DE69815739T2

DE69815739T2 - Kugellager mit Drehzahlsensor

Info

Publication number: DE69815739T2
Application number: DE69815739T
Authority: DE
Inventors: Hideo Fujisawa-shi Ouchi; Kouichi Fujisawa-shi Morita; Naoki Fujisawa-shi Mitsue
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2018-04-01
Also published as: EP1237004A3; EP0869365A1; US6254276B1; EP1237004A2; US5975761A; EP0869365B1; DE69815739D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenlagereinheit mit einem Drehzahlmeßfühler, die genutzt wird, um ein Straßenrad mit Bezugnahme auf eine Aufhängevorrichtung drehbar zu halten, während die Drehzahl des Straßenrades nachgewiesen wird.
Das Straßenrad wird drehbar durch eine Rollenlagereinheit mit Bezugnahme auf eine Aufhängevorrichtung gehalten. Außerdem muß die Drehzahl des Straßenrades nachgewiesen werden, um ein Antiblockiersystem (ABS) und ein Traktionskontrollsystem (TCS) zu steuern. Dementsprechend wird seit kurzem die Rollenlagereinheit mit Drehzahlmeßfühler, d. h., die Rollenlagereinheit, die einen Drehzahlmeßfühler darin installiert aufweist, in breitem Umfang eingesetzt, um das Straßenrad drehbar zu halten, während die Drehzahl des Straßenrades nachgewiesen wird.
Die Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung JITSUKAI HEI Nr. 7-31539 offenbart ein Beispiel von Konstruktionen des Drehzahhneßfühlers nach dem bisherigen Stand der Technik, worauf man sich ebenfalls als U/min-Meßfühler in dieser Patentbeschreibung bezieht, für eine Verwendung für einen derartigen Zweck.
Bei dieser Konstruktion wird ein Paar Schrauben und Muttern 12, 13 verwendet, um einen Meßfühler 10 sicher an einer Abdeckung 9 der Rollenlagereinheit zu befestigen (siehe beispielsweise 3 der Veröffentlichung). Dieser Schritt wird an der Montagestelle der Rollenlagereinheit mit dem Drehzahlmeßfühler durchgeführt, erfordert aber in nachteiliger Weise eine lange Verfahrenszeit. Außerdem sind das Lösen und Eingreifen der Schrauben und Muttern für das Reparieren des Drehzahlmeßfühlers in der Rollenlagereinheit ebenfalls beschwerlich. Das führt zu einer Erhöhung der Kosten bei der Herstellung und Reparatur.
Das U.S.Patent Nr. 4946295 offenbart ein weiteres Beispiel für eine Lagereinheit mit einem U/min-Meßfühler, wo der Meßfühler leicht mit der Lagereinheit in Eingriff kommen und von dieser getrennt werden kann, um eine leichte Inspektion und Reparatur zu gestatten. Es wird kein spezielles Werkzeug verwendet, um den Meßfühler am Ende des stationären Außenringes zu installieren. Bei dieser Konstruktion wird jedoch keine Dichtungsvorrichtung installiert, um die Kodiereinrichtung und den Meßfühler von außen zu schützen. Genau gesagt, der Dichtungsring 10 wird bei dieser Konstruktion für das Abtrennen des Raumes für das Installieren der Rollenelemente 3 zur Außenseite hin verwendet, aber nicht für das Abtrennen der Kodiereinrichtung und des Meßfühlers zur Außenseite hin. Dementsprechend können, beispielsweise wenn es regnet, Wassertropfen am Zwischenraum zwischen der Kodiereinrichtung 19 und dem Meßfühler 8 haften bleiben, was zu Beschädigungen der Kodiereinrichtung und/oder des Meßfühlers führen kann, wenn das Kraftfahrzeug mit den gefrorenen anhaftenden Wassertropfen gestartet wird.
