem Öffnungsabschnitt des Hauptkörpers 21 vereinigt. Durch dichtes bzw. enges Einpassen des zylindrischen Paßabschnitts 23 des Paßrohrs 22 in das axial innengelegene Ende des äußeren Laufrings 1 deckt diese Abdeckung 16 die Öffnung auf dem axial innengelegenen Ende des äußeren Laufrings 1 ab.
In einem Teil der Bodenplatte 29 des Hauptkörpers 21 der Abdeckung 16 ist ein Zylinderabschnitt 30 gebildet, der von der Bodenplatte 29 in demjenigen Teil axial einwärts vorsteht, der mit der imaginären Ebene zusammenfällt, welche die Mittenachsen des äußeren Laufrings 1 und der Nabe 2 durchsetzt und sich in horizontaler Richtung erstreckt. Ein Einführloch 31 ist auf der Innenseite dieses Zylinderabschnitts 30 in axialer Richtung des äußeren Laufrings 1 zur Verbindung zwischen der Innenendfläche dieses zylindrischen Abschnitts 30 und der Außenfläche der Bodenplatte 29 gebildet.
Der Spitzenendabschnitt der Sensoreinheit 33, umfassend den Kunstharzhalter 32 und einen in den Halter 32 eingebetteten Sensor ist in dieses Einführloch 31 eingesetzt. Wenn diese Sensoreinheit 33 in das Einführloch 31 eingesetzt ist, wie vorstehend erläutert, weist die Seitenfläche auf der radial innengelegenen Seite (in 3 der unteren Oberfläche) des Spitzenendes der Sensoreinheit 33 zum Ermittlungsabschnitt, bei dem es sich um die Außenumfangsfläche um den durchmesserkleinen Abschnitt 26 des Kodierers 3 handelt, und zwar über einen kleinen Freiraum 34.
Damit bei dieser Ausführungsform die Sensoreinheit 33 problemlos und rasch in der Abdeckung 16 installiert bzw. von dieser entnommen werden kann, ist eine Verbindungsfeder 36 vorgesehen, die durch Biegen eines elastischen und korrosionsfesten Drahtmaterials, wie etwa Edelstahl, gebildet ist, sowie angeordnet zwischen dem Zylinderabschnitt 30 und einem Verankerungsrandabschnitt 35, der in dem Basisende (dem rechten Ende in 3) des Halters 32 gebildet ist. Diese Verbindungsfeder 36 hält den Verankerungsrandabschnitt 35 gegen die Endfläche der Öffnung des Zylinderabschnitts 30. Bei diesem Teil handelt es sich nicht um einen wesentlichen Teil der Erfindung, weshalb sich eine nähere Erläuterung erübrigt.
Die Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß der Erfindung sowie derart aufgebaut, wie vorstehend erläutert, trägt das Rad derart, daß es sich in bezug auf die Aufhängung frei drehen kann, und ermittelt die Drehzahl des Rads in ähnlicher Weise zu der vorstehend erläuterten herkömmlichen Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor. Wenn sie in einem Kraftfahrzeug installiert ist, ist der äußere Laufring 1 mit anderen Worten an der Aufhängungsvorrichtung durch die Installationsbefestigung 12 befestigt, die an der Außenumfangsfläche dieses äußeren Laufrings 1 angebracht ist. Das Rad ist außerdem an den Flansch 11 angebracht, der um die Außenumfangsfläche auf dem axial außenliegenden Ende der Nabe 2 gebildet ist.
In diesem Zustand dreht sich die Nabe 2 zusammen mit dem Rad, und wenn der Kodierer 3, der durch die Nabe 2 gedreht ist, sich dreht, laufen die Durchgangslöcher 28, die in dem durchmesserkleineren Abschnitt 26 gebildet sind, und die magnetischen Säulenabschnitte, die zwischen den umfangsmäßig benachbarten Durchgangslöchern 28 angeordnet sind, abwechselnd an dem Bereich in der Nähe des Ermittlungsabschnitts des Sensors der Sensoreinheit 33 vorbei. Dieser Sensor umfaßt beispielsweise einen Permanentmagneten, einem aus einem Magnetmaterial hergestellten Stator zum Leiten des Magnetflusses, der von dem Permanentmagneten herrührt, ein Magnetermittlungselement, wie etwa ein Hall-Effekt-Element, oder ein Magneto-resistives Element, dessen Magneteigenschaften sich in Übereinstimmung mit der ihn durchsetzenden Magnetflußmenge ändert, und einen IC zum Wandeln bzw. Umsetzen der Eigenschaftsänderungen, die durch das Magnetermittlungselement ermittelt werden. Die durch das Magnetermittlungselement des Sensors fließende Magnetflußmenge ändert sich, wenn sich der Kodierer 3 dreht, so daß das Ausgangssignal des Sensors sich ebenso ändert. Die Frequenz des sich ändernden Sensorausgangssignals ist proportional zur Drehzahl des Rads. Durch Senden dieses Sensorausgangssignals zu einer (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Steuereinrichtung ist es möglich, das ABS oder TCS angemessen zu steuern.
