DE60130415T2

DE60130415T2 - Radsupport mit Lageranordnung und Antiblockiersystem mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE60130415T2
Application number: DE60130415T
Authority: DE
Inventors: Koichi Iwata-shi Okada; Hisashi Iwata-shi Ohtsuki; Koji Iwata-shi Sahashi; Kenichi Iwata-shi Suzumura; Kazuhiko Iwata-shi Hozumi; Akira Iwata-shi Torii; Takayuki Iwata-shi Norimatsu; Hiroaki Iwata-shi Ohba
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: EP1177959B1; US20020033638A1; EP1177959A2; US6585420B2; EP1177959A3; DE60130415D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radlageranordnung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen, die einen Stromgenerator umfasst, welcher als Mittel zum Detektieren der Umdrehungszahl für einen Antiblockier-Bremsmechanismus dient, sowie eine Antiblockiervorrichtung, die eine solche Radlageranordnung verwendet.
(Beschreibung des Standes der Technik)
Es ist eine Antiblockier-Bremsvorrichtung (ABS) bekannt, die zum Detektieren des Einsetzens eines Blockierens der Reifen auf einer Straßenoberfläche mit geringer Reibung oder zum Zeitpunkt einer Panikbremsung verwendet wird, so dass die Bremswirkung verringert werden kann, um eine Reifenhaftung sicherzustellen und so die Lenkfähigkeit zu stabilisieren. Ein Sensor zum Detektieren der Radumdrehungszahl, um das Einsetzen eines Blockieren des Reifens zu detektieren, ist in einer Radlageranordnung vorgesehen. Generell wird ein Impulsring an einem Endabschnitt oder dergleichen von Laufbahnen in einem Lager außerhalb vorgesehen, und ein Sensorabschnitt ist dem Impulsring unmittelbar gegenüberliegend vorgesehen.
Außerdem ist bisher als Radlageranordnung mit eingebautem Sensor eine Lageranordnung wie in 49 dargestellt vorgeschlagen worden, die einen Sensorabschnitt 57 umfasst, der in ein Lager-Außenlaufelement 51 aufgenommen ist, welches als ortsfestes Bauteil dient. Siehe beispielsweise die offengelegte japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. 1-156464 . Diese Lageranordnung gemäß dem Stand der Technik umfasst ein Außenlaufelement 51 zum Befestigen an einem Fahrzeugkarosserieaufbau, ein Innenlaufelement 52, das an einem Wellenabschnitt eines Nabenrades 54 angebracht ist, eine Vielzahl von zwischen dem Innenlaufelement 51 und dem Außenlaufelement 52 angeordneten drehbeweglichen Elementen 53 sowie ein Abdichtungsteil 60. Der Rotationssensor 55 hat einen Aufbau, bei dem der Sensorabschnitt 57 in ein Loch 58 eingesetzt ist, das in dem Außenlaufelement 51 bestimmt ist, so dass er dem in einer Außenumfangsfläche des Innenlaufelements 52 vorgesehenen Impulsring 56 entgegengesetzt und mit ihm ausgerichtet ist. Die Verwendung des in die Lageranordnung eingebauten Sensors bewirkt eine Reduzierung der Größe der Radlageranordnung verglichen mit der Anordnung, bei welcher der Impulsring und der Sensorabschnitt an dem Ende des Lagers außen angeordnet sind.
Die Radlageranordnung gemäß dem Stand der Technik, bei welcher der Sensor zum Detektieren der Radumdrehungszahl eingebaut ist, zeichnet sich dadurch aus, dass durch den Sensor erzeugte Detektionssignale und die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu dem Sensor mit dem Fahrzeugkarosserieaufbau durch Drähte verbunden sind. Bei dem in 49 gezeigten Stand der Technik erfolgen die Signalverbindung und Stromzufuhr vermittels einer elektrischen Leitung 59. Dementsprechend wird bei der Radlageranordnung gemäß dem Stand der Technik der elektrische Draht zum Ziehen einer Sensorausgabe oder dergleichen verwendet, und dieser elektrische Draht liegt zu der Außenseite des Fahrzeugkarosserieaufbaus an einer Stelle zwischen der Radlageranordnung und dem Fahrzeugkarosserieaufbau frei. Aus diesem Grund ist die elektrische Leitung anfällig für Bruch oder dergleichen durch die Wirkung von auftreffenden Steinen und/oder gefrorenem Schnee innerhalb eines Radgehäuses. Außerdem ist es im Fall eines gelenkten Rades erforderlich, dass der elektrische Draht vorab verdrillt wird, und oft ist eine relativ große Anzahl Verfahrensschritte erforderlich. Der oben genannte elektrische Draht erfordert auch eine Ummantelung desselben, und daher wird leicht eine Gewichtsverringerung eines Kraftfahrzeugs behindert, und angesichts der großen Anzahl Schritte zum Befestigen des elektrischen Drahts entstehen leicht hohe Kosten.
Obwohl die herkömmliche Radlageranordnung des Typs, bei dem der Sensor eingebaut ist, wie in 49 gezeigt, relativ kompakt montierbar ist, ist es außerdem zur Wartung des Sensors 55 erforderlich, das Außen- und das Innenlaufelement 51 und 52 der Radlageranordnung auseinanderzubauen, was zu dem Problem führt, dass die Wartung nicht effizient durchgeführt werden kann. Sobald der Rotationssensor 55 ausfällt, wäre es daher erforderlich, die Radlageranordnung als Ganze durch eine neue zu ersetzen. Außerdem wird, obwohl die in 49 gezeigte herkömmliche Radlageranordnung von der Art ist, bei welcher der Rotationssensor eingebaut ist, dennoch keine ausreichende Größenverringerung derselben erzielt, da ein Abschnitt des Sensorabschnittes 57 außerhalb der Radlageranordnung freiliegt. Dennoch weist die in 49 gezeigte herkömmliche Radlageranordnung das Problem auf, dass die Abdichtung eines in dem Außenlaufelement 51 zur Aufnahme des Sensorabschnittes 57 bestimmten Lochs 58 schwer zu erreichen ist, so dass es erschwert wird, das Eindringen von Fremdstoffen zu verhindern.
Eine weitere Radlageranordnung gemäß dem Stand der Technik ist in der WO98/11356 offenbart. Die Radlageranordnung ermöglicht das Rotieren einer Welle mit minimaler Reibung in einem Gehäuse 2 und umfasst ein generell zylindrisches Außenlaufelement 46, das in einer Öffnung 12 in dem Gehäuse angeordnet ist, ein Innenlaufelement 48, das um die Welle herum angeordnet ist, und drehbewegliche Elemente 50, die in Reihen zwischen Laufbahnen an dem Außen- und dem Innenlaufelement angeordnet sind. Das Außenlaufelement hat eine zylindrische Außenfläche 56, wohingegen die Öffnung, in welcher sich das Lager befindet, eine flache Wandung 14, 16 aufweist. Ein stabilisierender Block C kann an dem Außenlaufelement gegen dessen zylindrische Oberfläche angebracht sein, und dieser Block liegt entlang der flachen Oberfläche der Gehäuseöffnung, um zu verhindern, dass sich das Außenlaufelement in der Gehäuseöffnung dreht. Ein Sensormodul B ist in der Umgebung des Lagers angeordnet und enthält eine Vielzahl von Sensoren 110, 112, 114, die Signale erzeugen, welche Bedingungen wiedergeben, unter denen das Lager verwendet wird.
Wenigstens eines der Sensormodule kommuniziert Ausgabesignale über drahtgestützte oder drahtlose Sendeeinrichtungen. Die eingerichtete Anordnung hat einem komplizierten Aufbau mit einer großen Anzahl von Komponenten, die zu einem zeitaufwändigen Verfahren für die Montage und zum Auswechseln während der Wartung führen.
Die EP 0594550 A1 und die DE 19710337 A1 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Lager zum Erfassen von Rotationsgeschwindigkeit durch einen eingebauten Stromgenerator. Die gemessenen Signale werden lokal innerhalb der Abdichtungsmittel des Lagers umgeformt und durch Sendeeinrichtungen drahtlos zu entfernten Aufnahmeeinrichtungen gesendet.
Die Kabelverbindung zwischen der Statorspule des eingebauten Stromgenerators und der drahtlosen Sendeeinrichtung, die außerhalb der Lageranordnung angeordnet ist, erfordert komplizierte und zeitaufwändige Verlegung von Drähten, was ein Problem darstellt, das mit der Erhöhung der Montageschrittzahl zusammenhängt. Außerdem wäre auch ein kompliziertes und zeitaufwändiges Verfahren zum Abdichten eines Lochs für die Durchführung des Kabels erforderlich.
Außerdem kann für die oben erläuterte drahtlose Übertragung bei einer Antiblockier- Bremsvorrichtung die Verwendung einer magnetischen Kopplung erwogen werden. Anders ausgedrückt: Es kann magnetische Kommunikation ohne feldemittierende Antenne verwendet werden. Sofern eine schwache Funkwelle verwendet wird, kann eine Amplitudenmodulation einer Trägerwelle einer niedrigen Frequenz von ca. 2 MHz mit einem aus dem Sensor erzeugten Signal erwogen werden.
Jedoch können in dem Fall, dass eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle mit der schwachen Funkwelle erfolgt, häufig externe elektromagnetische Störungen als Amplitudensignal in einen Empfänger gelangen.
Sofern die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung auf der Grundlage der magnetischen Kopplung funktioniert, besteht das Problem, dass sie durch auf- und abwärts gerichtete Stöße des Rads negativ beeinflusst wird, auch wenn nur wenig Einfluss durch Peripherie-Ausrüstung besteht.
Außerdem kann es erwogen werden, den Rotationssensor mit dem Stromgenerator auszubilden, und auch, ihn als Stromquelle für die drahtlose Sendeeinrichtung zu verwenden. In einem solchen Fall nimmt jedoch der durch den Stromgenerator erzeugte elektrische Strom tendenziell ab, wenn die Umdrehungszahl des Rades sich als Ergebnis einer auf das Rad ausgeübten Bremskraft verringert, so dass ein Sendeschaltkreis der drahtlosen Sendeeinrichtung nicht ausreichend angetrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Radlageranordnung bereitzustellen, welche eine Fähigkeit zur Detektion der Umdrehungszahl eines Rades aufweist, im Wesentlichen frei von außerhalb eines Fahrzeuggehäuses auftretendem Drahtbruch ist und in der Lage ist, zu einer Verringerung von Gewicht und Kosten des Kraftfahrzeuges beizutragen.
Bezüglich einer Radlageranordnung für eine Antiblockier-Bremsvorrichtung soll ein Detektionssignal, das die Umdrehungszahl des Rades anzeigt, drahtlos gesendet und empfangen werden, und die Möglichkeit, dass es außerhalb der Fahrzeugkarosserie zu Drahtbruch kommt, soll beseitigt werden. Im Rahmen dieser Aufgabe soll die Antiblockier-Bremsvorrichtung gegenüber einem durch Rauschen entstehenden Einfluss weniger empfindlich sein und im Wesentlichen von einem fehlerhaften Betrieb frei sein, dabei aber ermöglichen, dass das Kraftfahrzeug mit geringem Gewicht und zu verringerten Kosten gebaut wird. Außerdem soll die vorliegende Erfindung eine verbesserte Antiblockier-Bremsvorrichtung bereitstellen, die gegenüber einem durch Peripherie-Ausrüstung während des drahtlosen Sendens und des drahtlosen Empfangs verursachten Einfluss weniger empfindlich ist, und ebenso gegenüber einem Einfluss, der durch auf- und abwärts gerichtete Stöße des Rades verursacht würde.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Radlageranordnung zum drehbaren Lagern eines Rades relativ zu einem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 bereitgestellt.
Die bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung verwendbare drahtlose Sendeeinrichtung muss nicht immer auf einen Typ begrenzt sein, bei dem Funkwellen verwendet werden, sondern kann auch einem Typ angehören, der vermittels einer magnetischen Kopplung, Infrarotlichtstrahlen, Ultraschallwellen oder jedes anderen Signals senden kann, das durch die Luft übertragen werden kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die vorliegende Erfindung eine Antiblockier-Bremsvorrichtung entsprechend Anspruch 17 bereit, die mit einer Radlageranordnung des vorliegenden Aufbaus vorgesehen ist.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der Antiblockier-Bremsvorrichtung liegt kein elektrischer Draht für die Übertragung des Sensorsignals zwischen dem Radlagerbauteil und dem Fahrzeugkarosserieaufbau zum Äußeren des Fahrzeugkarosserieaufbaus frei, da das durch den Sensor detektierte Signal, das die Umdrehungszahl des Rades anzeigt, drahtlos von der Sendeeinrichtung in dem Radlagerbauteil zu der Empfangseinrichtung in dem Fahrzeugkarosserieaufbau gesendet wird. Aus diesem Grund besteht nicht die Möglichkeit, dass der elektrische Draht durch auftreffende Steine und/oder gefrorenen Schnee innerhalb des Radgehäuses bricht. Außerdem kann auf die Verwendung von elektrischem Draht zur Übertragung des Sensorsignals zwischen dem Radlagerbauteil und dem Fahrzeugkarosserieaufbau verzichtet werden, wodurch die Notwendigkeit komplizierter und zeitraubender Drahtverlegung beseitigt wird und gleichzeitig zur Verringerung von Gewicht und Kosten des Kraftfahrzeugs beigetragen wird.
Da die verwendete drahtlose Sendeeinrichtung einem Typ angehört, bei dem das Sensorsignal durch Frequenzmodulation (FM) einer Trägerwelle übertragen werden kann, um eine schwache Funkwelle bereitzustellen, erschwert außerdem die Wahl des Modulationsverfahren eine negative Auswirkung externer elektromagnetischer Störungen.
Die Antiblockier-Bremsvorrichtung umfasst eine an einem Fahrzeugkarosserieaufbau angebrachte Steuerungsschaltung zum Steuern der Bremskraft sowie eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung, welche die Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung, die an dem Fahrzeugkarosserieaufbau angebracht ist, zum drahtlosen Senden und Empfangen eines Signals des Sensors umfasst, wobei die Sende- und Empfangseinrichtung einem Typ angehört, der zum drahtlosen Senden und Empfangen vermittels einer magnetischen Kopplung zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung in der Lage ist. Eine Sendespule der Sendeeinrichtung und eine Empfangsspule der Empfangseinrichtung sind in der Weise angeordnet, dass jeweilige Zentren dieser Spulen im rechten Winkel zu einer Rotationsachse des Rades und horizontal angeordnet sind.
Da das auf der magnetischen Kopplung basierende Übertragungssystem eine Richteigenschaft aufweist, ist der durch Peripherie-Ausrüstung entstehende Einfluss minimal. Aus diesem Grund kann eine durch externe Störungen bewirkte Fehlfunktion vermieden werden.
Bei der Kommunikation unter Verwendung von Magnetismus gibt es abhängig von dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser und der Länge der Sendespule und abhängig von dem Abstand zwischen der Sendespule und der Empfangsspule einen Fall, in dem die Sendespule und die Empfangsspule parallel zueinander anzuordnen sind, oder einen Fall, in dem sie in Serie zueinander anzuordnen sind. Sofern die Sendespule und die Empfangsspule an dem Radlagerbauteil bzw. dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau angeordnet sind, ist der Abstand zwischen diesen Spulen zu groß, und daher wird die serielle Anordnung generell bevorzugt. In einem solchen Fall käme es jedoch zu einer Abweichung in Achsen von Spulenenden infolge von auf- und abwärts gerichteten Stößen des Rades, was zu einer erheblichen Veränderung der Übertragungseffizienz führen würde.
Aus diesem Grund kann, wenn die Sendespule und die Empfangsspule so angeordnet sind, dass diese Spulen relativ zu der Drehachse des Rades im rechten Winkel und horizontal liegen, eine Veränderung des Magnetfeldes in Richtung der Empfangsspule eher als bei der seriellen Anordnung unterdrückt werden, obwohl das Rad auf- und abwärts gerichteten Stößen ausgesetzt ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Falle des gelenkten Rades der Grund dafür, dass die Empfangsspule so angeordnet ist, dass sie senkrecht zu der Drehachse des Rades verläuft, relativ zu der Drehachse im Fall eines Geradeauslaufens ist, bei dem das Rad relativ zu dem Fahrzeugkarosserieaufbau nicht geneigt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In jedem Fall wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben deutlicher verständlich, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gesehen werden. Jedoch werden die Ausführungsformen und die Zeichnungen nur zum Zweck der Veranschaulichung und Erläuterung vorgelegt und sind nicht so zu verstehen, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einschränken, wobei der Umfang durch die beigefügten Ansprüche zu bestimmen ist. In den beigefügten Zeichnungen werden überall in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugsziffern zur Bezeichnung gleicher Teile verwendet, und
1 ist eine Schnittansicht einer Radlageranordnung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht der Radlageranordnung, gesehen aus einer Richtung einer darin angewendeten drehzahlkonstanten Verbindung;
3A ist eine Schnittansicht eines mehrpoligen Magneten eines Stromgenerators;
3B ist eine Vorderansicht des in 3A gezeigten mehrpoligen Magneten;
4A ist eine Seiten-Teilansicht eines Ringteils, das einen Teil des Stromgenerators bildet;
4B ist eine Vorderansicht des in 4A gezeigten Ringteils;
5A ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt aus 4A zeigt;
5B ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt aus 4B zeigt;
6A ist eine Seiten-Teilansicht, die eine Abwandlung des in dem Stromgenerator verwendeten Ringteils zeigt;
6B ist eine Vorderansicht des in 6A gezeigten abgewandelten Ringteils;
6C ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des in 6B gezeigten abgewandelten Ringteils;
7A ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7B ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Abschnitt der in 7A gezeigten Radlageranordnung zeigt;
8 ist eine Ausschnitt-Vorderansicht eines elastischen Bauteils, das den mehrpoligen Magneten des in der Radlageranordnung verwendeten Stromgenerators ausbildet.
9A ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der in 9A gezeigten Radlageranordnung;
10 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15A ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer neunten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der in 15A gezeigten Radlageranordnung;
16A ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer zehnten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
16B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der in 16A gezeigten Radlageranordnung;
17 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer elften Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
18A ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer zwölften Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
18B ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der in 18A gezeigten Radlageranordnung;
19 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
20 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
21 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
22 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
23 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der in 23 gezeigten Radlageranordnung;
25 ist eine erklärendes Diagramm, das ein Verfahren zur Montage der in 23 gezeigten Radlageranordnung zeigt;
26 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der Radlageranordnung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
27 ist ein erklärendes Diagramm, welches das Verfahren zur Montage der in 26 gezeigten Radlageranordnung zeigt;
28 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der Radlageranordnung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
29 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnittes der Radlageranordnung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
30 ist ein erklärendes Diagramm, welches das Verfahren zur Montage der in 29 gezeigten Radlageranordnung zeigt;
31 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes der in 30 gezeigten Radlageranordnung von hinten;
32 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
33 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
34 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Konzeptschema einer Antiblockier-Bremsvorrichtung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
35 ist eine Schnittansicht, die einen Abschnitt zeigt, wo eine Sendeeinrichtung in der Radlageranordnung angeordnet ist, die in der in 34 gezeigten Antiblockier-Bremsvorrichtung verwendet wird;
36 ist ein Blockdiagramm, das eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung zeigt;
37 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Hauptstromkreis zeigt;
38 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Schaltungsfunktion des in 37 gezeigten Hauptstromkreises zeigt;
39 ist ein Schaltungsdiagramm der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung, die zu Referenzzwecken verwendet wird, und ein erklärendes Diagramm, das darin auftretende Wellenformen zeigt;
40 ist eine Schnittansicht, welche die Radlageranordnung zeigt, die in der Antiblockier-Bremsvorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird, bei der die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung eine magnetische Kopplung verwendet, dargestellt zusammen mit einer Sendeeinrichtung;