Die JP Patentveröffentlichung TOKiTKAI HEI Nr. 9-1964945 offenbart ein weiteres Beispiel der Lagereinheit mit einem U/min-Meßfühler, wobei der Halter 26 mit dem Meßfühler 12a darin eingebettet mit Bezugnahme auf die Abdeckung 23, die am Außenring 2a befestigt ist, ohne jegliches spezielles Werkzeug leicht installiert und entfernt werden kann. Einige Verbesserungen sind jedoch beim Montieren der Lagereinheit mit dem U/min-Meßfühler erforderlich. Genau gesagt, der zylindrische Aufnahmekörper 27 muß in Ausrichtung mit dem Halter 26 in Phase in einer Umfangsrichtung angeordnet werden. Daher muß der Halter oft innerhalb des zylindrischen Aufnahmekörpers gedreht werden, aber infolge des Vorhandenseins des elastisch zusammengedrückten Runddichtringes am zylindrischen Aufnahmekörper ist die Kraft, um den Halter zu drehen, im wesentlichen groß, so daß die Montageleistung der Lagereinheit mit dem U/min.-Meßfühler ohne Zweifel verschlechter wird. Zusätzlich zur Montageleistung muß die Leistung des Drehzahlmeßfühlers mit Bezugnahme auf die Installation des Halters in die Abdeckung der Lagereinheit berücksichtigt werden.
Der Mechanismus des Drehzahlmeßfühlers wird mit Bezugnahme auf 22 bis 25 später detailliert beschrieben.
Das U.S.Patent Nr. 5550467 offenbart eine Vorrichtung für das Messen der Drehung, die in einem Radlager montiert ist. Die Vorrichtung weist einen Meßfühler auf, der ein zylindrisches Gehäuse umfaßt, das in einer Fettkappe montiert ist, gekoppelt mit einem stationären Außenring eines Radlagers. Der Meßfühler ist auf der Mittelachse des Lagers montiert und wird in einer vorgegebenen Winkelposition mittels einer Arretierung gehalten, die mit einer Aussparung in einer Montagehalterung der Fettkappe in Eingriff kommt. Der Meßfühler wird in die Montagehalterung während des Anbringens an der Abdeckung gesteckt und wird innerhalb eines Signalgeneratorbauteils angeordnet, das einen Signalgeneratorring umfaßt, der mit einem sich drehenden Innenring des Lagers gekoppelt ist. Der Signalgeneratorring dreht sich bei Benutzung um den Meßfühler herum.
Das U.S.Patent Nr. 5544962 offenbart eine Radlagereinheit für ein Kraftfahrzeug. Die Lagereinheit zeigt einen gleichen Aufbau wie die Vorrichtung im US 5550467 . Das Radlager des US 5544962 weist jedoch einen Meßfühler auf, der zu einem Impulsgeneratorring hin liegt, der mit einem sich drehenden Innenring des Lagers gekoppelt ist. Der Meßfühler ist in einem Kunststoffgehäuse montiert, das mit einem stationären Außenring des Lagers gekoppelt ist.
Die Europäische Patentveröffentlichung Nr. 0092605 offenbart einen Stabmeßfühler für das Messen der Drehzahl der Fahrzeugräder. Der Meßfühler wird entgegengesetzt einem Rotor in einer Klemmbüchse gehalten, die in eine Bohrung einer Bremsauflageplatte montiert ist. Eine Feder übt eine Federkraft auf den Meßfühler aus, was verhindert, daß der Meßfühler aus der Büchse in dem Fall herauskommt, daß der Meßfühler Schwingungen von hoher Frequenz erfährt.
Die Französische Patentveröffentlichung Nr. 2678063 offenbart eine Befestigungsvorrichtung für das Befestigen eines Meßfühlers in der Bohrung einer Halterung, wie beispielsweise einem Lufteinlaßkanal eines Kraftfahrzeuges. Die Befestigungsvorrichtung umfaßt eine flache Unterlegscheibe mit inneren und äußeren diskontinuierlichen Rändern, die durch eine Reihe von Rippen gebildet werden. Der innere Rand kommt elastisch mit dem Meßfühler in Eingriff, und der Meßfühler wird danach in der Halterung angeordnet, wo sich der äußere Rand elastisch biegt, um den Meßfühler in der Halterung zu halten.