Im Fall der Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß dieser Erfindung ist es insbesondere möglich, die Änderung der Abmessung des kleinen Freiraums 34 in radialer Richtung auf einem Minimum zu halten, der zwischen der Außenumfangsfläche des Kodierers 3 und dem Ermittlungsabschnitt des Sensors vorliegt, und zwar selbst dann, wenn die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 und die Mittenachse der Nabe 2 nicht miteinander übereinstimmen, während der äußere Laufring 1 und die Nabe 2 sich in bezug aufeinander in axialer Richtung aufgrund der Momentlast verschieben, die angelegt ist, wenn das Kraftfahrzeug eine rasche Kurvenfahrt durchführt.
Beide dieser Mittenachsen verbleiben mit anderen Worten auf derselben Vertikalebene, und zwar selbst dann, wenn die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 und die Mittenachse der Nabe 2 nicht miteinander übereinstimmen. Durch Anordnen der Sensoreinheit 33, die den Sensor enthält, in einem Bereich, der mit einer imaginären Ebene zusammenfällt, die in horizontaler Richtung durch die Mittenachsen des äußeren Laufrings 1 und der Nabe 2 verlaufen, tritt so gut wie keine Auswirkung auf die Änderung der Abmessung des kleine Freiraums 34 aufgrund der Verschiebung dieser Mittenachsen auf.
Darüber hinaus ist so gut wie keine, wenn überhaupt eine Auswirkung auf die Änderung der Abmessung des kleinen Freiraums 34 aufgrund der Verschiebung in der axialen Richtung des äußeren Laufrings 1 und der Nabe 2 festzustellen.
Wenn eine Last in vertikaler Richtung aufgrund des Gewichts des Kraftfahrzeugs angelegt wird, fallen die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 und die Mittenachse der Nabe 2 nicht miteinander zusammen bzw. stimmen nicht überein; da sich jedoch auch in diesem Fall beide dieser Achsen sich in vertikaler Richtung entlang derselben vertikalen Ebene verschieben, besteht keine Auswirkung auf die Änderung der Abmessung des kleinen Freiraums 34.
Infolge davon wird das Ausgangssignal des Sensors ungeachtet der elastischen Verformung seiner Bestandteile, mit anderen Worten des äußeren Laufrings 1, der Nabe 2 und der Wälzelemente 9 der Wälzlagereinheit aufgrund einer von außen angelegten Kraft stabilisiert, wodurch die Zuverlässigkeit bei der Drehzahlermittlung gewährleistet ist.
5 und 6 zeigen ein zweites Beispiel der Ausführungsformen der Erfindung. Die Aufwärtsrichtung in 6 entspricht der vertikalen Aufwärtsrichtung bei im Kraftfahrzeug installierter Einheit, und die Abwärtsrichtung entspricht der vertikalen Abwärtsrichtung bei in dem Kraftfahrzeug installierter Einheit. Bei dieser Ausführungsform ist ein Dichtring 13a in das axial innengelegene Ende des stationären Elements bzw. des äußeren Laufrings 1 fest derart eingesetzt, daß der Raum der Dichtlippe des Dichtrings 13a in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche des Kodierers 3 derart gelangt, daß der Rand zwischen der Außenumfangsfläche auf dem axial innengelegenen Ende des inneren Laufrings 7 und der Innenumfangsfläche auf dem axial innengelegenen Ende des äußeren Laufrings 1 abgedeckt ist.
Ein Installationsloch 38 ist auf einem Teil der Gelenkverbindung 37 der Aufhängung gebildet, welche den äußeren Laufring 1 festlegt, so daß der Teil mit einer imaginären Ebene übereinstimmt, die horizontal durch die Mittenachsen des äußeren Laufrings 1 und der Nabe 2 verläuft.
Die Sensoreinheit 33, welche den Sensor hält, ist in das Installationsloch 38 eingesetzt, und der Ermittlungsabschnitt des Sensors weist zu der Außenumfangsfläche des Kodierers 3 durch einen kleinen Zwischenraum 34 dazwischen. In diesem Zustand ist die Sensoreinheit 33 an der Gelenkverbindung 37 durch eine Schraube 39 befestigt.
Der übrige Aufbau und übrige Funktionen entsprechen im wesentlichen der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform.