41 ist ein erklärendes Diagramm, das die darin verwendete Sende- und Empfangseinrichtung zeigt;
42 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Magnetfeld zeigt, welches in der darin gezeigten drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung aufgebaut wird;
43A und 43B sind erklärende Diagramme, die ein Beispiel für ein Schaltungssubstrat für die in der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung verwendete Sendeeinrichtung bzw. Empfangseinrichtung zeigen
44 ist eine Schnittansicht der Antiblockier-Bremsvorrichtung gemäß wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
45 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Verfahren zur Montage der in 44 gezeigten Antiblockier-Bremsvorrichtung zeigt;
46 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Konstantspannungscharakteristik des Stromgenerators zeigt;
47 ist eine Kurve, welche das Verhältnis zwischen der Umdrehungszahl während eines Betriebs ohne Last und einer Ausgabespannung in einem experimentellen Fall zeigt, der dazu konstruiert ist, eine konstante Spannung in dem Stromgenerator zu erzielen;
48 ist eine Kurve, welche das Verhältnis zwischen der Umdrehungszahl während eines Betriebs mit Last und einer Ausgabespannung in einem experimentellen Fall zeigt, der dazu konstruiert ist, eine konstante Spannung in dem Stromgenerator zu erzielen; und
49 ist eine Schnittansicht der Radlageranordnung gemäß dem Stand der Technik.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. Diese Ausführungsform zielt auf einen Innenlaufelement-Rotationstyp der vierten Generation ab und veranschaulicht die Anwendung in einer Lageranordnung zum Lagern eines Antriebsrads. Diese Ausführungsform entspricht der Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Eine darin gezeigte Radlageranordnung weist eine Gestaltung auf, bei der eine Vielzahl von Reihen drehbeweglicher Elemente 3 drehbeweglich zwischen einem äußeren Bauteil 1 und einem inneren Bauteil 2 angeordnet sind, ein gleichzeitig als Rotationssensor dienender Stromgenerator 4 innerhalb eines ringförmigen Raums zwischen dem äußeren und dem inneren Bauteil 1 und 2 angeordnet ist und eine Sendeeinrichtung 5A zum drahtlosen Senden eines Rotationssignals bereitgestellt ist, das die von dem Stromgenerator 4 ausgegebene Umdrehungszahl anzeigt. Der Stromgenerator 4 ist zwischen den beiden Reihen der drehbeweglichen Bauteile 3 und 3 angeordnet.
Das äußere Bauteil weist eine Innenumfangsfläche auf, die mit einer Vielzahl von Laufbahnen 6 und 7 ausgebildet ist, und Laufbahnen 8 und 9, die jeweils den Laufbahnen 6 und 7 gegenüberliegen, sind in einer Außenumfangsfläche des inneren Bauteils 2 bestimmt. Die Reihen der drehbeweglichen Bauteile 3 sind jeweils drehbeweglich zwischen den Laufbahnen 6 und 8 sowie zwischen den Laufbahnen 6 und 9 angeordnet. Die darin gezeigte Radlageranordnung ist von einem Typ, der generell als Zweireihen-Schrägkugellageranordnung bezeichnet wird, wobei die jeweiligen Kontaktwinkel der Laufbahnen 6 und 9 so bestimmt sind, dass eine Ausrichtung Rücken an Rücken erzielt wird. Die drehbeweglichen Bauteile 3 werden drehbeweglich durch Haltemittel 10 gehalten, von denen eines pro Reihe der drehbeweglichen Bauteile 3 verwendet wird. Gegenüberliegende Enden des inneren und des äußeren Bauteils 2 und 1 sind durch jeweilige Abdichtungsteile 11 und 11A dicht verschlossen.
An dem äußeren Bauteil 1 ist ein Ende mit einem sich radial nach außen erstreckenden Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a ausgebildet, der für die Verbindung mit einem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau damit ausgebildet ist. Insbesondere ist der mit dem äußeren Bauteil 1 integrale Kraftfahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a dazu geeignet, an einem Radlager-Stützbauteil 12a wie beispielsweise einem Achsschenkel des Fahrzeugkarosserieaufbaus 12 befestigt zu werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das äußere Bauteil 1 einen einstückigen Aufbau aufweist, welcher den Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a einschließt. Das innere Bauteil 2 dagegen weist einen davon radial nach außen abstehenden Radbefestigungsflansch 2a auf, an den ein Rad 13 vermittels einer Vielzahl Schrauben 14 angeschraubt ist.
Das innere Bauteil 2 umfasst ein mit dem Radbefestigungsflansch 2a integral ausgebildetes Nabenrad 2A und ein weiteres das Innenlaufelement ausbildendes Bauteil 2B, das mit dem Nabenrad 2A kombiniert ist, um das innere Bauteil 2 auszubilden. Die Laufbahnen 8 und 9 sind jeweils an dem Nabenrad 2A und dem Innenlaufelement 2B ausgebildet. Das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B ist ein Bauteil, das mit einem Außenlaufelement 15a einer drehzahlkonstanten Verbindung 15 integral ausgebildet ist, und ein inneres Laufelement (nicht dargestellt) der drehzahlkonstanten Verbindung 15 ist mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) gekoppelt. Das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B weist einen Wellenabschnitt 16 auf, der sich integral von dem Außenlaufelement 15a der drehzahlkonstanten Verbindung 15 erstreckt. Der Wellenabschnitt 16 weist einen an die drehzahlkonstante Verbindung 15 angrenzenden Abschnitt 16a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 16b mit verringertem Durchmesser auf, der mit dem Abschnitt 16a mit großem Durchmesser kontinuierlich ist, und zwar durch eine radiale Stufe mit dem Nabenrad 2A, das an dem Abschnitt 16b mit verringertem Durchmesser angebracht ist. Die oben genannte Laufbahn 9 ist an dem Abschnitt 16a mit großem Durchmesser ausgebildet. Das Nabenrad 2A und das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B sind vermittels einer Kunststoffkopplung, beispielsweise mit einer Niettechnik, miteinander integriert.
Der Stromgenerator 4 hat einen Aufbau, bei dem ein mehrpoliger Magnet 18 radial nach innen von und in einer unmittelbar gegenüberliegenden Beziehung zu einer ringförmigen Spule/Magnetelement-Kombination 17 angeordnet ist, die eine eingebaute Spule aufweist. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist an einer Innenumfangsfläche des äußeren Bauteils 1 angebracht, das ein Bauteil auf einer ortsfesten Seite ist und als Stator des Stromgenerators 4 dient. Der mehrpolige Magnet 18 ist an einer Außenumfangsfläche des inneren Bauteils 2, das ein Bauteil an einer drehbaren Seite ist, und insbesondere an einer Außenumfangsfläche des Nabenrades 2A angebracht und dient als Rotor des Stromgenerators 4.
Die drahtlose Sendeeinrichtung 5A ist an einem Umfangsabschnitt der Außenumfangsfläche des äußeren Bauteils 1 vorgesehen und umfasst einen Sender mit elektronischen Bauteilen, umschlossen von einem äußeren Gehäuse. Das oben genannte äußere Gehäuse hat eine kastenförmige Ausgestaltung und ist mit einer darin eingeschlossenen Sende-Empfangsantenne (nicht dargestellt) versehen. Diese drahtlose Sendeeinrichtung 5A ist beispielsweise ein Sender, der Signale schwacher Funkwellen senden kann. Das Signal kann von einer Art sein, die Funkwellen ein- und ausschalten kann, oder von einer Art, die eine Trägerwelle auf einem Frequenzmodulationsschema modulieren kann, oder dergleichen mehr. Außer der zum Senden von Funkwellen geeigneten Art kann die drahtlose Sendeeinrichtung 5A von einer Art sein, die zum Senden vermittels einer magnetischen Kopplung, zum Senden von Licht, beispielsweise Infrarotlichtstrahlen, zum Senden von Ultraschallwellen geeignet ist, oder kann jeder andere Sender sein, der geeignet ist, Signale in der Luft zu übertragen. Als Stromquelle der drahtlosen Sendeeinrichtung 5A wird der Stromgenerator 4 verwendet. Eine Empfangseinrichtung (nicht dargestellt), die mit der drahtlosen Sendeeinrichtung 5A zusammenwirken kann, ist in beispielsweise einem Radgehäuse (nicht dargestellt) in dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau angebracht, und Signale können zu der Empfangseinrichtung an eine Steuerungseinheit eines Antiblockier-Bremssystems gesendet werden. Die Empfangseinheit ist an einer Position innerhalb eines nicht verdeckten Sichtfeldes der Sendeeinrichtung 5A ohne metallische Störung dazwischen befestigt, so dass aus der Sendeeinrichtung 5A ausgesendeten Signale wie z.B. Funkwellen von der Empfangseinrichtung wirksam empfangen werden können. Kabel (nicht dargestellt) für die Zufuhr eines in dem Stromgenerator 4 erzeugten elektrischen Stroms und auch für die Ausgabe eines Rotationsdetektionssignals sind zwischen der Sendeeinrichtung 5A und der Spule der Spule/Magnetelement-Kombination 17 des Stromgenerators 4 verbunden. Diese Kabel sind durch ein in einer Umfangswand des äußeren Bauteils 1 ausgebildetes Kabelloch geführt, so dass sie sich radial dazu vollständig hindurch erstrecken, wobei das Kabelloch mit einem Dichtungsmittel wie z.B. einem elastischen Material oder einem Feuchtdichtmittel abgedichtet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass, wie aus den folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wie noch beschrieben wird, anstelle der Kabel Steckverbinder verwendet werden können.
Als Stromgenerator 4 wird beispielsweise der in 3 und 5 gezeigte verwendet. Wie in 3 gezeigt, ist der mehrpolige Magnet 18 ein ringförmiges Bauteil mit N- und S-Polen, die wechselweise in einer Umfangsrichtung desselben angeordnet sind.
Wie in 4 gezeigt, ist die Spule/Magnetelement-Kombination 17 vom Klauenpoltyp. Anders ausgedrückt: Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 weist eine Gestaltung auf, bei der eine Vielzahl Magnetpole aus Klauen 21a und 21b mit Polform abwechselnd angeordnet sind. 5A und 5B sind Diagramme, die jeweilige Abschnitte aus 4A und 4B in vergrößertem Maßstab zeigen.
Insbesondere umfasst die Spule/Magnetelement-Kombination 17 ein Ringteil 19 aus einem magnetischen Material und eine in das Ringteil 19 aufgenommene Spule 20. Das Ringteil 19 weist eine Schnittform auf, die einer Nutenform ähnlich ist, welche zu einem Innenumfang desselben gerichtet ist, d.h. das Ringteil 19 hat einen generell U-förmigen Querschnitt, der sich radial nach innen öffnet und radial nach innen verlaufende ringförmige Flansche 19a und 19b aufweist, welche jeweilige Seitenwände des Ringteils 19 bilden. Innenumfangskanten der ringförmigen Flansche 19a und 19b sind in der Weise jeweils mit kammförmigen Klauen 21a und 21b ausgebildet, dass sie sich jeweils in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, so dass die mit dem ringförmigen Flansch 19a integralen kammförmigen Klauen 21a mit den kammförmigen Klauen 21b, die mit dem ringförmigen Flansch 19b integral sind, in einer Umfangsrichtung des Ringteils 19 verzahnt sind, wobei diese Klauen 21a und 21b alle in gleichem Abstand voneinander in Umfangsrichtung des Ringteils 19 angeordnet sind. Jede der kammförmigen Klauen 21a und 21b hat rechteckige Form, wobei ihre Längsachse parallel zu der Erstreckungsrichtung dieser Klauen 21a und 21b verläuft. Die benachbarten Klauen 21a oder 21b sind mit einem Zwischenraum d voneinander beabstandet, dessen Breite so gewählt ist, dass sie beispielsweise das Dreifache der Breite jeder der Klauen 21a und 21b beträgt.
Die innere Umfangskante jedes der ringförmigen Flansche 19a und 19b des Ringteils 19 ist mit einer Ausnehmung 22a oder 22b ausgebildet, die zwischen den benachbarten Klauen 21a oder 21b bestimmt ist, so dass ein freies Ende der jeweiligen entgegengesetzten Klaue 21b oder 21a in der entsprechenden Ausnehmung 22a oder 22b angeordnet werden kann. Jede dieser Ausnehmungen 22a und 22b hat bevorzugt Halbkreis- oder eine generelle U-Form.
Das Ringteil 19 mit dem oben beschriebenen Aufbau kann unter Verwendung einer Presse aus einer Metallplatte aus einem magnetischem Material wie z.B. einem rostfreien Blech hergestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Ringteil zwar so dargestellt ist, dass es entlang einer Mittellinie, die intermediär zu seiner Breite verläuft, also im Zentrum eines Abschnittes in zwei Komponenten aufgeteilt ist, dass es aber auch aus einem integralen Teil bestehen kann.
Da der Stromgenerator 4 verwendet wird, der Strom erzeugt, wenn eines der äußeren und inneren Bauteile 1 und 2 relativ zu dem anderen der äußeren und inneren Bauteile 1 und 2 rotiert, kann bei der Radlageranordnung mit dem oben beschriebenen Aufbau die Umdrehungszahl des Rades detektiert werden, indem eine Ausgabe aus dem Stromgenerator 4 als Signal verwendet wird, das die Umdrehungszahl des Rades 13 anzeigt. Da der Stromgenerator 4 in einem ringförmigen Raum zwischen dem äußeren Bauteil 1 und und dem inneren Bauteil 2 eingebaut ist, ist die Lageranordnung kompakt montierbar, wobei gleichzeitig eine Funktion des Detektierens der Umdrehungszahl sichergestellt wird. Außerdem wird wegen der Sendeeinrichtung 5A zum drahtlosen Senden des Detektionssignals, das die aus dem Stromgenerator 4 ausgegebene Umdrehungszahl des Rades anzeigt, keine elektrische Leitung benötigt, die zum Übermitteln des Detektionssignals, das die Umdrehungszahl anzeigt, an die Steuerungseinheit erforderlich wäre. Außerdem wird ein durch den Stromgenerator 4 erzeugter elektrischer Strom als Stromquelle für die drahtlose Sendeeinrichtung 5A verwendet, und daher ist keine elektrische Leitung zum Zuführen des elektrischen Stroms von dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 zu der drahtlosen Sendeeinrichtung 5A erforderlich. Aus diesen Gründen liegt keine elektrische Leitung außerhalb des Kraftfahrzeugkarosserieaufbaus frei, es besteht nicht die Möglichkeit, dass die elektrische Leitung bricht, es ist kein kompliziertes und zeitaufwändiges Verlegen der Drähte erforderlich, das Kraftfahrzeug kann mit geringem Gewicht gebaut werden, und seine Kosten können verringert werden. Außerdem ist, da der Stromgenerator 4 zur Gänze in den ringförmigen Raum eingebaut ist, der zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil 1 und 2 abgegrenzt ist, kein Loch notwendig, das erforderlich wäre, um einen Abschnitt des Stromgenerators 4 nach außen hin freiliegen zu lassen, wodurch sich die Abdichtbarkeit erhöht. Das Loch, durch welches das Kabel zwischen dem Stromgenerator 4 und der drahtlosen Sendeeinrichtung 5A geführt wird, müsste in dem äußeren Bauteil 1 ausgebildet sein, da aber als Loch zum Hindurchführen eines elektrischen Drahtes ein kleines Loch ausreicht, kann die Abdichtung leicht erreicht werden.
Da der Stromgenerator 4 den Aufbau aufweist, bei dem die Spule/Magnetelement-Kombination 17 das Ringteil 19, welches die verzahnten Klauen 21a und 21b aufweist, sowie die Spule 20 umfasst, welche in Kombination mit dem ringförmigen, mehrpoligen Magneten 18 verwendet wird, sind mehrpolige und kompakte Gestaltung leicht zu erzielen, und die effiziente Stromerzeugung mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad bei der Ausnutzung von magnetischen Flüssen kann erreicht werden. Insbesondere kann der Wirkungsgrad der Ausnutzung der magnetischen Flüsse hoch sein, da die Spule/Magnetelement-Kombination 17 die Struktur aufweist, bei welcher die Zwischenräume zwischen den verzahnten Klauen 21a und 21b so groß gewählt sind, dass eine Streuung von magnetischen Flüssen aus den benachbarten Magnetpolen minimiert wird.
Anstelle des oben erläuterten Aufbaus kann der Stromgenerator 4 einen Aufbau aufweisen, bei dem die Spule/Magnetelement-Kombination 17 wie in 6 gezeigt montiert ist. Die in 6 gezeigte Spule/Magnetelement-Kombination 17 weist das Merkmal auf, dass jede der verzahnten Klauen 21 und 21b des Ringteils 19 so geformt ist, dass ihre Breite in Richtung ihres freien Endes progressiv abnimmt, d.h. nach außen hin konisch verläuft.
Das Ringteil 19 ist in ein Paar das Ringteil ausbildender Bauteile 19A und 19B aufgeteilt und besteht daraus. Jedes der das Ringteil ausbildenden Bauteile 19A und 19B weist den entsprechenden ringförmigen Flansch 19a bzw. 19b und eine Vielzahl von einen Abschnitt ausbildenden Bauteilen 19ca bzw. 19cb auf, die sich radial von einer äußeren Umfangskante desselben erstrecken, und die das Ringteil ausbildenden Bauteile 19A und 19B sind mit den einen Abschnitt ausbildenden Bauteilen 19ca und 19cb kombiniert, die sich gegenseitig in einer Breitenrichtung derselben teilweise überlappen. Bei jedem der das Ringteil ausbildenden Bauteile 19A und 19B ist die innere Umfangskante des entsprechenden ringförmigen Flansches 19a oder 19b mit kammförmigen Klauen 21a oder 21b ausgebildet, die gebogen sind, so dass sie in einer Richtung senkrecht zu dem jeweiligen ringförmigen Flansch 19a oder 19b vorstehen. Bei Kombination der das Ringteil ausbildenden Bauteile 19A und 19B miteinander in der beschriebenen Weise sind die mit den jeweiligen Flanschen 19a und 19b integralen kammförmigen Klauen 21a und 21b miteinander in Abständen eines vorgegebenen Zwischenraumes in Umfangsrichtung derselben verzahnt.
Andere strukturelle Merkmale der darin gezeigten Spule/Magnetelement-Kombination 17 sind im Wesentlichen denjenigen in der mit Bezug auf 4 und 5 gezeigten und beschriebenen Spule/Magnetelement-Kombination 17 ähnlich.
Vergleicht man die Spule/Magnetelement-Kombination 17, welche die rechteckigen Klauen 21a und 21b aufweist, wie in 4 und 5 gezeigt, mit der Spule/Magnetelement-Kombination 17, welche die konischen Klauen 21a und 21b aufweist, wie in 6 gezeigt, so bestehen die folgenden Vorteile und Mängel.
In dem Fall der Spule/Magnetelement-Kombination 17, welche die rechteckigen Klauen 21a und 21b aufweist, wie in 4 und 5 gezeigt, wird diese hinsichtlich des Wirkungsgrades bei der Ausnutzung der magnetischen Flüsse für am besten erachtet, jedoch ist die magnetische Flussdichte an Basisabschnitten der Klauen 21a und 21b, wo die letzteren von den zugehörigen ringförmigen Flanschen 19a und 19b weggebogen sind, tendenziell hoch, und dementsprechend müssen sie zu einem gewissen Grad eine Querschnittsfläche aufweisen, die zur Vermeidung magnetischer Sättigung ausreicht. Aus diesem Grund sind die mehrpolige Gestaltung und die Größenverringerung begrenzt.
Im Fall der Spule/Magnetelement-Kombination 17, welche die konischen Klauen 21a und 21b aufweist, wie in 6 gezeigt, tritt keine magnetische Sättigung an den Basisabschnitten der Klauen 21a und 21b auf, und daher sind die mehrpolige Gestaltung und Größenverringerung möglich. Anders ausgedrückt: Da die Stärke des Magnetfeldes zwischen den benachbarten N- und S-Polmagneten eine sinusartige Form aufweist, ist das Magnetfeld an einem Übergangspunkt zwischen dem N-Pol und dem S-Pol sehr schwach, und daher sind aufgrund der Annahme, dass auch bei Streuung in die benachbarten Magnetpolklauen 21a und 21b kein Einfluss entsteht, die Klauen 21a und 21b in der Weise konisch, dass keine magnetische Sättigung an den Basisabschnitten auftritt.
Der Grund dafür, dass das Ringteil 19 als gespaltener Typ ausgestaltet ist, besteht lediglich im Zweck der Verarbeitung, und in dem in 6 gezeigten Beispiel kann das Ringteil 19 ein integraler Bestandteil sein. Außerdem können in dem in 6 gezeigten Beispiel die das Ringteil ausbildenden Bauteile 19A und 19B mit Hilfe von Abschnitten 19c aneinander anstoßen, wie dies bei dem in 4 und 5 gezeigten der Fall ist. Außerdem kann bei dem in 4 und 5 gezeigten Beispiel das Ringteil 19 vom gespaltenen Typ sein, wobei die einen Abschnitt ausbildenden Teile einander teilweise überlappen, wie dies bei dem in 6 gezeigten der Fall ist.
In der vorangegangenen Ausführungsform ist der Stromgenerator 4 zwischen den mehreren Laufbahnen angeordnet worden. Der Stromgenerator 4 kann jedoch auch an einem offenen Ende zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil 1 und 2 vorgesehen sein, wie in den folgenden verschiedenen Ausführungsformen gezeigt, die später beschrieben werden.
Außerdem ist in der vorangegangenen Ausführungsform die drahtlose Sendeeinrichtung 5A in Form eines kastenförmigen Senders verwendet worden, der in einem Abschnitt der Umfangsrichtung vorgesehen ist; die drahtlose Sendeeinrichtung 5A kann jedoch auch die Form eines ringförmigen Senders aufweisen. In einem solchen Fall kann der ringförmige Sender mit dem Ringteil 19 des Stromgenerators 4 integriert sein.
Als Nächstes werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei denen der Stromgenerator 4 als Komponente der Dichtung 11 verwendet wird und die drahtlose Sendeeinrichtung 5A in Form eines ringförmigen Senders verwendet wird und mit dem Ringteil des Stromgenerators 4 integriert ist.