Das frühere U.S.Patent Nr. 5148104 des Anmelders offenbart eine Nabeneinheit für das Messen der Drehzahl, die in einem eingebauten ABS oder TCS installiert ist, um die Drehzahl der Räder zu messen. Die Nabeneinheit umfaßt einen Meßfühler, der von einer Hauptachse der Nabe versetzt ist, um die Drehung eines Impulsrotors zu messen, der mit der sich drehenden Nabe gekoppelt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rollenlagereinheit mit einem Drehzahlmeßfühler, bei der das Eingreifen und das Lösen des Meßfühlers mit der Abdeckung leicht und sofort durchgeführt werden, um die Kosten zu reduzieren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rollenlagereinheit mit Drehzahlmeßfühler, bei der der Meßfühlerhalter abdichtend an der Abdeckung der Lagereinheit montiert ist, wobei die Montageleistung des Halters in der Abdeckung verbessert wird.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Rollenlagereinheit nach dem als Anhang beigefügten Patentanspruch bereit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Rollenlagereinheit;
2 eine perspektivische Darstellung der Abdeckung, die bei der Rollenlagereinheit der 1 benutzt wird;
3 eine perspektivische Darstellung des Endabschnittes des Kabelbaumes und der Meßfühlereinheit, die beim Rollenlager aus 1 verwendet werden;
4 eine Schnittdarstellung des Abschnittes IV in 1;
5 eine perspektivische Darstellung einer Kopplungsfeder, um die Meßfihlereinheit und die Abdeckung zu verbinden;
6 eine Schnittdarstellung des axial inneren Abschnittes des Rollenlagers, um ein weiteres Beispiel zu zeigen;
7 eine perspektivische Darstellung der Abdeckung aus 6;
8 eine perspektivische Darstellung des Endabschnittes des Kabelbaumes und der Meßfühlereinheit, die beim Rollenlager aus 1 verwendet werden;
9 eine perspektivische Darstellung einer eines Paares von Kopplungsfedern in 7;
10 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Kopplungsabschnittes zwischen der Abdeckung und der Meßfühlereinheit in 7;
11 eine Schnittdarstellung einer Rollenlagereinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, entsprechend dem rechten Abschnitt in 1;
12 eine perspektivische Darstellung des Halters, der in 11 installiert werden soll;
13 eine perspektivische Darstellung der Abdeckung, die in 11 verwendet werden soll;
14 eine Endansicht des zylindrischen Halteelementes, das in 11 verwendet wird;
15 eine perspektivische Darstellung des zylindrischen Halteelementes aus 11;
16 eine perspektivische Darstellung des Halters, auf der entgegengesetzten Seite der 12 aufgenommen;
17 eine perspektivische Darstellung des Halten in einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung;
18 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführung entsprechend dem rechten Abschnitt in 1;
19 eine perspektivische Darstellung des Halters, der in 11 installiert werden soll;
20 eine perspektivische Darstellung der Abdeckung, die in 11 verwendet werden soll,
21 eine Endansicht des zylindrischen Halteelementes, das in 11 verwendet wird;
22 eine schematische Darstellung eines grundlegenden Aufbaus des Drehzahlmeßfühlers;
23 eine schematische Darstellung eines grundlegenden Aufbaus des Drehzahlmeßfühlers;
24 eine grafische Darstellung, die einen Signalausgang von einem Paar Hall-Elementen des Meßfühlers zeigt;
25 eine grafische Darstellung, die ein synthetisches Meßfühlerausgangssignal der Signale von den Hall-Elementen zeigt.
1 bis 5 zeigen eine Rollenlagereinheit.