Sowohl bei der ersten wie bei der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ist diese auf eine Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor angewendet, die zum Tragen der Aufhängungsvorrichtung des nicht angetriebenen Rads eines Kraftfahrzeugs (dem Hinterrad bei einem frontangetriebenen Fahrzeug und dem Vorderrad bei einem heckangetriebenen Fahrzeug) angewendet ist. Diese Erfindung kann jedoch auch auf eine Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor zur Verwendung zum Tragen der Aufhängungsvorrichtung des angetriebenen Rads eines Kraftfahrzeugs (dem Vorderrad bei einem frontangetriebenen Fahrzeug und dem Hinterrad bei einem heckangetriebenen Fahrzeug) angewendet werden.
Außerdem ist es möglich, diese Erfindung auf eine Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor anzuwenden, bei welcher das Innenlaufring-artige Element sich nicht dreht, und das Außenlaufring-artige Element sich dreht.
Außerdem ist es möglich, diese Erfindung auf eine Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor anzuwenden, bei welcher der Kodierer im Mittenabschnitt in axialer Richtung des sich drehenden Elements installiert ist, und bei dem der Sensor im mittleren Abschnitt in axialer Richtung des stationären Elements installiert ist.
Die Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß einem weiteren Merkmal dieser Erfindung umfaßt ähnlich wie bei einer Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß dem Stand der Technik und wie vorstehend erläutert, einen stationären Laufring, der sich in Gebrauch nicht dreht, und stationäre Laufbahnen um seine stationäre Umfangsfläche aufweist, einen sich drehenden Laufring, der in Gebrauch sich dreht und sich drehende Laufbahnen auf seiner sich drehenden Umfangsfläche aufweist, die zu der stationären Umfangsfläche weist, mehrere Wälzelemente, die zwischen den stationären Laufbahnen und den sich drehenden Laufbahnen angeordnet sind, einen Kodierer, der an dem sich drehenden Laufring derart befestigt ist, daß er konzentrisch zu dem sich drehenden Laufring verläuft, und der einen kreisringförmigen Ermittlungsabschnitt aufweist, der Eigenschaften hat, die sich mit gleichen Zwischenräumen in der Umfangsrichtung abwechseln und ändern, und einen Sensor, der einen Ermittlungsabschnitt aufweist und durch den sich nicht drehenden Abschnitt derart getragen ist, daß der Ermittlungsabschnitt zu einem Teil des Ermittlungsabschnitts des Kodierers weist, und dessen Ausgangssignal sich ändert, wenn die Eigenschaften des Ermittlungsabschnitts sich ändern.
Inbesondere ist bei der Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor gemäß diesem Merkmal der vorliegenden Erfindung der Ermittlungsabschnitt des Sensors in bezug auf die Umfangsrichtung des stationären Laufrings und den sich drehenden Laufring angeordnet, und zwar in einem Bereich, der mit einer imaginären Ebene zusammenfällt, die in horizontaler Richtung durch die Mittenachse des äußeren Laufrings 1 und der Nabe 2 verläuft.

Claims

Wälzlagereinheit mit Drehzahlsensor, aufweisend: ein stationäres Element (1) mit einer ersten Laufbahn (5), ein drehbares Element (2, 7) mit einer zweiten Laufbahn (8a, 8b), mehrere Kugeln (9), die zwischen der ersten Laufbahn und der zweiten Laufbahn in zwei beabstandeten Reihen drehbar vorgesehen sind, einen Kodierer (3), der an dem drehbaren Element (2, 7) konzentrisch zu dessen Drehachse befestigt ist und einen Ermittlungsabschnitt aufweist, dessen magnetische Eigenschaften sich abwechselnd ändern, und einen Sensor (33), der an dem stationären Element (1) befestigt ist, um Änderungen der magnetischen Eigenschaften des Kodierers (3) zu ermitteln, um Signale zu erzeugen, wenn sich das drehbare Element (2, 7) dreht, wobei der Sensor (33) dem Ermittlungsabschnitt des Kodierers (3) gegenüberliegend mit einem Spalt dazwischen angeordnet ist und einen Ermittlungsabschnitt aufweist, der radial gegenüberliegend zu dem Ermittlungsabschnitt des Kodierers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (33) außerhalb der zwei Reihen von Kugeln (9) an einer Umfangsstelle angeordnet ist, an welcher die Änderung des Spalts minimiert ist, wenn er einer Last von außen unterworfen ist, dass der Ermittlungsabschnitt des Sensors (33) im Wesentlichen in der Horizontalebene angeordnet ist, welche die Drehachse des drehbaren Elements (2, 7) enthält, und dass der Kodierer (3) als abgestufte Metallhülse ausgebildet ist, wobei der im Durchmesser größere Abschnitt (25) an dem drehbaren Element (2, 7) befestigt ist und der im Durchmesser kleinere Abschnitt (26) den Ermittlungsabschnitt des Kodierers (3) bildet.
Wälzlagereinheit nach Anspruch 1, wobei an dem stationären Element (1) eine Abdeckung (16) angebracht ist, in die in Achsrichtung der Sensor (33) eingesetzt und durch eine Verbindungsfeder (36) gesichert ist.