7 bis 15 veranschaulichen jeweils solche weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Zuerst werden die Gemeinsamkeiten dieser Ausführungsformen beschrieben. In jeder dieser Ausführungsformen umfasst die Radlageranordnung das äußere Bauteil 1, welches die an seiner Innenumfangsfläche bestimmten doppelten Laufbahnen 6 und 7 aufweist, das innere Bauteil 2, welches die jeweils den Laufbahnen 6 und 7 gegenüberliegenden Laufbahnen 8 und 9 aufweist, sowie die Reihen von drehbeweglichen Bauteilen 3, die drehbeweglich zwischen den Laufbahnen 6 und 7 sowie zwischen den Laufbahnen 8 und 9 untergebracht sind, und wird dazu verwendet, das Rad relativ zu dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 drehbeweglich zu lagern. Diese Radlageranordnung hat die Form eines zweireihigen Schrägkugellagers, wobei die Kontaktwinkel der Laufbahnen 6 bis 9 so bestimmt sind, dass die Ausrichtung Rücken an Rücken erzielt wird. Jede der Reihen der drehbeweglichen Elemente 3 wird drehbeweglich durch die entsprechende Halteeinrichtung 10 gehalten. Der ringförmige Raum, der zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil 2 und 1 bestimmt ist, weist gegenüberliegende offene Enden auf, die durch entsprechende Abdichtungsteile und 11A abgedichtet sind. Das Abdichtungsteil 11 wird dazu verwendet, das offene Ende an einer innenliegenden Seite abzudichten, während das Abdichtungsteil 11A dazu verwendet wird, das offene Ende an einer außenliegenden Seite abzudichten.
Es wird der Stromgenerator 4 bereitgestellt, der bei Rotation eines der äußeren und inneren Bauteile 1 und 2 relativ zu dem anderen der äußeren und inneren Bauteile 1 und 2 einen elektrischen Strom erzeugt, und es wird ebenfalls die drahtlose Sendeeinrichtung 5A zum drahtlosen Senden des Signals bereitgestellt, das die aus dem Stromgenerator 4 ausgegebene Umdrehungszahl des Rades anzeigt.
Der Stromgenerator 4 besteht aus dem Ringteil 19, das aus einem magnetischen Material besteht und die Spule 20 sowie einen ringförmigen, mehrpoligen Magnet 18 aufnimmt. Das Ringteil 19 ist entweder an dem äußeren Bauteil 1 oder an dem inneren Bauteil 2 angebracht, während der mehrpolige Magnet 18 an dem anderen äußeren bzw. inneren Bauteil 1 bzw. 2 angebracht ist. Der Stromgenerator 4 kann entweder einem Axialtyp angehören, bei dem die Spule/Magnetelement-Kombination 17 und der mehrpolige Magnet 18 einander gegenüberliegen, d.h. die Richtung, in der die Magnetpole ausgerichtet sind, in axialer Richtung der Lageranordnung liegt, oder einem Radialtyp, bei dem sie in radialer Richtung der Lageranordnung liegt, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt.
Wenigstens entweder das Ringteil 19 und/oder der mehrpolige Magnet 18 ist integral mit einem Abdichtungsteil ausgebildet, das einen Teil des zum Verschließen des offenen Endes zwischen dem äußeren und dem inneren Bauteil 1 und 2 verwendeten Abdichtungsteils 11 bildet.
Die Sendeeinrichtung 5A wird durch einen ringförmigen Sender 5A ausgebildet, und dieser Sender 5A ist mit dem Ringteil 19 integriert, welches den Stromgenerator 4 ausbildet. Der Sender 5A und die Spule 20 sind vermittels eines elektrischen Drahtes oder eines Verbinders (nicht dargestellt) verbunden.
Im Folgenden werden die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
7 veranschaulicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation und wird zum Lagern der Antriebsachse verwendet. Der Stromgenerator 4 ist vom Axialtyp. Diese zweite Ausführungsform entspricht der Erfindung gemäß Anspruch 2.
Das äußere Bauteil 1 weist einen Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a auf, welcher, wie dies bei der ersten Ausführungsform bezüglich des Kraftfahrzeugkarosserie-Aufbaus der Fall ist, an einer Radlager-Stützkomponente 12a wie z.B. einem Achsschenkel des Kraftfahrzeugkarosserieaufbaus 12 angebracht werden kann. Das innere Bauteil 2 umfasst ein Nabenrad 2A sowie ein separates, ein inneres Laufelement ausbildendes Bauteil 2C, das an einem Außenumfang des Endes des Nabenrades 2A angebracht ist. Das Nabenrad 2A weist einen integral damit ausgebildeten Radbefestigungsflansch 2a auf. Die Laufbahnen 8 und 9 an dem inneren Bauteil 2 sind an dem Nabenrad 2A bzw. dem ein inneres Laufelement ausbildenden Bauteil 2C angebracht.
Das innere Bauteil 2 ist mit einem äußeren Ring 15d der drehzahlkonstanten Verbindung 15 gekoppelt, der separat von der Radlageranordnung gefertigt ist. Der äußere Ring 15a der drehzahlkonstanten Verbindung 15 weist einen Wellenabschnitt 16 auf, welcher integral damit ausgebildet ist, so dass er sich von dem äußeren Bodenabschnitt desselben erstreckt, wobei der Wellenabschnitt 16 in eine Innenumfangsfläche des Nabenrades 2A eingeführt wird und dann vermittels einer Mutter fixiert wird, die daran befestigt ist, um ihn so mit dem inneren Bauteil 2 zu verbinden. Eine flache Stufe 16c, die in dem äußeren Bodenabschnitt des äußeren Rings 15a der drehzahlkonstanten Verbindung 15 ausgebildet ist, so dass sie axial dazu ausgerichtet ist, wird an eine Endfläche des ein Innenlaufelement ausbildenden Bauteils 2C anstoßend gehalten, um das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2C an seiner Positionn zu fixieren.
Das Abdichtungsteil 11 auf der Lagerrückseite umfasst, wie in 7B in vergrößertem Maßstab gezeigt, ein erstes und ein zweites ringförmiges Abdichtungsteil 31 und 32, die an dem inneren bzw. äußeren Bauteil 2 bzw. 3 angebracht sind. Diese Abdichtungsteile 31 und 32 werden durch Presspassung in dem inneren bzw. äußeren Bauteil 2 bzw. 3 in Position gebracht. Jedes der Abdichtungsteile 31 und 32 hat die Form eines plattenförmigen Bauteils und ist so ausgebildet, dass es einen generell L-förmigen Querschnitt aufweist, der einen zylindrischen Abschnitt 31a oder 32a und einen aufrechten Plattenabschnitt 31b oder 32b aufweist, wobei die Abdichtungsteile 31 und 32 einander entgegengesetzt sind.
Das erste Abdichtungsteil 31 ist an dem inneren Bauteil 2 angebracht, das ein Bauteil auf einer Rotationsseite der inneren und äußeren Bauteile 2 und 1 ist. Der aufrechte Plattenabschnitt 31b des ersten Abdichtungsteils 31 ist von der Lageranordnung nach außen angeordnet, und eine äußere Seite desselben ist mit einem Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18 versehen. Dieses Magnetbauteil 34 bildet den mehrpoligen Magneten 18 des Stromgenerators 4 zusammen mit dem ersten Abdichtungsteil 31, und das erste Abdichtungsteil 31 besteht aus magnetischem Material. Das Magnetbauteil 34 ist mit Magnetpolen N und S ausgebildet, die einander in einer Umfangsrichtung desselben abwechseln, wie in 8 gezeigt, und die Magnetpole N und S sind in einem Kreis mit einem Teilkreisdurchmesser (PCD) angeordnet und in Intervallen mit einem vorgegebenen Abstand p beabstandet. Durch Anordnung der Spule/Magnetelement-Kombination 17 in einer unmittelbar gegenüberliegenden Beziehung zu dem Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18, wie in 7B gezeigt, kann der Stromgenerator 4 ausgebildet werden, der gleichzeitig als Rotationssensor dient.
Das Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18 besteht aus einem elastischen Bauteil, das mit einem pulverförmigen magnetischen Material gemischt wird und vulkanisiert wird, so dass es mit dem ersten Abdichtungsteil 31 zu einem so genannten Gummimagneten verbunden wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle der Vulkanisation das Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18 durch Aushärten einer Masse aus magnetischen Pulvern unter Verwendung eines Verbindungsmaterials erzeugt werden kann (Neodymmagnet), das anschließend mit dem ersten Abdichtungsteil 31 verbunden und daran an seiner Position fixiert werden kann.
Das zweite Abdichtungsteil 32 weist eine integral damit ausgebildete seitliche Ausbuchtung 36a auf, die gleitend mit dem aufrechten Plattenabschnitt 31b des ersten Abdichtungsteils 31 in Eingriff steht, und radiale Ausbuchtungen 36b und 36c, die gleitend mit dem zylindrischen Abschnitt 31a des ersten Abdichtungsteils 31 in Eingriff stehen. Diese Ausbuchtungen 36a bis 36c sind jeweils als Abschnitte des elastischen Bauteils 36 vorgesehen, die vulkanisiert werden, um mit dem zweiten Abdichtungsteil 32 verbunden zu werden. Der zylindrische Abschnitt 32a des zweiten Abdichtungsteils 32 und ein freies Ende des aufrechten Plattenabschnitts 31b des ersten Abdichtungsteils 31 sind radial in einem leichten Abstand angeordnet, so dass eine Labyrinthdichtung 37 bestimmt wird.
Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 umfasst das Ringteil 19, das aus einem magnetischen Material besteht und die Spule 20 aufnimmt. Das Ringteil 19 ist identisch mit dem Ringteil 19, das in der Spule/Magnetelement-Kombination 17 verwendet wird, welche in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben wurde, wobei allerdings die unterschiedliche Ausrichtung der Magnetpolaritäten verwendet wird. Anders ausgedrückt: Das in 7 gezeigte Ringteil 19 hat eine Querschnittsform, die einer Nut ähnlich ist, wie dies bei dem Ringteil 19 in dem Beispiel aus 4 und 5 der Fall ist, und weist eine Vielzahl kammförmiger Klauen 21a und 22a auf, die von jeweiligen offenen Kanten von Seitenflächen der Nut in einer Richtung abgebogen sind, welche den gegenüberliegenden Seitenflächen entspricht, so dass die Klauen 21a und 22a in einer Umfangsrichtung des Ringteils 19 abwechselnd miteinander verzahnt werden können. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Nutenöffnung der in der Ausführungsform aus 7 verwendeten Spule/Magnetelement-Kombination 17, anders als diejenige aus 4 und 5, axial dazu ausgerichtet ist und die durch die verzahnten Klauen 21a und 22a bestimmten Magnetpole entsprechend axial ausgerichtet sind. Auch bei dem in der Ausführungsform aus 7 verwendeten Ringteil 17 können die verzahnten Klauen 21a und 22a konisch sein, wie dies bei den in 6 gezeigten der Fall ist.
Unter Bezugnahme auf 7B ist die Spule/Magnetelement-Kombination 17 durch das Ringteil 19 an einem Befestigungsring 49 befestigt, und der ringförmige Sender 5A in der Sendeeinrichtung 5A ist an diesem Befestigungsring 49 befestigt. Wenn der Sender 5A und das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 an demselben Befestigungsring 49 befestigt sind, können daher der Sender 5A und das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 miteinander integriert sein. Der ringförmige Sender 5A ist an einem Außenumfang des Ringteils 19 angeordnet.
Der Befestigungsring 49 ist eine geformte Komponente aus Metall und weist einen quer ausgerichteten, nutenförmigen Abschnitt 49a, in den die Spule/Magnetelement-Kombination 17 eingreift, und einen umgekehrt L-förmigen Abschnitt 49b auf, der sich von einer äußeren, peripheren, offenen Kante des nutenförmigen Abschnittes 49a radial nach außen erstreckt und sich in dieselbe Richtung erstreckt wie diejenige, in die sich der nutenförmige Abschnitt 49a öffnet. Dieser Befestigungsring 49 ist an dem äußeren Bauteil 1 befestigt, wobei der umgekehrt L-förmige Abschnitt 49b in Presspassung in einer Außenumfangsfläche eines Endabschnittes des äußeren Bauteils 1 angebracht ist. Durch diese Presspassung kann die Spule/Magnetelement-Kombination 17 in einem unmittelbar gegenüberliegenden Verhältnis zu dem offenen Ende zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 und somit in unmittelbar gegenüberliegendem Verhältnis zu dem mehrpoligen Magneten 18 angeordnet sein, während der Sender 5A in unmittelbar gegenüberliegendem Verhältnis zu einer Endfläche des äußeren Bauteils 1 angeordnet ist.
Dieser Befestigungsring 49 umschließt im Wesentlichen die Endöffnung zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 und dient gleichzeitig als Abdichtungsmittel für diese Endöffnung, und ein Abdichtungsteil 38 zum Abdecken des verbleibenden Zwischenraums zwischen dem Befestigungsring 49 und dem inneren Bauteil 2 ist an einer inneren, peripheren, offenen Kante des nutenförmigen Abschnittes 49a des Befestigungsrings 49 befestigt. Das Abdichtungsteil 38 besteht aus einem elastischen Material wie z.B. Gummi und wird mit der Endfläche des inneren Bauteils 2 in gleitendem Eingriff gehalten. Dieses Abdichtungsteil 38 wird dazu verwendet, ein Eintreten von Fremdstoffen in einen Zwischenraum zwischen dem Ringteil 19, das einen Teil der Spule/Magnetelement-Kombination 17 bildet, und dem Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18 zu verhindern, um so Beschädigungen des Stromgenerators 4 zu vermeiden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das Abdichtungsteil 38 einem Abdichtungsteil entspricht, auf das in Anspruch 2 Bezug genommen wird.
In dieser Ausführungsform können die folgenden Funktionen und Wirkungen erzielt werden. Da der Generator 4 in dem offenen Endabschnitt zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 angeordnet ist, anders als in dem Fall, in welchem der Stromgenerator 2 in der Lageranordnung angeordnet ist, wie z.B. in der ersten Ausführungsform, kann der Stromgenerator 4 entfernt oder montiert werden, ohne dass es nötig wäre, das äußere Bauteil und das innere Bauteil 2 der Lageranordnung auseinanderzunehmen, und daher sind Wartung und Reparatur des Stromgenerators 4 leicht durchzuführen. Da der mehrpolige Magnet 18 des Stromgenerators 4 integral mit dem Abdichtungsteil 31 an dem offenen Endabschnitt zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 ausgebildet ist, kann außerdem der Stromgenerator 4 kompakt mit einer minimierten Anzahl von Komponenten montiert werden, so dass er eine ausgezeichnete Montierbarkeit aufweist.
Da die Sendeeinrichtung 5A durch den ringförmigen Sender 5A gebildet wird, kann der Querschnitt des Senders 5A verringert werden und kann daher in einem begrenzten Raum angeordnet werden, der in der Nähe der Lageranordnung verfügbar ist. Anders ausgedrückt: Sofern die kastenförmige Sendeeinrichtung 5A verwendet wird, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist, ist die Sendeeinrichtung 5A so sperrig, dass die Umgebung der Radlageranordnung so gestaltet sein muss, dass ein Raum für die Anbringung der kastenförmigen Sendeeinrichtung 5A vorgesehen wird. Sofern dagegen der ringförmige Sender 5A verwendet wird, kann der generell um die Radlageranordnung verfügbare Raum zur Anbringung des Senders 5A ausgenutzt werden. Wie aus 7 leicht ersichtlich, ist der um die Radlageranordnung verfügbare Raum, insbesondere der in der Nähe des offenen Endabschnittes verfügbare, häufig ein sehr begrenzter, kleiner Raum, da er von der drehzahlkonstanten Verbindung 15 und dem Befestigungsbauteil 12a der Radlageranordnung umgeben ist. Auch dieser sehr kleine angrenzende Raum kann den Sender 5A aufnehmen, wenn letzterer ringförmig ausgestaltet ist. Insbesondere weist, da die drehzahlkonstante Verbindung 15 in der Nähe eines solchen angrenzenden Raumes angeordnet ist, ein solcher angrenzender Raum eine Form auf, die Raum in radialer Richtung anstatt in axialer Richtung bereitstellen kann. Sodann wird in der dargestellten Ausführungsform der Sender 5A in überlappendem Verhältnis zu dem Außenumfang der Spule/Magnetelement-Kombination 17 angeordnet und kann daher, verglichen mit dem Fall, in dem beide axial angeordnet sind, wirksam und eng innerhalb eines solchen angrenzenden Raumes aufgenommen werden.
Außerdem kann in der dargestellten Ausführungsform, da der ringförmige Sender 5A und das Ringelement 19 des Stromgenerators 4 miteinander integriert sind, die Kombination aus dem Sender 5A und dem Stromgenerator 4 noch kompakter gestaltet werden, wodurch leicht ein Raum für die Anbringung gesichert werden kann und auch die Anzahl der Komponenten weiter verringert werden kann.
Da der zur Befestigung der Spule/Magnetelement-Kombination 17 und des Senders 5A verwendete Befestigungsring 49 den mehrpoligen Magneten 18 abdeckt, und auch weil das Abdichtungsteil 38 zur Abdichtung zwischen dem Befestigungsring 49 und dem inneren Bauteil 2 eingesetzt wird, kann ein unerwünschtes Eindringen von Fremdstoffen in den Zwischenraum zwischen dem mehrpoligen Magneten 18 und der Spule/Magnetelement-Kombination 17 vermieden werden. Durch diesen Befestigungsring 49 und das Abdichtungsteil 38 können Beschädigungen des Stromgenerators 4 verhindert werden, die durch das Eindringen von Fremdstoffen entstünden.
Aufgrund des gleitenden Eingriffs zwischen den Abdichtungsausbuchtungen 36a bis 36c, die in dem zweiten Abdichtungsteil 32 und dem ersten Abdichtungsteil 31 vorgesehen sind, und auch wegen des Vorhandenseins der Labyrinthdichtung 37 stellt das Abdichtungsteil 11 Abdichtbarkeit an dem Lagerendabschnitt bereit.
9 stellt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform zielt auf eine erste Generation der Radlageranordnung vom Innenlaufelement-Rotationstyp ab, wobei der als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 vom Axialtyp ist.
Das äußere Bauteil 1 dient als ein Bauteil an einer ortsfesten Seite und hat die Form eines unabhängigen Lager-Außenlaufelements. Das innere Bauteil 2 dient als Bauteil an einer Rotationsseite und besteht aus zwei Lager-Innenlaufelementen 2D, die axial angeordnet sind. Weder das äußere Bauteil 1 noch das innere Bauteil 2 ist mit einem Radbefestigungsflansch und einem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch versehen.
Das an dem offenen Ende angrenzend an die Rückseite der Lageranordnung vorgesehene Abdichtungsteil 11 hat den gleichen Aufbau wie das in der zweiten Ausführungsform (7) verwendete Abdichtungsteil und umfasst das erste und das zweite Abdichtungsteil 31 und 32. Auch der Stromgenerator 4 hat denselben Aufbau wie derjenige aus der zweiten Ausführungsform, und der darin verwendete mehrpolige Magnet 18 ist integral an dem ersten Abdichtungsteil 31 vorgesehen. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 des Stromgenerators 4 ist, wie dies auch bei der zweiten Ausführungsform der Fall ist, an dem äußeren Bauteil 1 befestigt, wobei das Ringteil 19 mit dem Befestigungsring 49 gekoppelt ist. Der Befestigungsring 49 hat denselben Aufbau wie der in der zweiten Ausführungsform verwendete und ist mit dem Abdichtungsteil 38 versehen.
Die Sendeeinrichtung 5A hat wie diejenige aus der zweiten Ausführungsform die Form des ringförmigen Senders 5A, ist jedoch axial zu der Spule/Magnetelement-Kombination 17 angeordnet. Dieser ringförmige Sender 5A ist an einer äußeren Bodenfläche des nutenförmigen Abschnittes 49a des Befestigungsrings 49 befestigt.
Da der mehrpolige Magnet 18 des Stromgenerators 4 als Komponente des Abdichtungsteils 11 verwendet wird und die drahtlose Sendeeinrichtung 5A in Form des ringförmigen Senders 5A verwendet wird, der wiederum mit dem Ringteil 19 des Stromgenerators 4 integriert ist, bestehen auch in dieser Ausführungsform Vorteile in der Weise, dass der Stromgenerator 4 ausgezeichnet gewartet werden kann und der Raum zur Anbringung sowohl des Stromgenerators 4 als auch der Sendeeinrichtung 5A minimiert werden kann. Diese Vorteile lassen sich in gleicher Weise auch in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen erzielen.
10 stellt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radlageranordnung in dieser Ausführungsform ist eine Radlageranordnung vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer zweiten Generation, und der als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 ist vom Axialtyp.
In dieser Ausführungsform ist der Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a in dem äußeren Bauteil 1 vorgesehen, und weitere strukturelle Merkmale desselben sind denjenigen ähnlich, die im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 gezeigt und beschrieben wurden.
11 stellt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radlageranordnung in dieser Ausführungsform ist eine Radlageranordnung vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation und wird zum drehbeweglichen Lagern der Antriebsachse verwendet.
Gemäß dieser Ausführungsform ist bei der Radlageranordnung der dritten Generation der Stromgenerator 4 vom Axialtyp, der gleichzeitig als Rotationssensor dient, in das Abdichtungsteil 11 aufgenommen, und das Ringteil 19 des Stromgenerators 4 ist axial zu dem ringförmigen Sender 5A angeordnet. Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind, sofern nicht anders angegeben, den in der zweiten, unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Ausführungsform verwendeten ähnlich. Kurz gesagt ist der mehrpolige Magnet 18 zusammen mit dem ersten Abdichtungsteil 31 an dem inneren Bauteil 2 fixiert. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist durch den Befestigungsring 49, an dem das Ringteil 19 befestigt ist, an dem äußeren Bauteil 1 fixiert. Der ringförmige Sender 5A ist an dem Befestigungsring 49 fixiert und an einer Seite des Befestigungsrings 49 gegenüber der Spule/Magnetelement-Kombination 17 angeordnet.