Die Rollenlagereinheit mit einem Drehzahlmeßfühler weist einen stationären Außenring 1, der eine Meßfühlereinheit 39 aufweist, die dadurch gehalten wird, und eine Nabe 2 auf, die durch den und innerhalb des Außenringes 1 drehbar gehalten wird. Die Nabe 2 weist eine daran befestigte Kodiereinrichtung 3 auf, deren Drehzahl durch die Meßfühlereinheit 39 nachgewiesen wird, die vom Außenring 1 gehalten wird.
Der stationäre Außenring 1 weist eine innere Umfangsfläche auf, die mit Außenringlaufbahnen 5 in Doppelreihen gebildet wird, während die drehbare Nabe 2 eine äußere Umfangsfläche aufweist, auf der eine erste Innenringlaufbahn 8a gebildet wird. Auf die Nabe 2 montiert und mit einer Mutter 6 befestigt, um eine drehbare Ringbaugruppe zusammen mit der Nabe 2 zu bilden, ist ein Innenring 7, der mit einer zweiten Innenringlaufbahn 8b ausgebildet ist.
Eine Vielzahl von Rollenelementen 9 ist zwischen der ersten und der zweiten Innenringlaufbahn 8a, 8b und den Außenringlaufbahnen 5 vorhanden und wird drehbar von einem Gehäuse 10 in jeder Reihe gehalten, so daß die Nabe 2 und der Innenring 7 drehbar innerhalb des Außenringes 1 gehalten werden.
Auf dem axial äußeren Endabschnitt der Nabe 2 in einem Abschnitt, der aus dem axial äußeren Ende des Außenringes 1 vorsteht, befindet sich ein Flansch 11, an dem ein Straßenrad (nicht gezeigt) montiert ist. Der Begriff „axial außen" bedeutet die Außenseite in der Breitenrichtung, wenn die Installation im Kraftfahrzeug erfolgt ist, und links in 1.
Am axial inneren Endabschnitt des Außenringes 1 befindet sich ein Montageabschnitt, durch den der Außenring 1 an einer Aufhängungsvorrichtung (nicht gezeigt) montiert wird. Der Begriff „axial innen" bedeutet die mittlere Seite in der Breitenrichtung, wenn die Installation im Kraftfahrzeug erfolgt ist, und rechts in 1.
Ein Dichtungsring 13 wird verwendet, um einen Raum zwischen dem axial offenen Endabschnitt des Außenringes 1 und der äußeren Umfangsfläche in einem axial dazwischenliegenden Abschnitt der Nabe 2 abzudecken.
Obgleich die veranschaulichte Rollenlagereinheit ein Kugellager ist, kann die Kegelrollenausführung bei schweren Fahrzeugen zur Anwendung gebracht werden.
Auf der äußeren Umfangsfläche des axial inneren Endabschnittes des Innenringes 7 in einem Abschnitt, der von der Innenringlaufbahn 8b getrennt ist, ist die Kodiereinrichtung 3 angebracht, die aus einer magnetischen Metallplatte besteht, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, und die in einer im allgemeinen ringförmigen Form mit L-förmigem Querschnitt mittels eines plastischen Verfahrens gebildet wird.
Die Öffnung am axial inneren Ende (rechtes Ende in 1) des stationären Außenringes 1 wird mittels einer Abdeckung 18 bedeckt. Diese Abdeckung 18 weist einen Hauptkörper 28, der zylindrisch ist und einen Boden aufweist, und der durch Spritzgießen bei Einsatz eines synthetischen Harzes hergestellt wird, und einen zylindrischen Körper 29 auf, der sich mittels Verbinder mit dem offenen Ende des Hauptkörpers 28 verbindet. Dieser zylindrische Körper 29 wird durch plastisches Formen von korrosionsverhinderndem Blech hergestellt, wie beispielsweise nichtrostendem Stahl, und zu einer im allgemeinen kreisförmigen Ringform mit einem L-förmigen Querschnitt geformt. Der zylindrische Körper 29 weist einen zylindrischen Abschnitt 30 für das Montieren und einen nach innen liegenden angeflanschten Abschnitt oder Randabschnitt 31 auf, der sich vom Basisendrand des zylindrischen Abschnittes 30 (rechter Rand in 1) nach innen in der radialen Richtung biegt. Durch Formen dieses nach innen liegenden angeflanschten Abschnittes 31 zum Hauptkörper 28, wenn das Spritzgießen des Hauptkörpers 28 durchgeführt wird, ist es möglich, diesen zylindrischen Körper 29 mit dem Öffnungsabschnitt des Hauptkörpers 28 zu verbinden.
Mehrere Durchgangslöcher 32 werden um diesen nach innen liegenden angeflanschten Abschnitt 31 diskontinuierlich in der Umfangsrichtung gebildet. Wenn das Spritzgießen des Hauptkörpers 28 durchgeführt wird, fließt das synthetische Harz, das beim Spritzgießen verwendet wird, in diese Durchgangslöcher 32 und verfestigt die Verbindung zwischen dem Hauptkörper 28 und dem zylindrischen Körper 29.
Der zylindrische Abschnitt 30 des zylindrischen Körpers 29 der Abdeckung 18, so konstruiert, wie es vorangehend beschrieben wird, wird am axial inneren Endabschnitt des Außenringes 1 mittels Preßpassung befestigt, so daß die Abdeckung 18 die Öffnung am axial inneren Ende des Außenringes 1 abdeckt. In diesem Zustand kommt außerdem die Stirnfläche des Öffnungsabschnittes des Hauptkörpers 28, oder mit anderen Worten, die Stirnfläche der zylindrischen Wand 36 um den äußeren Umfangsrand des Hauptkörpers 28 herum, mit der axial inneren Stirnfläche des Außenringes 1 in Berührung. Eine Nut wird durchgängig um die Stirnfläche der zylindrischen Wand 36 herum gebildet, und ein Runddichtring 33 wird innerhalb dieser Nut befestigt. Wenn die Stirnfläche der zylindrischen Wand 36 mit der axial inneren Stirnfläche des Außenringes 1 in Berührung ist, wird der Runddichtring 33 zwischen dieser axial inneren Fläche des Außenringes 1 und dem Boden der Nut in der zylindrischen Wand 36 elastisch zusammengedrückt und dichtet die Verbindung zwischen der Abdeckung 18 und dem Außenring 1 ab, um zu verhindern, daß Fremdsubstanzen, wie beispielsweise schlammhaltiges Wasser, in das Innere der Abdeckung 18 gelangen.
Andererseits paßt die Kodiereinrichtung 3 um das axial innere Ende (rechtes Ende in 1) des Innenringes 7, was zusammen mit der Nabe 2 die sich drehende Ringbaugruppe bildet. Diese Kodiereinrichtung 3 weist einen Haltering 34 und einen Dauermagneten 35 auf. Von diesen ist der Haltering 34 zu einer kreisförmigen Ringform mit einem L-förmigen Querschnitt durch Biegen von magnetischem Blech, wie beispielsweise SPCC, ausgebildet, und am axial inneren Ende des Innenringes 7 mittels einer Preßpassung befestigt. Außerdem wird der Dauermagnet 35 gebildet, indem beispielsweise durch Formen die axial innere Fläche des Halteringes 34 mit einem Gummi versehen wird, der mit Ferritpulver oder dergleichen imprägniert ist. Dieser Dauermagnet 35 ist längs der axialen Richtung (links und rechts in 1) magnetisiert, so daß sich die Polarität in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung abwechselt. Dementsprechend wechseln sich die Süd- und Nordpole in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung auf der axial inneren Fläche der Kodiereinrichtung 3 ab.