Das äußere Bauteil 1 ist ein Bauteil mit einstückigem Aufbau, das den Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a umfasst. Das innere Bauteil 2 besteht aus dem Nabenrad 2A und einem separaten, ein Innenlaufelement ausbildenden Bauteil 2C, das an einem Außenumfang eines Endes des Nabenrads 2A montiert ist. Das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2C ist durch axiales Befestigen eines in dem Nabenrad 2A vorgesehenen Befestigungsabschnittes an dem Nabenrad 2A befestigt. Das innere Bauteil 2 weist einen Radbefestigungsflansch 2a auf, und das innere Bauteil 2 ist mit einem Wellenabschnitt der drehzahlkonstanten Verbindung (nicht dargestellt) fixiert, der durch ein inneres peripheres Loch desselben eingeführt ist.
12 stellt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radlageranordnung dieser Ausführungsform ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation und wird zum Lagern einer angetriebenen Achse verwendet. Der gleichzeitig als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 ist vom Axialtyp.
Da diese Ausführungsform zum Lagern der angetriebenen Achse bestimmt ist, hat das innere Bauteil 2 eine Form, die kein inneres peripheres Loch aufweist. Andere strukturelle Merkmale derselben sind im Wesentlichen den in Verbindung mit der fünften Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen ähnlich.
13 stellt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist vom Außenlaufelement-Rotationstyp einer zweiten Generation, wobei der als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 dem Axialtyp angehört.
Das äußere Bauteil 1 weist an seinem einen Ende einen Befestigungsflansch 1b auf, der eine vordere Fläche desselben bildet. Das innere Bauteil 2 ist von einem gespaltenen Typ, bei dem zwei Lager-Innenlaufelemente 2D axial angeordnet sind. Das Abdichtungsteil, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind den in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen ähnlich. Im Falle dieser Ausführungsform dient das äußere Bauteil 1 als Bauteil an einer Rotationsseite, und daher rotiert der Sender 5A, der die an dem äußeren Bauteil 1 angebrachte Sendeeinrichtung 5A bildet, zusammen mit dem äußeren Bauteil 1. Da jedoch der dabei verwendete Sender 5A eine ringförmige Ausgestaltung hat, wirkt sich die Rotation des Senders 5A nicht als Variation des Detektionssignals auf einer Empfangsseite negativ aus.
14 stellt eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer ersten Generation, wobei der Stromgenerator 4, der als Rotationssensor dient, vom Axialtyp ist.
Das äußere Bauteil 1 dient als Bauteil an der ortsfesten Seite und wird durch ein unabhängiges Lager-Außenlaufelement ausgebildet. Das innere Bauteil 2 dient als Bauteil an der Rotationsseite und umfasst zwei axial angeordnete Lager-Innenlaufelemente 2D. Das aüßere Bauteil 1 und das innere Bauteil 2 weisen keinen Radbefestigungsflansch und keinen Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch auf.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind den in Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen ähnlich; mit Ausnahme der folgenden Merkmale. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das erste Abdichtungsteil 31 des Abdichtungsteils 11 einen zylindrischen Abschnitt 31a, einen von dem zylindrischen Abschnitt 31a radial nach außen gebogenen aufrechten Plattenabschnitt 31b, einen nach hinten gewandten aufrechten Plattenabschnitt 31c, der von einem freien Ende des aufrechten Plattenabschnitts 31b radial nach innen gewandt ist, und einen äußeren zylindrischen Abschnitt 31d, der von einem radial inneren Ende des nach hinten gewandten aufrechten Plattenabschnitts 31c weggebogen ist, so dass er sich von der Radlageranordnung nach außen erstreckt. Der nach hinten gewandte aufrechte Plattenabschnitt 31c erstreckt sich weiter radial nach innen als der zylindrische Abschnitt 31a. Das Magnetbauteil 34 des mehrpoligen Magneten 18 ist an einer Seitenfläche des nach hinten gewandten aufrechten Plattenabschnitts 31c angeordnet, der von der Radlageranordnung nach außen gewandt ist. Das Abdichtungsteil 31 ist in Presspassung in einer Außenumfangsfläche eines Endabschnittes des inneren Bauteils 2 angebracht, während der nach hinten gewandte aufrechte Plattenabschnitt 31c einen Innenumfangsabschnitt aufweist, der außerhalb der Endfläche des inneren Bauteils 2 angeordnet ist.
Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 des Stromgenerators 4 ist zwar vermittels des Befestigungsrings 49, der derselbe ist wie der in der dritten Ausführungsform verwendete, an dem äußeren Bauteil 1 angebracht, jedoch bestimmt das an einem Innenumfangsabschnitt dieses Befestigungsrings 49 vorgesehene Abdichtungsteil 38 eine Außenumfangsfläche des äußeren zylindrischen Abschnittes 31d des ersten Abdichtungsteils 31.
Verglichen mit der dritten Ausführungsform wird im Falle dieser Ausführungsform das Abdichtungsteil 38 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des äußeren zylindrischen Abschnittes 31d gehalten, obwohl eine Kombination aus dem Abdichtungsteil 11, dem Stromgenerator 4 und dem Sender 5A eine erhöhte axiale Länge aufweisen kann, und daher nimmt eine Abdichtungsfunktion auch dann nicht ab, wenn die Position, an der das erste Abdichtungsteil 31 angebracht ist, sich axial zu einem bestimmten Grade verändert.
15 stellt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform ist vom Außenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation und wird zum Lagern verwendet.
Das äußere Bauteil 1 weist ein Ende an einer vorderen Seite auf, an dem der Radbefestigungsflansch 1b ausgebildet ist. Das innere Bauteil 2 besteht aus zwei ein Innenlaufelement ausbildenden Bauteilen 2E und 2F, wobei das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2F mit dem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 2b ausgebildet ist. Der Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 2b ist an einer Seite des hinteren Endabschnittes des äußeren Bauteils 1 angrenzend an die hintere Fläche angeordnet. Das die innere Laufbahn ausbildende Bauteil 2E ist an einem Ende angrenzend an die vordere Fläche angeordnet und ist mit Hilfe eines Befestigungsabschnittes fixiert, der in dem das Innenlaufelement ausbildenden Bauteil 2F vorgesehen ist.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind mit Ausnahme der folgenden Merkmale den im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen ähnlich. In dieser Ausführungsform ist das erste Abdichtungsteil 31 des Abdichtungsteils 11 in Presspassung in einem Abschnitt zwischen der Laufbahn 9, die an der Außenumfangsfläche des inneren Bauteils 2 bestimmt ist, und dem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 2b angebracht. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 des Stromgenerators 4 und der Sender 5A sind mit demselben Befestigungsring 49 wie dem in der dritten Ausführungsform verwendeten an dem äußeren Bauteil 1 befestigt, aber das in dem Innenumfangsabschnitt dieses Befestigungsrings 49 vorgesehene Abdichtungsteil 38 wird mit der Außenumfangsfläche des inneren Bauteils 2 in gleitendem Eingriff gehalten.
Im Falle dieser Ausführungsform wird, obwohl in der äußeren Peripherie des inneren Bauteils 2 ein nutenförmiger Raum zwischen dem Endabschnitt des äußeren Bauteils 1 und dem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 2b geschaffen wird, ein solcher äußerer peripherer Raum des inneren Bauteils 2 effektiv dazu genutzt, den Stromgenerator 4 und den Sender 5A aufzunehmen, da der Stromgenerator 4 und der ringförmige Sender 5A sich in axialer Richtung überlappen.
16 stellt eine zehnte Ausführungsform dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Radlageranordnung in dieser Ausführungsform ist vom Außenlaufelement-Rotationstyp einer zweiten Generation, bei dem der Stromgenerator 4 vom Axialtyp als Rotationssensor verwendet wird.
Das äußere Bauteil 1 ist ein Bauteil an der Rotationsseite und weist einen Radbefestigungsflansch 1b auf, der an einem Ende desselben angrenzend an die vordere Fläche ausgebildet ist. Das innere Bauteil 2 ist ein Bauteil an der ortsfesten Seite und ist von einem gespaltenen Typ, der zwei axial angeordnete Lager-Innenlaufelemente 2D umfasst.
Die Sendeeinrichtung 5A wird durch einen ringförmigen Sender 5A ausgebildet. Dieser Sender 5A ist mit dem Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 integriert, indem er an dem Befestigungsring 49A fixiert ist, welcher der Spule/Magnetelement-Kombination 17 gemeinsam ist, die einen Teil des Stromgenerators 4 bildet. Der Befestigungsring 49 ist ein Bauteil mit generell L-förmigem Querschnitt, das einen zylindrischen Abschnitt 49Aa und einen aufrechten Plattenabschnitt 49Ab umfasst, wobei die Spule/Magnetelement-Kombination 17 um einen Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 49Aa befestigt ist und der ringförmige Sender 5A an einer äußeren Seitenfläche des aufrechten Plattenabschnitts 49Ab befestigt ist. Der Befestigungsring 49A ist an einer Außenumfangsfläche des inneren Bauteils 2 angebracht, das in Presspassung in dem zylindrischen Abschnitt 49Aa angebracht worden ist, weshalb das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 und der Sender 5A an einem Außenumfang eines Endes des inneren Bauteils 2 angebracht sind.
Der Stromgenerator 4 besteht aus dem mehrpoligen Magneten 18 und der Spule/Magnetelement-Kombination 17, die einander gegenüberliegen, wobei der mehrpolige Magnet 18 an einer Innenumfangsfläche des äußeren Bauteils 1 angebracht ist. Der mehrpolige Magnet 18 besteht aus einem ringförmigen Substrat 48 und einem Magnetbauteil 34. Das ringförmige Substrat 48 hat einen generell umgekehrt L-förmigen Querschnitt, der einen zylindrischen Abschnitt 48 und einen aufrechten Plattenabschnitt 48b umfasst, und ist so angebracht, dass der zylindrische Abschnitt 48a in Presspassung in einer Innenumfangsfläche des äußeren Bauteils 1 angebracht ist. Das Magnetbauteil 34 ist an dem ringförmigen Substrat 48 fixiert, und mit Ausnahme dieses Merkmals ist das Magnetbauteil 34 dasselbe wie das in 8 gezeigte und unter Bezugnahme darauf beschriebene Magnetbauteil 34.
Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist dieselbe wie die in den in 7 ff. gezeigten Ausführungsformen verwendete Spule/Magnetelement-Kombination 17 und umfasst die Spule 20, die in dem nutenförmigen Ringteil 19 aufgenommen ist. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 weist zwar eine generell abgeflachte Querschnittsform auf, wobei die Breite derselben in axialer Richtung größer ist als die Breite in radialer Richtung, sie muss aber nicht immer eine flache Querschnittsform aufweisen.
Das Abdichtungsteil 11 umfasst ein Abdichtungsteil 45, das an dem äußeren Bauteil 1 befestigt und mit einer Außenumfangsfläche in gleitendem Kontakt gehalten wird, die ein Nuten-Seitenwandabschnitt des nutenförmigen Ringteils 19 ist. Das Abdichtungsteil 45 besteht aus einem Kernmetall 47 und einem elastischen Bauteil 46, das integral mit dem Kernmetall 47 ausgebildet ist. Das Kernmetall 47 ist so ausgebildet, dass es eine generell umgekehrt L-förmige Form aufweist, und ist in Presspassung in dem Außenumfang eines Endes des äußeren Bauteils 1 angebracht. Das elastische Bauteil 46 umfasst Ausbuchtungen 46b und 46c, die mit einer Außenumfangsfläche des Ringteils 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 in gleitendem Eingriff gehalten werden, und eine Ausbuchtung 46a, die mit dem aufrechten Plattenabschnitt 49Ab des Befestigungsrings 49A in gleitendem Eingriff gehalten wird.
Da die Abdichtung erfolgt, indem bewirkt wird, dass das Abdichtungsteil 45 das Ringteil 19 berührt, welches die Spule 20 des Stromgenerators 4 aufnimmt, funktioniert in diesem Aufbau das Ringteil 19 selbst als Abdichtungsteil, und daher lässt sich die Struktur zum Abdichten noch kompakter gestalten. Außerdem ist nicht nur der mehrpolige Magnet 18 des Stromgenerators 4, sondern auch ein Abschnitt der Spule/Magnetelement-Kombination zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 angeordnet, und daher werden vorstehende Abschnitte des Stromgenerators 4 und des Senders 5A, die von der Lageranordnung nach außen vorstehen, reduziert, wodurch der für die Anbringung benötigte Platz weiter verringert wird.
17 stellt eine elfte Ausführungsform dar, die ebenfalls nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation und wird zum Lagern der Antriebsachse verwendet. Der dabei verwendete Stromgenerator 4, der als Rotationssensor dient, ist vom Axialtyp.
Das äußere Bauteil 1 hat einen einstückigen Aufbau, welcher den Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a umfasst. Das innere Bauteil 2 umfasst ein Nabenrad 2A und ein separates, ein Innenlaufelement ausbildendes Bauteil 2B, das an einem Außenumfang eines Endes der Radnabe 2A angebracht ist. Das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B ist durch Befestigung eines in dem Nabenrad 2A vorgesehenen Befestigungsabschnittes axial an dem Nabenrad 2A fixiert. Das innere Bauteil 2 weist den Radbefestigungsflansch 2a auf und ist mit dem Wellenabschnitt der drehzahlkonstanten Verbindung (nicht dargestellt) fixiert, der in ein inneres peripheres Loch des inneren Bauteils 2 eingeführt ist.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind im Wesentlichen den in der in 6 gezeigten zehnten Ausführungsform verwendeten ähnlich. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu der zehnten Ausführungsform der Sender 5A der Sendeeinrichtung 5A sich an der Rotationsseite befindet, da das innere Bauteil 2 sich an der Rotationsseite befindet.
18 stellt eine zwölfte Ausführungsform dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die in dieser Ausführungsform verwendete Radlageranordnung ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer ersten Generation, wobei der als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 vom radialen Typ ist.
In dieser Ausführungsform sowie in den folgenden Ausführungsformen werden zwei Komponenten, d.h. eine Anordnung A, die aus dem Sender 5A und dem Ringteil 19 besteht, und eine Anordnung B, die aus dem mehrpoligen Magneten 18 und dem Abdichtungsteil 45B besteht, zum Abdichten des offenen Endes zwischen dem äußeren Bauteil 1 und dem inneren Bauteil 2 genutzt.
In der in 18 gezeigten zwölften Ausführungsform dient das äußere Bauteil 1 als fixiertes Seitenbauteil und besteht aus einem einzigen Lager-Außenlaufelement. Das innere Bauteil 2 dient als Rotation-Seitenbauteil und besteht aus zwei axial angeordneten Lager-Innenlaufelementen 2D. Das äußere Bauteil 1 und das innere Bauteil 2 weisen keinen Radbefestigungsflansch und keinen Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch auf.
Der Sender 5A und das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 sind an demselben Befestigungsring 49 befestigt, der Sender 5A und das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 können miteinander integriert sein. Was auf diese Weise integriert wurde, ist die Anordnung A an einer an die Spule angrenzenden Seite. Das Abdichtungsteil 11 zum Abdichten des offenen Endes umfasst ein Abdichtungsteil 45B, an dem der mehrpolige Magnet 18 des Stromgenerators 4 angebracht ist. Das Abdichtungsteil 45B umfasst ein Abdichtungs-Kernmetall 47B und ein elastisches Bauteil 46B, wobei das elastische Bauteil 46B mit dem Befestigungsring 49B in gleitendem Kontakt gehalten wird. Das Abdichtungsteil 45B und der mehrpolige Magnet 18 bilden insgesamt die Anordnung B. Das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist durch den Befestigungsring 49B an einer Außenumfangsfläche eines Endabschnittes des inneren Bauteils 2 angebracht, und das Ende des äußeren Bauteils 1 befindet sich an einem Abschnitt, der von dem inneren Bauteil 2 zu einem Zwischenabschnitt der Lageranordnung um einen Abstand radial nach innen zurückgenommen ist, der ungefähr gleich der Breite der Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist.
Der Befestigungsring 49B umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt 49Ba, dessen einer Endabschnitt mit einem ersten aufrechten Plattenabschnitt 49Bb ausgebildet ist, welcher sich radial nach außen erstreckt, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 49Bc und einen zweiten aufrechten Plattenabschnitt 49Bd, der sich davon radial nach außen erstreckt. Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 ist mit dem Ringteil 19, das an der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnittes 49Ba des Befestigungsrings 49B montiert ist, an dem Befestigungsring 49B angebracht und wird mit dem ersten aufrechten Plattenabschnitt 49Bb in Kontakt gehalten. Der ringförmige Sender 5A ist an einer äußeren Seitenfläche des zweiten aufrechten Plattenabschnittes 49Bd des Befestigungsrings 49B angebracht. Der Befestigungsring 49B ist durch Einpressen in den ersten zylindrischen Abschnitt 49Ba an der Außenumfangsfläche des Endes des inneren Bauteils 2 angebracht.
Das Abdichtungs-Kernmetall 47B hat eine Form, die einen ersten zylindrischen Abschnitt 47Ba, dessen eines Ende mit einem ersten aufrechten Plattenabschnitt 47Bb ausgebildet ist, der sich radial nach innen erstreckt, einen zweiten zylindrischen Abschnitt 47Bc und einen zweiten aufrechten Plattenabschnitt 47Bd umfasst, der sich davon radial nach innen erstreckt. Die Befestigung des Abdichtungs-Kernmetalls 47B an seiner Position erfolgt unter Anbringung des ersten zylindrischen Abschnittes 47Ba in Presspassung in der Außenumfangsfläche des Endes des äußeren Bauteils 1. Das elastische Bauteil 46B umfasst eine Vielzahl von Ausbuchtungen 46Ba bis 46Bc, die mit dem zweiten zylindrischen Abschnitt 49Bc und dem zweiten aufrechten Plattenabschnitt 48Bd des Befestigungsrings 49B gleitend in Eingriff stehen.
Obwohl der Generator 4 vom radialen Typ ist, wie dies bei der ersten, in 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform der Fall ist, ist der mehrpolige Magnet 18 im Gegensatz zur ersten Ausführungsform an der Seite des Außenumfangs angeordnet, während die Spule/Magnetelement-Kombination 17 an der Seite des Innenumfangs angeordnet ist. Der mehrpolige Magnet 18 besteht aus einem zylindrischen Substrat 48C und einem Magnetbauteil 34 und ist so angebracht, dass er in einer Innendurchmesser-Oberfläche eines zweiten zylindrischen Abschnittes 47Bc eines Abdichtungs-Kernmetalls 47B in Eingriff steht. Das Magnetbauteil 34 ist dem in 3 gezeigten und unter Bezugnahme darauf beschriebenen Magnetbauteil 34 ähnlich, wobei es allerdings an dem zylindrischen Substrat 48C fixiert ist.
Die Spule/Magnetelement-Kombination 17 besteht aus dem Ringteil 19, das aus einem magnetischen Material besteht und die Spule 20 aufnimmt. Das Ringteil 19 ist im Wesentlichen dasselbe wie das Ringteil 19 der Spule/Magnetelement-Kombination 17, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform (1) unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben worden ist, wobei allerdings die Ausrichtung der Magnetpolarität sich unterscheidet. Anders ausgedrückt: Das in dem Beispiel aus 18 gezeigte Ringteil 19 hat eine Querschnittsform, die nutenförmig ist, wie dies bei dem Ringteil 19 der Fall ist, das in dem Beispiel aus 4 und 5 verwendet wird, und umfasst eine Vielzahl von verzahnten Klauen 21a und 22a, die von offenen Kanten der Seitenflächen der Nut in jeweils einander entgegengesetzten Richtungen weggebogen sind und einander in einer Umfangsrichtung derselben abwechseln. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Nutenöffnung der in der Ausführungsform aus 18 verwendeten Spule/Magnetelement-Kombination 17, anders als diejenige in dem in 4 und 5 gezeigten Beispiel, in einer Richtung radial nach außen ausgerichtet ist, wobei die jeweiligen durch die verzahnten Klauen 21a und 22a bestimmten Magnetpole radial nach außen ausgerichtet sind. Auch in dem Ringteil 19, das in dem in 18 gezeigten Beispiel verwendet wird, können die verzahnten Klauen 21a und 22a konisch sein, wie dies in dem in 6 gezeigten Beispiel der Fall ist.
In dem oben beschriebenen Aufbau ist die Anzahl der Komponenten gering und die Montierbarkeit ausgezeichnet, da das Abdichtungsteil 11 und der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A durch die beiden Anordnungen ausgebildet sind.
19 stellt eine dreizehnte Ausführungsform dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, die auf die Radlageranordnung vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer zweiten Generation abzielt. Bei dieser Radlageranordnung ist der Stromgenerator 4, der als Rotationssensor dient, vom radialen Typ.
Das äußere Bauteil 1 hat einen einstückigen Aufbau, der den Radbefestigungsflansch 1a an dem Außenumfang desselben umfasst. Das innere Bauteil 2 umfasst zwei axial angeordnete Lager-Innenlaufelemente 2D.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind im Wesentlichen dieselben wie die in der unter Bezugnahme auf 18 beschriebenen zwölften Ausführungsform verwendeten und werden durch die beiden Anordnungen A und B ausgebildet.
20 stellt eine vierzehnte Ausführungsform dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, die auf die Radlageranordnung zum Lagern einer angetriebenen Achse abzielt. Diese Radlageranordnung ist vom Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation, und der als Rotationssensor dienende Stromgenerator 4 ist vom radialen Typ.
Das äußere Bauteil 1 hat einen einstückigen Aufbau, der den Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch 1a umfasst. Das innere Bauteil 2 wird durch das Nabenrad 2A und das separate, ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2C ausgebildet, das an dem Außenumfang des Endes des Nabenrades 2A montiert ist. Das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2C wird durch Befestigen eines in dem Nabenrad 2A vorgesehenen Befestigungsabschnittes an seiner Position fixiert, um es axial mit dem Nabenrad 2A zu verbinden. Das innere Bauteil 2 ist ein lochfreies Bauteil ohne innere Bohrung und weist an seinem einen Ende den Radbefestigungsflansch 2a auf.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind im Wesentlichen dieselben wie die in der in 18 gezeigten zwölften Ausführungsform verwendeten und sind durch die beiden Anordnungen A und B ausgebildet.
21 stellt eine fünfzehnte Ausbildungsform dar, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Radlageranordnung gemäß dieser Ausführungsform ist zum Lagern einer Antriebsachse bestimmt und gehört dem Innenlaufelement-Rotationstyp einer dritten Generation an. Der Stromgenerator 4, der als Rotationssensor dient, ist vom radialen Typ.
In dieser Ausführungsform weist das innere Bauteil 2 ein innendiametrisches Loch 2h auf. Andere strukturelle Merkmale desselben sind im Wesentlichen denen aus der in 20 gezeigten vierzehnten Ausführungsform ähnlich.
22 stellt eine sechzehnte Ausführungsform dar, die ebenfalls nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Die Radlageranordnung gemäß dieser sechzehnten Ausführungsform ist vom Außenlaufelement-Rotationstyp einer zweiten Generation, und der als Rotationssensor dienende Generator 4 ist vom radialen Typ.
Das äußere Bauteil 1 hat einen einstückigen Aufbau, der an seinem Außenumfang den Radbefestigungsflansch 1a umfasst. Das innere Bauteil 2 umfasst die axial dazu angeordneten beiden Lager-Innenlaufelemente 2D.
Das Abdichtungsteil 11, der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A sind im Wesentlichen denjenigen aus der in 18 gezeigten zwölften Ausführungsform ähnlich und werden durch die beiden Anordnungen A und B gebildet.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf 23 bis 25 in Kombination mit 6 beschrieben. Die darin offenbarte Radlageranordnung hat im Wesentlichen denselben Aufbau und erzeugt dieselben Wirkungen wie diejenigen, die durch die Radlageranordnung erzeugt werden, welche in 1 bis 3 und 5 in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben und unter Bezugnahme darauf gezeigt wurde; erstere unterscheiden sich jedoch von letzteren dadurch, dass der Stator 17 und die Sendeeinrichtung 5A vermittels einer Steckverbinderanordnung 70 miteinander verbunden sind.
Die Verbinderanordnung 70 besteht aus einer Steckbuchse 71 und einem Stecker 72, der in die Buchse 71 eingesteckt werden kann. Wie in 24 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt, ist die Steckbuchse 71 in dem Stator 17 vorgesehen, und ihre Einstecköffnung 71a ist radial nach außen gerichtet. Ein Kontaktelement an der Buchsenseite (nicht dargestellt) ist in der Einstecköffnung 71a angeordnet. Die Steckbuchse 71 ist an einer Seitenfläche des Stators 17 vorgesehen, die ein Abschnitt der Umfangsrichtung des Stators 17 ist.
Der Stecker 72 ist in der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen und hat eine generell stangenförmige Steckerbasis 72b, die von einer hinteren Fläche eines Gehäuses für die Sendeeinrichtung 5A nach außen vorsteht, und ein stiftförmiges Kontaktelement 72a, das an einem vorderen Ende der Steckerbasis 72b befestigt ist. Die Kontaktelemente 72a sind in die Einstecköffnung 71a der Steckbuchse 71 eingeführt und dort verbunden. Das äußere Bauteil 1 weist ein radiales Loch 73 auf, das darin in der Weise ausgebildet ist, dass es sich von Innen- zu Außenflächen erstreckt, während die Sendeeinrichtung 5A an einer geeigneten Position an dem äußeren Bauteil 1 angeordnet worden ist, der Stecker 72 erstreckt sich durch das radiale Loch 73. Insbesondere sind die stangenförmige Steckerbasis 72b des Steckers 72 in das radiale Loch 73 eingeführt, wobei das stiftförmige Kontaktelement 72a von dem radialen Loch 73 radial nach innen vorsteht. An einem Außenumfang eines Basisendes des Steckers 72 ist ein ringförmiges Abdichtungsmittel 74 vorgesehen, beispielsweise ein elastisches Abdichtungsteil. Während die Sendeeinrichtung 5A an dem äußeren Bauteil 1 montiert ist, dichtet dieses Abdichtungsteil 74 eine Öffnung des radialen Lochs 73 ab.
Die Art und Weise der Radlagermontage mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nun nacheinander beschrieben. Wie in 25 gezeigt, werden das äußere Bauteil 1 und das Flanschbauteil des inneren Bauteils 2 durch eine Reihe der drehbeweglichen Elemente 3 zusammenmontiert. In diesem Zustand werden der Stator 17 und der Rotor 18 des Stromgenerators 4 auf der Innenumfangsfläche des äußeren Bauteils 1 bzw. der Außenumfangsfläche des Flanschbauteils 2A aufgenommen. Danach wird das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B des inneren Bauteils 2 mit der verbleibenden Reihe der drehbeweglichen Elemente 3 zusammenmontiert.
Sodann wird die Sendeeinrichtung 5A in der Weise angebracht, dass der Stecker 72 in das radiale Loch 73 des äußeren Bauteils 1 eingeführt werden kann. Auf diese Weise wird das Kontaktelement 72a des Steckers 72 in die Einstecköffnung 71a der Steckbuchse 71 des Stators 17 eingeführt, um die Verbinderanordnung 70 zu bilden. Auf diese Weise können die Sendeeinrichtung 5A und der Stator 17 mit einem Handgriff und kabellos verbunden werden, wobei folglich die Anzahl der Montageschritte reduziert wird.
Wenn der Stecker 72 in das radiale Loch 73 in dem äußeren Bauteil 1 eingeführt wird, bis der Verbinder 70 einen verbundenen Zustand annimmt, dichtet außerdem ein Abdichtungsmittel 74 an einem Basisende des Steckers 72 eine Einlassöffnung des radialen Lochs 73 ab. Dementsprechend kann jedes mögliche Eindringen von Stäuben und Wasser verhindert werden. Somit bewirkt die bloße Anbringung der Sendeeinrichtung 5A mit dem Abdichtungsmittel 74 eine Vervollständigung einer Abdichtung, was zu einer Anzahl Montageschritte führt.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein Verbinden der Verbinderanordnung 70 im Zusammenhang mit der Anbringung der Sendeeinrichtung 5A vor der Montage des ein Innenlaufelement ausbildenden Bauteils 2B an dem äußeren Bauteil 1 durchgeführt werden kann.
Das radiale Loch 73, in welches der Stecker 72 eingesteckt wird, muss in dem äußeren Bauteil 1 ausgebildet sein; jedoch kann dieses Loch 73 ein kleines Loch sein und kann durch das Abdichtungsmittel 74 zusammen mit der Anbringung der Sendeeinrichtung 5A auf die vorangehend beschriebene Weise abgedichtet werden.
Die Steckbuchse 71 ist zwar in der vorangegangenen Ausführungsform an dem Stator 17 vorgesehen worden, und der Stecker 72 ist an der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen worden; jedoch kann die Steckbuchse 71A abweichend von der vorangegangenen Ausführungsform auch an der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen werden, wie in 26 und 27 gezeigt. Diese Steckbuchse 71A ist dazu ausgebildet, eine Stangenform aufzuweisen, die sich von dem radialen Loch 73 des äußeren Bauteils radial nach innen erstreckt, wobei eine axial ausgerichtete Einstecköffnung 71Aa an einem freien Ende davon bestimmt ist. Der Stecker 72A ist an dem Stator 17 vorgesehen und umfasst das stiftförmige Kontaktelement 72Aa, das in die Einstecköffnung 71Aa der Steckbuchse 71A eingeführt und dort verbunden ist. Ein Basisende der Steckbuchse 71A ist mit einem Abdichtungsmittel 74 zum Verschließen einer Öffnung des radialen Lochs 73 versehen.
In diesem Aufbau ist die Montagereihenfolge der Sendeeinrichtung 5A und des Stators 17 umgekehrt. Anders ausgedrückt: Nachdem die Sendeeinrichtung 5A angebracht worden ist, wobei ihre Steckbuchse 71A in das radiale Loch 73 des äußeren Bauteils 1 eingeführt worden ist, wird der Stator 17 axial durch das äußere Bauteil 1 eingeführt. Durch dieses Einführen wird der Stecker 72A des Stators 17 in die Steckbuchse 71A eingeführt und dort verbunden. Aus diesem Grunde kann die Verbinderanordnung 70 auch in diesem Fall mit einem Handgriff eingesteckt und verbunden werden, wodurch sich folglich die Anzahl der Montageschritte verringert.
Die Verbinderanordnung 70 kann außer dem oben Beschriebenen auch so aufgebaut sein wie in 28 gezeigt. In dem in 28 gezeigten Beispiel ist die Steckbuchse 71B an der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen und weist eine Einstecköffnung 71Ba auf, die an einem freien Ende derselben bestimmt ist. Der Stecker 72B ist an dem Stator 17 vorgesehen, wobei sein Kontaktelement 72Ba radial nach außen gerichtet ist. Im Falle dieses Aufbaus erfolgt die Montage in der Reihenfolge, dass die Sendeeinrichtung 5A angebracht wird, nachdem der Stator 17 an dem äußeren Bauteil 1 angebracht worden ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass in den in 26, 27 bzw. 28 gezeigten Beispielen mit Ausnahme des spezifisch Beschriebenen im Wesentlichen Übereinstimmung mit der in 23 gezeigten Ausführungsform besteht.
29 bis 31 stellen das Beispiel dar, in dem bei der in 23 gezeigten Ausführungsform ein Positionierungs-Eingriffsabschnitt 75 an einer Umfangsposition der Innendurchmesser-Oberfläche des äußeren Bauteils 1 vorgesehen ist und ein in Eingriff genommener Abschnitt 76, der mit diesem Eingriffabschnitt in Eingriff gebracht werden kann, an der Außendurchmesser-Oberfläche des Stators 17 vorgesehen ist. Der Eingriffsabschnitt 75 hat die Form einer sich axial erstreckenden Nut, während der in Eingriff genommene Abschnitt 76 die Form eines sich axial erstreckenden Vorsprungs hat.
Im Falle dieses Aufbaus können die folgenden Funktionen und Wirkungen erzielt werden. Beispielsweise wird bei der in 23 gezeigten Ausführungsform, wenn der Stator 17 an dem äußeren Bauteil 1 zu befestigen ist, die Position des radialen Lochs 73 in dem äußeren Bauteil 1 schwer auffindbar, und daher wird leicht die Umfangsposition der Steckbuchse 71 versetzt, so dass es schwierig wird, den Stecker 72 in die Steckbuchse 71 einzuführen und dort zu verbinden. Wenn dagegen der Eingriffsabschnitt 75 und der in Eingriff genommene Abschnitt 76, die miteinander in Eingriff stehen, an dem äußeren Bauteil 1 und dem Stator 17 vorgesehen sind, wie dies bei dem in 29 bis 31 gezeigten Beispiel der Fall ist, bewirkt eine Ausrichtung des Eingriffsabschnittes 75 und des in Eingriff genommenen Abschnittes 76 miteinander eine korrekte Anordnung der Umfangsposition der Steckbuchse 71, wobei die Steckbuchse 71 und der Stecker 72 folglich mit einem Handgriff miteinander verbunden werden. Außerdem dient dieser Eingriff zur Verhinderung einer Drehung des Stators 17 mit minimalem Befestigungsrand, was zu einer Erhöhung der Durchführbarkeit führt.
Der Eingriffsabschnitt 75 und der in Eingriff genommene Abschnitt 76 können von der Art sein, dass außer der Gestaltung, in welcher, wie vorangehend beschrieben, der Eingriffabschnitt 75 die Form einer Nut hat und der in Eingriff genommene Abschnitt 76 die Form eines Vorsprungs hat, der Eingriffabschnitt 75 ein Vorsprung sein kann, während der in Eingriff genommene Abschnitt 76 eine Nut sein kann, oder jeder dieser Vorsprünge jeder andere einfache Vorsprung sein kann. Jedoch haben bevorzugt der Eingriffsabschnitt 75 und der in Eingriff genommene Abschnitt 76 eine Gestaltung, in der sie beide axial voneinander trennbar sind.
Außerdem kann der in dem Stator 17 vorgesehene in Eingriff genommene Abschnitt 76 in einer Komponente der an dem Stator 17 vorgesehenen Verbinderanordnung 70 ausgebildet sein, beispielsweise der Steckbuchse oder dem Stecker 17. Der Stator 17 ist generell aus einem Kern aus einer Stahlplatte und einer Spule gebildet, und daher ist es besonders vorteilhaft, ihn an der Komponente der Verbinderanordnung 70 vorzusehen, da die Fertigung desselben dadurch vereinfacht werden kann.
32 und 33 stellen jeweils Abwandlungen dar, bei denen die Art der Kombination des inneren Bauteils verändert ist. Bei der in 32 gezeigten Abwandlung ist das innere Bauteil 2 eine Kombination des Flanschbauteils 2C, das den Befestigungsflansch 2a und andere Bauteile 2D aufweist, welche zu einem Innenlaufelement ausgebildet sind, das eine zur Ausbildung der Laufbahn 9 bestimmte Komponente ist. Das Flanschbauteil 2C wird zu einem Nabenrad und ist mit einem mit verringertem Durchmesser versehenen Abschnitt 2aa, dessen Durchmesser mit Hilfe einer Stufe verringert ist, an einer Außenumfangsfläche eines Abschnittes ausgebildet, der dem Ende entgegengesetzt ist, an welchem der Radbefestigungsflansch 2a ausgebildet ist, und das andere Bauteil 2D, das zu dem Innenlaufelement wird, wie oben beschrieben, wird in Presspassung angebracht. Außerdem ist von den doppelten Reihen der Laufbahnen 8 und 9 an dem inneren Bauteil 2 die Laufbahn 8 an dem Flanschbauteil 2C ausgebildet, und die andere Laufbahn 9 ist an dem anderen Bauteil 2D ausgebildet. Der Rotor 18 des Stromgenerators 4 ist an dem anderen Bauteil 2D vorgesehen.
Der Stromgenerator 4, die Sendeeinrichtung 5A und die Verbinderanordnung 70 können die in 23 bis 31 gezeigten und unter Bezugnahme darauf beschriebenen sein.
In der in 33 gezeigten Abwandlung ist das innere Bauteil 2 eine Anordnung aus drei Komponenten, d.h. einem Flanschbauteil 2E, das den Radbefestigungsflansch 2a aufweist, und zwei anderen Bauteilen 2F und 2G. Die anderen Bauteile 2F und 2G sind Innenlaufelemente, die Komponenten sind, welche für die Laufbahnformationen bestimmt sind, die mit den Laufbahnen 8 und 9 der doppelten Reihen der Laufbahnen 8 und 9 ausgebildet sind, welche beide an der Außenumfangsfläche des Flanschbauteils 2E in Presspassung angebracht sind. Das Flanschbauteil 2E bildet schließlich ein Nabenrad aus.
Auch in diesem Beispiel können der Stromgenerator 4, die Sendeeinrichtung 5A und die Verbinderanordnung 70 diejenigen sein, die in 23 bis 31 gezeigt und unter Bezugnahme darauf beschrieben wurden.
Es wird nun eine Antiblockier-Bremsvorrichtung gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 34 und andere Zeichnungen beschrieben. Die oben genannte Antiblockier-Bremsvorrichtung ist eine Einrichtung, bei der die Bremskraft einer Bremse 132 durch Detektieren der Umdrehungszahl eines Rades 13 und in Reaktion auf ein entsprechendes Detektionssignal gesteuert wird. Jedes Rad 13 wird von dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 durch die Radlageranordnung 133 drehbar gelagert. Die verwendete Radlageranordnung 133 hat die Form der Radlageranordnung, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben und darin gezeigt wurde, und weist die Gestaltung auf, bei der die drehbeweglichen Elemente 3 zwischen einem Radlagerbauteil 1, das als äußeres Bauteil dient, und einem Rotationsbauteil 2, das als inneres Bauteil dient, angeordnet sind. Das Radlagerbauteil 1 wird durch ein Aufhängungssystem (nicht dargestellt), das von dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 nach unten vorsteht, mit Hilfe eines Achsschenkels 12a gestützt. Das Rotationsbauteil 2 umfasst den an einem Außenumfang eines Endes desselben ausgebildeten Radbefestigungsflansch 2a, an dem das Rad 13 angebracht ist. Das Rad 13 ist, soweit dargestellt, ein vorderes (gelenktes) Rad, und das andere Ende des Rotationsbauteils 2 der Radlageranordnung 133 ist über die drehzahlkonstante Verbindung 15 mit einer Achse (nicht dargestellt) verbunden.
Es wird darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsform zwar einem Typ einer so genannten vierten Generation angehört, bei dem die Radlageranordnung und die drehzahlkonstante Verbindung miteinander integriert sind, die vorliegende Erfindung jedoch nicht immer auf den spezifischen Lagertyp oder den spezifischen Typ einer drehzahlkonstanten Verbindung begrenzt ist.
Ein Impulsring 18, der ein mehrpoliger Magnet ist, ist an dem Rotationsbauteil 2 montiert, und ein Sensor 17, der eine Spule/Magnetelement-Kombination zum Detektieren der Anzahl der Radumdrehungen ist, ist an dem Radlagerbauteil 1 entgegengesetzt zu dem Impulsring 18 montiert. Der Impulsring 18 und der Sensor 17 bilden insgesamt den Stromgenerator 4 und bestimmen den Rotor bzw. den Stator des Stromgenerators 4. Das Detektionssignal von dem Sensor 17 wird durch die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 5 einer Steuerungsschaltung 136 zugeführt, die an dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 angebracht ist. Die Steuerungsschaltung 136 ist ein Mittel zum Steuern der Bremskraft der Bremse 132. Die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 5 umfasst die an das Radlagerbauteil 1 montierte Sendeeinrichtung 5A und eine an den Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 montierte Empfangseinrichtung 5B. Die Empfangseinrichtung 5B ist beispielsweise in einem Radgehäuse 12b angebracht, das in dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 bestimmt ist.
Die Bremse 132 wird verwendet, um das Rad 13 durch Eingriff mit einem Reibungselement (nicht dargestellt) wie z.B. einer an dem Rad 13 vorgesehenen Bremstrommel oder Bremsscheibe abzubremsen, und umfasst einen Hydraulikzylinder oder dergleichen. Die Betätigung eines Bremsbetätigungsbauteils 137 wie z.B. eines Bremspedals wird mit Hilfe eines Umwandlungsmittels 138 in einen hydraulischen Druck umgewandelt und wird dann nach einem Anstieg des Drucks an die Bremse 132 übertragen.
Ein Bremskraftregulierungsmittel 139 ist ein Mittel zum Regulieren der Bremskraft der Bremse 132 und reguliert die Bremskraft entsprechend einem Kommando aus der Steuerungsschaltung 136. Das Bremskraftregulierungsmittel 139 ist an einem Hydraulikkreis an einer Stelle zwischen der Bremse 132 und dem Umwandlungsmittel 138 vorgesehen.
Insbesondere ist die Steuerungsschaltung 136 ein Mittel zum Anwenden eines Bremskraftregulierungskommandos auf das Bremskraftregulierungsmittel 139 entsprechend der durch den Rotationssensor 17 detektierten Anzahl der Radumdrehungen und wird durch eine elektronische Schaltung wie z.B. einen Mikrocomputer ausgebildet.
Die Details der Radlageranordnung 133 sind diejenigen, die als Radlageranordnung 133 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 erläutert wurden.
Der in dieser Antiblockier-Bremsvorrichtung verwendete Stromgenerator 4 kann einen Aufbau annehmen, der das Bereitstellen einer Induktionsspannung bewirkt, die dazu ausreicht, die Sendeeinrichtung 5A ab einer geringen Umdrehungszahl (20 rpm) zu betreiben, wenn ein optimale Gestaltung darauf angewandt wird. Außerdem wird er zu dem Hochleistungs-Stromgenerator, der kompakt gestaltet und niedrigpreisig sein kann.
Der Stromgenerator 4 ist optimal gestaltet, wenn die folgende Spezifikation eingehalten wird, wenn die Anzahl der Pole des Sensors 17, welcher der Stator ist, so gewählt ist, dass sie 50 oder 100 Pole beträgt. Im Falle von 50 Polen

Polteilung: 2,75 mm

Luftspalt: 0,5 mm

Anzahl Spulenwindungen: 200 Windungen

Spulendurchmesser: 0,32 mm

Magnet: Neodymmagnet

Im Falle von 100 Polen

Polteilung: 1,0 mm

Luftspalt: 0,5 mm oder kleiner

Anzahl Spulenwindungen: 200 Windungen oder größer

Spulendurchmesser: 0,32 mm oder kleiner

Magnet: Neodymmagnet
Anstelle des obigen Aufbaus kann der Stromgenerator 4 einen Aufbau aufweisen, bei dem der als Stator dienende Sensor 17 den in 6 gezeigten Aufbau aufweist.
Bezüglich 34 ist eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 5 an einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des Radlagerbauteils 1 vorgesehen und ist durch eine Verbinderanordnung 70 verbunden, wie in 35 gezeigt. Die Verbinderanordnung 70 umfasst einen Verbinder ausbildende Komponenten 71 und 72, die in dem Sensor 17 bzw. der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen sind. Eine der den Verbinder ausbildenden Komponenten 71 und 72 ist als Buchse ausgestaltet, und die andere ist als Stecker ausgestaltet. Die in der Sendeeinrichtung 5A vorgesehene, den Verbinder ausbildende Komponente 72 erstreckt sich durch ein in dem Radlagerbauteil 1 bestimmtes radiales Loch. Die Sendeeinrichtung 5A besteht aus einem Sender, der ein äußeres Gehäuse umfasst, in welchem elektronische Komponenten aufgenommen sind.
Die Position, an der die Sendeeinrichtung 5A angebracht ist, befindet sich bevorzugt an einer Stelle auswärts von einer inneren Breitenfläche 1aa des Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansches 1a, der in dem Radlagerbauteil 1 der Radlageranordnung 133 vorgesehen ist. Anders ausgedrückt: Die Sendeeinrichtung 5A ist in einem Raum mit einem Abstand L, der zwischen der inneren Breitenfläche 1aa und dem Radbefestigungsflansch 2a des Rotationselementes 2 bestimmt ist, angeordnet.
Die Anordnung der Sendeeinrichtung 5A in diesem Raum vereinfacht ein leichtes Entfernen des Rotationsbauteils 2, während die Sendeeinrichtung 5A an dem Radlagerbauteil 1 angebracht bleibt, das als Außenlaufelement dient, wodurch ausgezeichnete Wartung erreicht wird. Wenn als Abstand L des Raumes beispielsweise ca. 25 mm gewählt werden, hat die Sendeeinrichtung 5A eine Größe, die bevorzugt 20 × 20 mm oder weniger beträgt.
Die Sendeeinrichtung 5A ist an einem Kontaktabschnitt mit dem Achsschenkel 12a bevorzugt mit einer mit Elektroden ausgestatteten Aluminiumplatte 153 versehen. Diese mit Elektroden ausgestattete Aluminiumplatte 153 wird dazu verwendet, eine sinusförmige Welle, die durch den Sensor 17 generiert wird, welcher der Stator des Stromgenerators 4 ist, in die Sendeeinrichtung 5A einzugeben. Somit bewirkt das Bereitstellen der mit Elektroden ausgestatteten Aluminiumplatte 153 eine Vermeidung von Anodenkorrosion zwischen ungleichartigen Materialien.
Bei der herkömmlichen Radlageranordnung kommt es an dem Kontaktabschnitt zwischen dem Außenlaufelement aus Stahl und dem Achsschenkel aus Aluminium oder dergleichen leicht zum Entstehen von Rost, d.h. zu Anodenkorrosion, infolge einer durch die Wirkung einer Innendifferenz entstehenden Potentialdifferenz. Aus diesem Grund sind bisher Rostschutzmaßnahmen durchgeführt worden, wie z.B. eine teure Behandlung, bei der eine Dacrotized-Schicht auf einer Oberfläche des Außenlaufelementes gebildet wird.
Im Gegensatz dazu treten keine Potentialdifferenzen auf, sofern die mit Elektroden versehene Aluminiumplatte 153 in der oben beschriebenen Weise in der Sendeeinrichtung 5A vorgesehen ist, da die Aluminiumplatte 153 und der Achsschenkel 12a oder dergleichen beide aus dem Aluminiummaterial bestehen. Dementsprechend ist es möglich, die Potentialdifferenz zwischen den ungleichartigen Materialien zu beseitigen, indem das Fließen eines schwachen elektrischen Stroms in dem Aluminiummaterial zugelassen wird. Folglich ist es möglich, ein Fließen des schwachen elektrischen Stroms zwischen dem Radlagerbauteil 1, das als Außenlaufelement dient, und dem aus Aluminium bestehenden Achsschenkel 12a oder dergleichen zuzulassen, wodurch es möglich wird, die Potentialdifferenz zwischen den unterschiedlichen Materialien zu eliminieren. Mit diesem Aufbau kann die mögliche Entstehung von Rost in vorteilhafter Weise verhindert werden.
Außerdem kann eine teure Behandlung, bei der eine Dacrotized-Schicht auf einer Oberfläche des Radlagerbauteils 1 gebildet wird, das als Außenlaufelement dient, in vorteilhafter Weise entfallen; Kosten und Zeit für die Montage können verringert werden.
Es kann ein Typ der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung 5 verwendet werden, der mit einer schwachen Funkwelle oder mit einer magnetischen Kopplung funktioniert. Zuerst wird die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung beschrieben, die mit der schwachen Funkwelle funktioniert. 36 stellt ein Beispiel der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung 5 dar, die mit Funkwellen funktioniert. Die Sendeeinrichtung 5A sendet eine schwache Funkwelle durch Frequenzmodulation einer Trägerwelle mit einem Signal aus dem Sensor 17. Die Sendeeinrichtung 5A besteht aus einer Oszillation- und Modulationsschaltung 141 und einer Sendeantenne 142. Die Oszillation- und Modulationsschaltung 141 besteht aus einem Oszillator zum Oszillieren einer Trägerwelle einer vorgegebenen Frequenz und einem Modulator zum Modulieren der daraus oszillierten Trägerwelle mit der Ausgabe aus dem Sensor 17. Als Oszillator der Oszillations- und Modulationsschaltung 141 wird ein Kristalloszillator verwendet. Die Frequenz der Trägerwelle ist relativ hoch, so dass die Frequenzmodulation erleichtert wird, und hat die höchste gemäß den Funkbestimmungen zulässige Feldstärke, die innerhalb eines relativ hohen Frequenzbereiches liegt, um die Feldstärke zu erhöhen. Insbesondere ist die Frequenz der Trägerwelle bevorzugt so gewählt, dass sie innerhalb eines Frequenzbereiches liegt, aus dem Störwellen durch die Funkbestimmungen ausgeschlossen sind, um jeden durch externe elektromagnetische Störungen entstehenden negativen Einfluss zu unterdrücken. Insbesondere ist im Gebiet von Japan die Frequenz der Trägerwelle dem Frequenzbereich von 283 bis 322 MHz zugewiesen.
Der Sensor 17 bildet einen Teil des Stromgenerators 4, wie oben beschrieben, und ein elektrischer Strom für die Oszillation- und Modulationsschaltung 141 wird aus einem Hauptstromkreis 143 bezogen, der einen durch den Stromgenerator 4 erzeugten Strom nutzt.
Die Empfangseinrichtung 5B umfasst die Antenne 145 und eine abgestimmte Demodulationsschaltung 144 zum Abstimmen auf ein Empfangssignal und Demodulieren desselben.
Der Hauptstromkreis 143 verwendet einen elektrischen Strom, der aus einem Wechselstromgenerator 4 erzeugt wird, bei dem der Sensor 17 als Stator verwendet wird, und hat den in 37 gezeigten Aufbau. Eine Eingabe in einen Stromgenerator-Eingang 146 wird durch eine Gleichrichterbrücke 147 und einen Glättungskondensator 148 gleichgerichtet und geglättet und wird dann aus einem Stromausgang VCC durch eine Diode 149 ausgegeben. In einem Stadium, das auf die Diode 149 folgt und zwischen dem Stromausgang VCC der Plusseite und einem Anschluss GND auf der Masseseite liegt, ist ein Superkondensator 150 zwischengeschaltet. Dieser Superkondensator 150 wird in Form eines Kondensators mit einer Kapazitanz von 0,1 F verwendet. Eine Parallelschaltung 151, die eine Diode und einen Widerstand umfasst, ist zwischen eine Plusseite des Superkondensators 150 und den Stromausgang VCC geschaltet. Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle der Parallelschaltung 151 der Diode und des Widerstands eine Zener-Diode (nicht dargestellt) parallel zu dem Superkondensator 150 verbunden sein kann.
Im Folgenden wird der oben beschriebene Aufbau beschrieben. Bezüglich 34 wird ein Signal, das die durch den Sensor 17 detektierte Umdrehungszahl des Rades anzeigt, drahtlos von der Sendeeinrichtung 5A des Radlagerbauteils 1 zu der Empfangseinrichtung 5B an der Seite des Kraftfahrzeugkarosserieaufbaus 12 gesendet, und daher liegt kein elektrischer Draht zum Senden und Empfangen des Sensorsignals zwischen dem Radlagerbauteil 1 und dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 frei. Aus diesem Grund besteht nicht die Möglichkeit, dass der elektrische Draht durch einen auftreffenden Stein und/oder gefrorenen Schnee innerhalb des Radgehäuses 12b bricht. Außerdem entfallt die Verwendung des elektrischen Drahtes zwischen dem Radlagerbauteil 1 und dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 5 zum Senden des Sensorsignals, ebenso wie die Notwendigkeit eines komplizierten und zeitaufwändigen Verlegens von Drähten, und dementsprechend kann ein Kraftfahrzeug mit geringem Gewicht und zu verringerten Kosten gebaut werden.
Da die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 5 dem Typ angehört, der zum Senden der schwachen Funkwellen durch Frequenzmodulation (FM) der Trägerwelle mit dem Signal aus dem Sensor 17 in der Lage ist, und die Frequenz der Trägerwelle so gewählt ist, dass sie gleich oder niedriger als 322 MHz ist, ist sie aufgrund der Wahl des zu verwendenden Frequenzbereiches und des Modulationsverfahrens weniger empfindlich gegenüber externen elektromagnetischen Störungen.
In der FM wird die Oszillation der Sendeeinrichtung 5A verändert. Da jedoch im Hinblick auf die Eigenschaft einer als Oszillationsquelle verwendeten Quarz-Oszillationsschaltung der Frequenzvariationsbereich innerhalb ungefähr einiger Prozent plus oder minus von der Referenzfrequenz liegt, kann bei niedriger Frequenz kein großer Frequenzversatz erzielt werden. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Frequenz wesentlich zu erhöhen, jedoch muss es eine schwache Funkwelle sein, welche nicht gegen die Funkbestimmungen verstößt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine niedrigere Frequenz hinsichtlich der Schaltungsherstellung eine Erleichterung darstellt.

Gemäß den Funkbestimmungen ist die frei verwendbare schwache Funkwelle so definiert, dass sie für einen bestimmten Frequenzbereich die folgende Feldstärke aufweist.

Frequenz	Feldstärke (in 3 m Entfernung)
322 MHz und niedriger	500 μV/m und niedriger
über 322 MHz bis 10 GHz	35 μV/m und niedriger
über 10 GHz bis 150 GHz	3,5 fμV/m und niedriger
	(vorausgesetzt, dass 500 μ V/m und niedriger. f: Frequenz)
über 150 GHz	500 μV/m und niedriger

Somit ist gemäß den Funkbestimmungen, sofern die Frequenz 322 MHz nicht überschreitet, die Ausgabe weniger strikt begrenzt, und es kann eine relativ hohe Feldstärke erzielt werden. Aus diesem Grund kann bei Verwendung der innerhalb des Bereiches von nicht über 322 MHz möglichst hohen Frequenz während der Frequenzmodulation ein ausreichender Frequenzversatz erzielt werden und auch eine ausreichende Ausgabe innerhalb der Begrenzung durch die Funkbestimmungen verwendet werden, um eine sichere Signalübertragung zu erreichen. Insbesondere liegt die Frequenz der Trägerwelle bevorzugt im Bereich von 283 bis 322 MHz. Da dieser Frequenzbereich im Flugfunk verwendet wird, wird die Störwelle zur Gewährleistung der Sicherheit ausgeschlossen, und dieser Frequenzbereich ist derjenige, in dem die externen elektromagnetischen Störungen gemäß den Funkbestimmungen minimiert sind. Außerdem nutzt der Flugfunk eine AM in Schritten von 0,1 MHz (die belegte Bandbreite beträgt nicht mehr als ca. plus/minus 3 kHz relativ zur Referenzfrequenz), und dementsprechend können bei Verwendung des FM-Systems als Modulationssystem sowohl die Frequenz als auch das Modulationssystem eine gegenüber externen Störungen robuste Eigenschaft aufweisen.
Durch Einstellen der Frequenz der Trägerwelle auf einen hohen Wert, d.h. auf einen Wert, der so hoch wie möglich liegt, aber 322 MHz nicht überschreitet, können auch die folgenden Wirkungen erzielt werden.

(1) Größenverringerung der Abstimmschaltung der Empfangseinrichtung 5A und Verkürzung der Antenne sind möglich, und daher kann die Antenne auf einem Substrat in Form einer strukturierten, elektrisch leitenden Folie ausgebildet werden, wodurch eine Größenverringerung der Schaltung und auch eine Reduzierung des Preises möglich werden.
(2) Da eine Erhöhung der Frequenz der Trägerwelle zu einer Verkürzung der Wellenlänge führt, ist eine Abstimmung auch mit einer kompakten Antenne möglich, was zu einer Erhöhung des Antennenwirkungsgrades führt. Berücksichtigt man beispielsweise, dass die Wellenlänge von 2 MHz 150 m beträgt und diejenige von 300 MHz 1 m beträgt, so ermöglicht der 300-MHz-Bereich die Verwendung einer 1/4-Wellenlänge-Antenne von 25 cm, die auf dem Substrat in Form einer strukturierten, elektrisch leitenden Folie ausgebildet ist. Da der Wirkungsgrad der Antenne sich erhöht, kann die zum Senden benötigte elektrische Leistung verringert werden, was von einer Verringerung des Stromverbrauchs der Schaltungen begleitet wird.
(3) Da die hochfrequente Welle hohe Richtungsbündelung aufweist und die Sendeeinrichtung eine elektromagnetische Ausgabe in irgendeine andere Richtung als die der Empfangseinrichtung unterdrücken kann, während die Empfangseinrichtung den Empfang von elektromagnetischen Wellen aus einer anderen Richtung als derjenigen der Sendeeinrichtung unterdrücken kann, kann die Robustheit gegenüber externen Rauschstörungen erhöht werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die Frequenz in dieser Ausführungsform als moduliert beschrieben worden ist, wenn die Frequenz der Trägerwelle ungeachtet des Modulationssystems mit hohem Wert gewählt wird, nicht nur eine effiziente Antenne hergestellt werden kann, sondern auch ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt werden kann. Aus diesem Grund ist eine Detektion des Signals im Wesentlichen ohne negative Einflüsse durch Rauschen möglich. Im Falle der Frequenzmodulation kann der Einfluss, der durch Rauschen entstünde, weiter minimiert werden.
Beim Einsatz einer Amplitudenmodulation (AM) für die Sendeeinrichtung 5A kann die Sendeeinrichtung 5A einen Schaltungsaufbau wie in 39 gezeigt aufweisen. In dem in 39 gezeigten Beispiel erfolgt das drahtlose Senden aus einer Sendespule 156 durch Ein- und Ausschalten einer durch die Oszillationsschaltung 152 oszillierten Trägerwelle von einigen hundert MHz vermittels eines Ausgabe-Ein/Aus-Transistors 155 unter Verwendung von Impulsen aus dem Sensor 17, die aus einer Sensor-Eingabeeinheit 154 eingegeben werden, um dadurch ein moduliertes Signal zu generieren.
Wellenformen verschiedener Abschnitte (1), (2) und (3), die in 39A gezeigt sind, und eine Ausgabewellenform der Empfangseinrichtung sind die in 39B gezeigten.
Wenn die Trägerwelle so gewählt ist, dass sie einige hundert MHz aufweist, kann ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis sichergestellt werden. Somit kommt es kaum zum Empfang eines fehlerhaften Signals unter der Einwirkung von Rauschen, und aus diesem Grund kann das Signal aus dem Sensor 17 empfangen werden, obwohl die Sendeeinrichtung 5A und die Empfangseinrichtung 5B in dem Radgehäuse untergebracht und dabei um eine Übertragungsdistanz von 200 mm oder mehr voneinander beabstandet sind.
Es wird nun die Funktion des in 37 gezeigten Hauptstromkreises 143 beschrieben. Der Klauenpol-Stromgenerator 4, wie er in der Ausführungsform aus 4 und 5 und der Ausführungsform aus 6 verwendet wird, kann als elektrischer Generator ausgestaltet sein, der geeignet ist, wie oben beschrieben kompakt und mehrpolig gestaltet zu werden; er weist jedoch folgende Mängel auf. Anders ausgedrückt: bei niedriger Drehzahl ist die erzeugte elektrische Leistung niedrig, und ohne Gegenmaßnahmen würde der Betrieb einer Sendeschaltung der Sendeeinrichtung 5A instabil. Die Übertragung des Sensorsignals und das Funktionieren der Sendeschaltung sind dann möglich, wenn die Anzahl der Umdrehungen gleich oder höher ist als 40 rpm (die Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt 5 km/h).
Während einer Verlangsamung jedoch, bei der die Antiblockier-Bremsvorrichtung im Einsatz ist, muss es möglich sein, das die Umdrehungszahl des Rades anzeigende Sensorsignal auch dann zu senden, wenn die Umdrehungszahl gleich oder niedriger als 20 rpm ist (die Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt 2 bis 3 km/h).
Angesichts dessen verwendet diese Ausführungsform den in 37 gezeigten Superkondensator 150 als Hauptstromkreis 143 für die Sendeeinrichtung 5A von einem Typ, der den Stromgenerator 4 vom Klauenpoltyp nutzt. Aus diesem Grund ist ein Laden eines während des Betriebs erzeugten elektrischen Stromes in einigen Sekunden möglich. Im Allgemeinen würde die Zeitdauer, die bis zum Auslösen des Bremsvorgangs vergeht, 0,8 Sekunden betragen, die Zeitdauer, die im Leerlauf vergeht, würde 0,8 Sekunden betragen, und für die Dauer der Bremszeit wären 0,2 Sekunden erforderlich (Geschwindigkeit zu Beginn der Bremsung: 5 km/h, Bremsweg: 5 m). Wenn der durch den Superkondensator 150 geladene elektrische Strom verwendet wird, können die Schaltungen der Sendeeinrichtung 5A 10 Sekunden lang oder länger betrieben werden. Auch wenn die Anzahl der Umdrehungen auf 20 rpm sinkt (Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt 2 bis 3 km/h), kann daher der elektrische Strom zum Betreiben der Schaltungen zugeführt werden, und das Sensorsignal, das die durch den Sensor 17 detektierte Umdrehungszahl anzeigt, kann vermittels einer Steuerungsschaltung 136 (34) detektiert werden, bis die Umdrehungszahl 0 rpm erreicht (Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt 0 km/h).
38A stellt einen Ladestromkreis des Hauptstromkreis 143 aus 37 während eines Hochgeschwindigkeitslaufes dar, während 38B eine Entladeschaltung desselben während eines Niedriggeschwindigkeitslaufes darstellt.
Während die Antiblockier-Bremsvorrichtung dazu verwendet wird, während der Verlangsamung stabile Lenkfähigkeit sicherzustellen, wird durch das Speichern des erforderlichen elektrischen Stromes während des Hochgeschwindigkeitslaufes in der Weise, dass die Verringerung des erzeugten elektrischen Stromes ausgeglichen werden kann, bewirkt, dass die Antiblockier-Bremsvorrichtung auch unter Bedingungen einer sehr niedrigen, sich dem Anhalten nähernden Drehzahl stabil betrieben werden kann, im Gegensatz zu einem Betrieb durch lediglich den Stromgenerator 4.
In der in 34 gezeigten Ausführungsform kann es sich bei der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung 5 um eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung 105 handeln, bei der, wie in 40 bis 43 gezeigt, drahtloses Senden durch die Verwendung einer magnetischen Kopplung zwischen einer Sendeeinrichtung 105A und einer Empfangseinrichtung 105B möglich ist. In einem solchen Fall müssen eine Sendespule 161 der Sendeeinrichtung 105A und eine Empfangsspule 162 der Empfangseinrichtung 105B so angeordnet sein, dass die jeweiligen Zentren der Spulen hinsichtlich einer Rotationsachse O des Rades 13 im rechten Winkel und gleichzeitig horizontal verlaufen. Es wird darauf hingewiesen, dass im Falle des vorderen (gelenkten) Rades die Empfangsspule 162 so angeordnet ist, dass sie senkrecht zu der Rotationsachse O verläuft; anders ausgedrückt: relativ zu der Rotationsachse O im Falle eines Geradeauslaufens, bei dem das Rad 13 nicht relativ zu dem Fahrzeugkarosserieaufbau 12 geneigt ist. Die Sendeeinrichtung 105A und die Empfangseinrichtung 105B sind, wie dies bei der Ausführungsform aus 34 der Fall ist, an dem Radlagerbauteil 1 bzw. dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 angeordnet. Die Empfangseinrichtung 105B ist innerhalb des Radgehäuses 12b in dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 angeordnet.
Da das auf der magnetischen Kopplung basierende Sendesystem Richtungsbündelung aufweist, ist der Einfluss auf periphere Ausrüstung minimal, und daher kann eine Fehlfunktion durch externe Störungen verhindert werden.
Außerdem gibt es bei der Kommunikation unter Verwendung von Magnetismus abhängig von dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser und der Länge der Sendespule 161 und abhängig von dem Abstand zwischen der Sendespule 161 und der Empfangsspule 162 einen Fall, in dem die Sendespule 161 und die Empfangsspule 162 parallel zueinander anzuordnen sind, oder einen Fall, in dem sie in Serie zueinander anzuordnen sind. Sofern die Sendespule 161 und die Empfangsspule 162 an dem Radlagerbauteil 1 bzw. dem Kraftfahrzeugkarosserieaufbau 12 angeordnet sind, ist der Abstand zwischen diesen Spulen 161 und 162 zu groß, und daher wird generell die serielle Anordnung bevorzugt. In einem solchen Fall käme es jedoch zu Abweichungen in den Achsen der Spulenenden infolge von auf- und abwärts gerichteten Stößen des Rades 13, was zu einer beträchtlichen Veränderung der Übertragungseffizienz führen würde.
Aus diesem Grund sind die Sendespule 161 und die Empfangsspule 162 so angeordnet, dass diese Spulen 161 und 162 relativ zu der Rotationsachse O des Rades 13 im rechten Winkel und horizontal verlaufen. Hierdurch kann eine Magnetfeldveränderung in Richtung der Empfangsspule 162 weitergehend als bei der seriellen Anordnung unterdrückt werden, auch wenn das Rad 13 auf- und abwärts gerichteten Stößen ausgesetzt ist. Anders ausgedrückt: Da das Magnetfeld hinsichtlich der Achse der Sendespule 161, wie in 42 gezeigt, torusfömig entwickelt ist, bewirkt der Einsatz der oben beschriebenen Anordnung der Sende- und Empfangsspulen 161 und 162 eine Minimierung des Einflusses einer Veränderung des Magnetfeldes in Richtung der Empfangsspule 162, auch wenn das Rad 13 und die Sendespule 161 auf- und abwärts gerichteten Stößen ausgesetzt sind.
Dementsprechend kann ein gegenüber durch das Laufen erzeugten Vibrationen stabiles, drahtloses Senden und Empfangen des die Umdrehungszahl anzeigenden Signals erzielt werden.
Die Sendeeinrichtung 105A und die Empfangseinrichtung 105B haben jeweils einen Aufbau, bei dem die Sendespule 161 und die Empfangsspule 162 und elektronische Schaltungselemente auf Schaltungssubstraten 163 und 164 montiert und dann in einem Gehäuse (nicht dargestellt) untergebracht werden, wie beispielsweise in 43A und 43B gezeigt.
Bei der drahtlosen Sende- und Empfangseinrichtung 105, bei der die magnetische Kopplung genutzt wird, kann das Sensorsignal durch Modulieren der Trägerwelle mit dem Sensorsignal übertragen werden, wie dies dann der Fall ist, wenn es vermittels der schwachen Funkwelle durchgeführt wird, und als Stromquelle für die Sendeeinrichtung 105A kann ein durch den Stromgenerator 4 unter Verwendung des Sensors 17 als Stator erzeugter elektrischer Strom verwendet werden.
Beispielsweise sind die Sendeeinrichtung 105A und die Empfangseinrichtung 105B von der Art, dass in der Sendeeinrichtung 5A und der Empfangseinrichtung 5B, welche die schwachen Funkwellen verwenden, wie in 36 gezeigt, die Sendespule 161 und die Empfangsspule 162 (41) anstelle von Antennen 142 und 145 vorgesehen sind, und die Oszillations- und Modulationsschaltung 141, der Hauptstromkreis 143 und die abgestimmte Demodulationsschaltung 144 als diejenigen verwendet werden, die zusammen mit derselben Figur beschrieben wurden.
Auch in dem Fall der drahtlosen Sendeeinrichtung 105 auf Basis der magnetischen Kopplung ist das Modulationssystem bevorzugt eher Frequenzmodulation als Amplitudenmodulation, da der durch externe Störungen entstehende Einfluss minimiert werden kann.
44 und 45 stellen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Ausführungsform ist der Stromgenerator 4 an einem Ende des ringformigen Raums zwischen dem Radlagerbauteil 1 und dem Rotationsbauteil 2 angeordnet, die als Außen- bzw. Innenlaufelement der Radlagervorrichtung 133 dienen. Anders ausgedrückt: Der Sensor 17, welcher der Stator des Stromgenerators 4 ist, wird in Presspassung in dem Innenumfangsabschnitt an einem Ende des Radlagerbauteils 1 angebracht, wie durch den Pfeil in 45A angezeigt. Zu diesem Zeitpunkt sind Elektrodenabschnitte so angeordnet, dass sie nach unten weisen. Wie in 45B gezeigt, ist ein Impulsring 18, der als Rotor des Stromgenerators 4 dient, an einem Außenumfangsabschnitt eines ein Innenlaufelement ausbildenden Bauteils 2B montiert, das gleichzeitig als Außenlaufelement 15a der drehzahlkonstanten Verbindung 15 dient. In diesem Zustand wird das ein Innenlaufelement ausbildende Bauteil 2B in Presspassung in dem Nabenrad 2A des Rotationsbauteils 2 angebracht und montiert.
Im Falle dieses Aufbaus sind der Stromgenerator 4 und die Dichtung miteinander integriert, und es ist kein Abdichtungsteil an dem inneren Ende der Radlagervorrichtung 133 erforderlich. Außerdem kann im Vergleich mit dem Aufbau, bei dem der Stromgenerator 4 zwischen den mehreren Reihen der drehbeweglichen Bauteile 3 der Radlageranordnung 133 aufgenommen ist, der Stromgenerator 4 leicht abgenommen werden. Außerdem ist die Drahtverbindung möglich, ohne dass es erforderlich wäre, in dem Radlagerbauteil 1 das Loch für den elektrischen Draht oder die Verbinderanordnung zum Verbinden des elektrischen Stroms 4 und der Sendeeinrichtung 5A auszubilden. Deswegen kann die Anzahl der Komponenten verringert werden, und die Anzahl der Montageschritte zum Montieren des Stromgenerators 4 kann ebenfalls verringert werden, so dass der Stromgenerator 4 und die Sendeeinrichtung 5A ausgezeichnete Wartung aufweisen.
Es wird nun eine Maßnahme beschrieben, die zum Erreichen einer konstanten Spannung des Stromgenerators 4 verwendet wird, der in einer der verschiedenen in 34 und 44 gezeigten Ausführungsformen verwendet wird. Da der Stromgenerator 4 einem Rotationstyp angehört, steigt die Menge eines erzeugten elektrischen Stroms mit einem Anstieg der Rotation (hohe Frequenz).
Aus diesem Grund ist die Höhe einer durch den Stromgenerator 4 erzeugten induzierten Spannung bei hoher Rotation zu hoch, wodurch die Möglichkeit besteht, dass einige elektronische Komponenten der Schaltungen beschädigt werden. Dementsprechend ist es unerwünscht, ihn mit einer Geschwindigkeit rotieren zu lassen, die größer ist als eine vorgegebene Umdrehungszahl.
Dementsprechend ist es erforderlich, jedwede Gegenmaßnahme zu treffen, beispielsweise die Verwendung einer Konstantspannungsschaltung, um einen Bruch der Schaltungen auch bei Rotation mit hoher Drehzahl zu vermeiden.
In diesem Zusammenhang wird als Material für das Ringteil 19 des Sensors 17, das als Stator des Stromgenerators 4 dient, anstelle einer standardmäßigen Siliziumstahlplatte ein Material gewählt, das bei hoher Frequenz eine hohe Sättigung aufweist. Außerdem wird die Windungszahl der Spule 200 so gewählt, dass sie nicht weniger als 200 Windungen beträgt, und der Drahtdurchmesser wird nicht größer als 0,32 mm gewählt.
Durch diese Gegenmaßnahme kann die Menge des erzeugten elektrischen Stroms beibehalten werden, die auch bei Rotation mit hoher Drehzahl nicht zu einer Beschädigung der Schaltungskomponenten führt. Beispielsweise kann eine solche Menge des durch den Wechselstromgenerator erzeugten elektrischen Stroms wie in 46 gezeigt erzielt werden und daher die elektrische Stromquelle (+5 V) für den Antrieb stabil der Sendeschaltung zugeführt werden, wobei Elektronikkomponenten der Sendeeinrichtung 5A auch bei Rotation mit hoher Drehzahl nicht brechen. Aus diesem Grund kann die Verwendung der Konstantspannungsschaltung in vorteilhafter Weise vermieden werden.
Der Grund, aus dem die konstante Spannung erzielt wird, wird nun beschrieben. Eine Ausgabespannung (Ve) des Stromgenerators lässt sich ausdrücken als V = K·N, wobei K für eine durch den Aufbau des Stromgenerators bestimmte Konstante steht und N für die Umdrehungszahl steht, und steht für eine erzeugte Spannung, die zu der Umdrehungszahl proportional ist. Wenn aber in der Praxis eine Last angeschlossen wird, ist es möglich, eine Spannungssättigung zu bewirken.
Wenn ein innerer Widerstand des Stromgenerators durch Re ausgedrückt wird, eine Induktivitätskomponente (eine Spulenkomponente) desselben durch Le ausgedrückt wird, ein mit einer Ausgabe der Stromgeneratorleistung zu verbindender Lastwiderstand (von dem angenommen wird, dass er ein reiner Widerstand ist) durch R ausgedrückt wird und eine Spannung über die Last durch V ausgedrückt wird, lässt sich folgendes Verhältnis feststellen: V = Ve·(R/(R + (Re + jωLe))) = K·N·R/(R + Re + jωLe) (1)wobei K1 = K·R R1 = R + Re
Außerdem kann, da ω für die Winkelgeschwindigkeit steht, die proportional zu der Umdrehungszahl ist, das Verhältnis von jω = K2·N ermittelt werden und die obige Gleichung (1) wie folgt umgeformt werden: V = K1·N/(R1 + K2·N) (2)
Aus dieser Gleichung ist leicht ersichtlich, dass, wenn die Umdrehungszahl N sich erhöht und wenn R1 << K2·N erreicht wird, ein konstanter Wert erreicht wird, der durch V = K1/K2 ausgedrückt wird, und dass der Ausgabespannung des Stromgenerators eine Sättigungseigenschaft verliehen wird.
Wenn die maximale Betriebsspannung (wenn diese überschritten wird, ist das Auftreten einer Beschädigung wahrscheinlich) und der Widerstandswert der Sendeeinrichtung, die die Last ist, bekannt sind, ist es nicht notwendig, die Sendeeinrichtung mit einer Spannungsschutzschaltung zu versehen, und der Preis der Sendeeinrichtung kann verringert werden.
Die Ausgabespannung Ve (ohne Last) des Stromgenerators ist Ve = 1,414π·Kw·f·W·Φwobei Kw für eine Wicklungskonstante steht, f für die Frequenz steht (proportional zu der Zahl der Magnetpole eines Rotationsmagneten und der Umdrehungszahl), W für die Anzahl der Windungen steht und Φ für den maximalen magnetischen Fluss des Rotationsmagneten steht.
Da der innere Widerstand als Re ∝ W/S dargestellt wird (wobei S für die Querschnittsfläche (Dicke) eines Drahtes steht) und die innere Induktivität als Le ∝ W dargestellt wird (wobei zu beachten ist, dass durch das Vorhandensein einer von einer magnetischen Schaltung abhängigen Komponente eine Analyse der magnetischen Schaltung erforderlich ist, die einen Spulenrahmen, einen Magneten und Nabenmetallabschnitte umfasst) müssen außerdem der Magnet, die Wicklung, die Anzahl der Windungen usw. in Beziehung zu den Maßen, den Preisen und anderen Faktoren bestimmt werden, die abhängig von der Aufnahmebedingung begrenzt sind.
Auf diese Weise könnten bei dem Stromgenerator, bei dem der Magnet, die Wicklung, die Anzahl der Windungen und anderes korrekt bestimmt sind, Beziehungen zwischen der Umdrehungszahl und der induzierten Spannung, wie z.B. in 47 bzw. 48 gezeigt, in einem Zustand ohne Last und einem Zustand mit Last mit 200 Ω ermittelt werden.
Die vorliegende Erfindung ist zwar vollständig im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden, die nur zu Veranschaulichungszwecken verwendet werden; dem Fachmann werden jedoch beim Lesen der hier vorgelegten Beschreibung der vorliegenden Erfindung leicht zahlreiche Veränderungen und Abwandlungen im Rahmen des Naheliegenden einfallen. Solche Veränderungen und Abwandlungen, sofern sie den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht überschreiten, wie er sich aus den als Anlage beigefügten Ansprüchen ergibt, sind somit als darin enthalten zu verstehen.

Claims

Radlageranordnung zum drehbaren Lagern eines Rades relativ zu einem Karosserieaufbau eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lageranordnung folgendes aufweist: ein äußeres, ortsfestes Bauteil (1) mit einer inneren Umfangsfläche, welche mit mehreren Reihen Laufbahnen (6, 7) ausgebildet ist; ein inneres Rotationsbauteil (2) mit Laufbahnen (8, 9), welche darin in der Weise ausgebildet sind, dass sie den Laufbahnen (6, 7) in dem äußeren Bauteil (1) gegenüberliegen; mehrere Reihen von drehbeweglichen Elementen (3), welche zwischen den Laufbahnen (6, 7, 8, 9) in dem äußeren und dem inneren Bauteil (1, 2) angeordnet sind; einen Stromgenerator (4) zum Erzeugen eines elektrischen Stroms, während das innere Bauteil (2) sich relativ zu dem äußeren Bauteil (1) dreht; eine drahtlose Sendeeinrichtung (5A) zum drahtlosen Senden eines eine Umdrehungszahl des Rades anzeigenden Signals, welches von dem Stromgenerator (4) ausgegeben wird; und wobei der Stromgenerator (4) ein aus einem magnetischen Material gefertigtes Ringteil (19), in welchem eine Spule (20) untergebracht ist, und einen mehrpoligen Magnet (18) aufweist, wobei das Ringteil (19) in dem äußeren Bauteil (1) vorgesehen ist und der mehrpolige Magnet (18) in dem inneren Bauteil (2) vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass – das innere Bauteil (2) mit einem Radbefestigungsflansch (2a) versehen ist und das äußere Bauteil (1) mit einem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch (1a) versehen ist, und – das Ringteil (19) und der mehrpolige Magnet (18) zwischen den mehreren Reihen Laufbahnen (6–9) angeordnet sind, welche in dem inneren und dem äußeren Bauteil (1, 2) ausgebildet sind.
Radlageranordnung zum drehbaren Lagern eines Rades relativ zu einem Karosserieaufbau eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lageranordnung folgendes aufweist: ein äußeres, ortsfestes Bauteil (1) mit einer inneren Umfangsfläche, welche mit mehreren Reihen Laufbahnen (6, 7) ausgebildet ist; ein inneres Rotationsbauteil (2) mit Laufbahnen (8, 9), welche darin in der Weise gebildet sind, dass sie den Laufbahnen (6, 7) in dem äußeren Bauteil (1) gegenüberliegen; mehrere Reihen von drehbeweglichen Elementen (3), welche zwischen den Laufbahnen (6, 7, 8, 9) in dem äußeren und dem inneren Bauteil (1, 2) angeordnet sind; einen Stromgenerator (4) zum Erzeugen eines elektrischen Stroms, während das innere Bauteil (2) sich relativ zu dem äußeren Bauteil (1) dreht; eine drahtlose Sendeeinrichtung (5A) zum drahtlosen Senden eines eine Umdrehungszahl des Rades anzeigenden Signals, welches von dem Stromgenerator (4) ausgegeben wird; und wobei der Stromgenerator (4) ein aus einem magnetischen Material gefertigtes Ringteil (19), in welchem eine Spule (20) untergebracht ist, und einen mehrpoligen Magnet (18) aufweist, wobei das Ringteil (19) in dem äußeren Bauteil (1) vorgesehen ist und der mehrpolige Magnet (18) in dem inneren Bauteil (2) vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass – das innere Bauteil (2) mit einem Radbefestigungsflansch (2a) versehen ist und das äußere Bauteil (1) mit einem Fahrzeugkarosserie-Befestigungsflansch (1a) versehen ist, und – der mehrpolige Magnet (18) integral mit einem Abdichtungsteil (31) zum Abdichten eines offenen Endes zwischen dem äußeren und dem inneren Bauteil (1, 2) ausgebildet ist, und – die Radlageranordnung außerdem ein Abdichtungsteil (38) aufweist, um das Eindringen von Fremdstoffen in einen Zwischenraum zwischen dem Ringteil (19) und dem mehrpoligen Magnet (18) zu verhindern.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Ringteil (19) eine Querschnittsform hat, welche Nutenform aufweist, und mehrere kammförmige Klauen (21a, 21b) aufweist, welche von einem offenen Rand einer der einander entgegengesetzten Seitenflächen der Nut zu der anderen der einander entgegengesetzten Seitenflächen gekrümmt sind, wobei die kammförmigen Klauen (21a, 21b) abwechselnd in einer Umfangsrichtung derselben miteinander verzahnt sind.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 3, wobei die kammförmigen Klauen (21a) an einer der einander entgegengesetzten Seitenflächen des Ringteils (19) und die kammförmigen Klauen (21b) an der anderen der einander entgegengesetzten Seitenflächen des Ringteils in einem vorgegebenen Abstand in einer Umfangsrichtung des Ringteils angeordnet sind.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei jede der kammförmigen Klauen (21a, 21b) in dem Ringteil (19) eine Breite hat, welche in Richtung zu einem freien Ende der jeweiligen Klaue progressiv abnimmt.
Radlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sendeeinrichtung (5A) einen ringförmigen Sender aufweist.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 6, wobei der ringförmige Sender mit dem Ringteil (19) integriert ist, welches einen Teil des Stromgenerators (4) bildet.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Ringteil (19) und der Sender (5A) so angeordnet sind, dass sie sich in ihren radialen Richtungen überlagern.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, sofern diese auf Anspruch 2 rückbezogen sind, wobei die Sendeeinrichtung (5A) einen ringförmigen Sender aufweist, wobei der ringförmige Sender mit dem Ringteil (19) integriert ist und wobei der mehrpolige Magnet (18) integral mit einem Abdichtungsteil (11) zum Abdichten eines offenen Endes zwischen dem äußeren und dem inneren Bauteil (2, 1) ausgebildet ist und wobei zwei Komponenten, welche aus einer Anordnung, die den Sender (5A) und das Ringteil (19) enthält, und einer Anordnung, die den mehrpoligen Magnet (18) und das Abdichtungsteil (11) enthält, gebildet sind, zum Abdichten des offenen Endes verwendet werden.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 1, wobei der Stromgenerator (4) einen Stator (17) enthält, welcher an einem inneren, Querschnittsabschnitt des äußeren Bauteils (1) an einer Stelle zwischen den mehreren Reihen der drehbeweglichen Elemente (3) angebracht ist, und einen Rotor, welcher an dem inneren Bauteil (2a) dem Stator gegenüber angeordnet ist, und wobei die Sendeeinrichtung (5A) an einer äußeren Oberfläche des äußeren Bauteiles angebracht ist, und weiterhin eine Verbindungsanordnung (70) zum Verbinden zwischen der Sendeeinrichtung (5A) und dem Stator (17) umfassend, wobei die Verbindungsanordnung von einer Art ist, welche in der Lage ist, die Verbindung durch eine einzelne Betätigung herzustellen.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 10, wobei die Verbindungsanordnung (70) eine Buchse (71) und einen Stecker (72) enthält, welche ineinander eingesetzt werden, wobei die Buchse in dem Stator (17) vorgesehen ist und eine Einstecköffnung (73) aufweist, welche radial nach außen ausgerichtet ist, wobei der Stecker (72) in der Sendeeinrichtung vorgesehen ist und sich durch eine radiale Öffnung (73), welche in dem äußeren Bauteil ausgebildet ist, radial nach innen erstreckt, wobei Kontaktelemente an einem freien Ende davon geeignet sind, in die Einstecköffnung eingeführt und mit dieser verbunden zu werden.
Radlageranordnung gemäß Anspruch 10, wobei die Verbindungsanordnung (70) eine Buchse (71) und einen Stecker (72) enthält, welche ineinander eingesetzt werden, wobei die Buchse in der Sendeeinrichtung vorgesehen ist und sich durch eine radiale Öffnung (73), welche in dem äußeren Bauteil ausgebildet ist, radial nach innen erstreckt und eine axial ausgerichtete Einstecköffnung an einem freien Ende davon aufweist, wobei der Stecker (72) in dem Stator (17) vorgesehen ist.
Radlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Stromgenerator vom Klauenpoltyp ist.
Radlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das innere Bauteil (2) ein Flanschbauteil (2C) mit einem Radbefestigungsflansch (2A) ist und mit einem anderen Bauteil (2D) kombiniert ist, und wobei eine der Laufbahnen (8) in dem Flanschbauteil (2C) bestimmt wird und die andere der Laufbahnen (9) in dem anderen Bauteil (2D) gebildet ist.
Radlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das innere Bauteil (2) ein Flanschbauteil (2C, 2E) mit einem Radbefestigungsflansch (2A) ist und mit einem anderen Bauteil (2D, 2F, 2G) kombiniert ist, und wobei das andere Bauteil (2D, 2F, 2G) eine innerer Weg (9) ist, welcher eine Komponente ist, die zum Ausbilden der Laufbahnen bestimmt ist, und in eine äußere Umfangsfläche des Flanschbauteils (2C, 2E) pressend eingepasst ist.
Radlageranordnung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, weiterhin umfassend einen Positionierungs-Eingriffsabschnitt (75), welcher an wenigstens einer Umfangsstelle einer inneren Umfangsfläche des äußeren Bauteils (1) vorgesehen ist, und einen in Eingriff genommenen Abschnitt (76), welcher in einer äußeren Umfangsfläche des Stators (17) ausgebildet ist, um mit dem Eingriffsabschnitt in Eingriff zu treten.
Antiblockier-Bremsvorrichtung, welche mit einer Radlageranordnung wie in Anspruch 1 oder 2 dargelegt vorgesehen ist, wobei der Stromgenerator (4) einen Impulsring (18) enthält, welcher an einem drehbeweglichen Teil (2A) eines Rades angebracht ist, und einen Sensor (17), welcher an einem Radstützteil (1a) dem Impulsring gegenüber angeordnet ist, und wobei die Sendeeinrichtung (5A) an dem Radstützteil (1a) angebracht ist, wobei die Antiblockier-Bremsvorrichtung so funktioniert, dass eine Bremskraft in Reaktion auf ein Signal gesteuert wird, welches eine erkannte Anzahl Umdrehungen eines Rades indiziert, wobei die Antiblockier-Bremsvorrichtung umfasst: eine Steuerungsschaltung, welche an einem Karosserieaufbau eines Kraftfahrzeugs zum Steuern der Bremskraft angebracht ist, und eine drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung (5), welche die Sendeeinrichtung (5A) und eine Empfangseinrichtung (5B), angebracht an dem Karosserieaufbau eines Kraftfahrzeuges, zum drahtlosen Senden und Empfangen eines Signals des Sensors (17) enthält, und wobei die Sendeeinrichtung (5A) in der Lage ist, eine schwache Funkwelle durch Frequenzmodulation einer Trägerwelle mit dem Signal des Sensors zu übertragen.
Antiblockier-Bremsvorrichtung, welche mit einer Radlageranordnung wie in Anspruch 17 dargelegt vorgesehen ist, wobei die drahtlose Sende- und Empfangseinrichtung von einer Art ist, welche durch eine magnetische Kopplung zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung drahtlos sende- und empfangsfähig ist, wobei eine Sendespule (161) der Sendeeinrichtung und eine Empfangsspule (162) der Empfangseinrichtung in der Weise angeordnet sind, dass die jeweiligen Zentren dieser Spulen in rechten Winkeln zu einer Umdrehungsachse des Rades und horizontal liegen.
Antiblockier-Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei die Sendeeinrichtung einen elektrischen Strom verwendet, welcher von dem Stromgenerator als Stromquelle erzeugt wird, und weiterhin einen Superkondensator (150) umfassend, welcher einem elektrischen Stromkreis hinzugefügt ist, der mit dem Stromgenerator der Sendeeinrichtung zum Ausgleich einer Reduzierung des elektrischen Stroms verbunden ist, welche während einer Umdrehung des Rades mit niedriger Drehzahl erzeugt wird.