Außerdem wird in dem Teil der Bodenplatte 37 des Hauptkörpers 28, der die Abdeckung 18 bildet, ein Einsetzloch 38 in dem Abschnitt gebildet, der zur axial inneren Fläche des Dauermagneten 35 der Kodiereinrichtung 3 hin liegt, und es geht durch die Bodenplatte 37 entlang der axialen Richtung des Außenringes 1 hindurch. Der Kopfendabschnitt der Meßfühlereinheit 39 wird in dieses Einsetzloch 38 eingesetzt. Die Meßfühlereinheit 39 entspricht einem Meßfühler oder einem Halter, der den Meßfühler hält. Diese Meßfühlereinheit 39 weist auf: ein Magnetnachweiselement, wie beispielsweise ein Hall-Element oder ein Magnetwiderstandselement (MR-Element), dessen Kenndaten sich entsprechend der Richtung des Fließens des magnetischen Flusses verändern; eine integrierte Schaltung, die eine Wellenimpulsformerschaltung für das Formen der Ausgangswelle des Magnetnachweiselementes enthält; und einen Magnetpolschuh für das Führen des magnetischen Flusses vom Dauermagneten 35 (oder, d. h., das Fließen durch den Dauermagneten 35) zum Magnetnachweiselement, wobei alle in synthetischem Harz eingebettet sind. Ein Kabelbaum 46 ist ebenfalls vorhanden, so daß der Signalausgang als eine geformte Wellenform von der integrierten Schaltung zum Schaltelement (in der Fig. nicht gezeigt) gesendet wird, und das Ende des Kabelbaumes 46 ist direkt mit der Meßfühlereinheit 39 verbunden, wobei kein Verbinder benutzt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Kosten einer Rollenlagereinheit mit einem U/min-Meßfühler zu verringern, indem die Kosten des Verbinders weggelassen werden.
Diese Art von Meßfühlereinheit 39 weist einen kreisförmigen säulenförmigen Einsatzabschnitt 40, der sich an einem Abschnitt näher zum Kopfende (linkes Ende in 1) der Meßfühlereinheit 39 befindet, und einen nach außen liegenden flanschförmigen Randabschnitt 41 auf. Der Einsatzabschnitt 40 kann ungehindert ohne jegliches Spiel in das Einsetzloch 38 eingesetzt werden, und der Randabschnitt 41 wird für das Positionieren benutzt und ist am Basisende (rechtes Ende in 1) dieses Einsatzabschnittes 40 ausgebildet. Eine Nut für einen Eingriff wird um die äußere Fläche im Mittelteil des Einsatzabschnittes 40 gebildet, und ein Runddichtring 42 wird in jener Nut befestigt. Wenn der Einsatzabschnitt 40 durch das Einsetzloch 38 eingesetzt wird, wird der Runddichtring 42 zwischen der inneren Umfangsfläche des Einsetzloches 38 und dem Boden der Nut elastisch zusammengedrückt, wobei eine Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Einsatzabschnittes 40 und der inneren Umfangsfläche des Einsetzloches 38 gebildet wird. Mit anderen Worten, der Runddichtring 42 verhindert, daß Fremdsubstanzen, wie beispielsweise schlammhaltiges Wasser, durch das Einsetzloch 38 gelangen, um innerhalb der Abdeckung 18 und des Außenringes 1 zu gelangen. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen dem stationären Ring oder Außenring 1 und der Abdeckung 18 durch den Runddichtring 33 abgedichtet, und der eingesetzte Abschnitt der Meßfühlereinheit 39 auf der Abdeckung 18 wird durch den Runddichtring 42 abgedichtet, um so zu verhindern, daß Fremdsubstanzen in die Rollenlagereinheit gelangen, wodurch es möglich wird, die Haltbarkeit der Rollenlagereinheit zu sichern, zu verhindern, daß Fremdsubstanzen, wie beispielsweise magnetisches Pulver, an den Seiten des Dauermagneten 35 haften, der die Kodiereinrichtung 3 bildet, und die Genauigkeit des U/min-Nachweises aufrechtzuerhalten. Wenn ein X-Ring, der einen X-förmigen Querschnitt aufweist, oder irgendein anderer Dichtungsring anstelle des Runddichtringes als ein Dichtungsring für das Abdichten des eingesetzten Abschnittes der Meßfühlereinheit 39 in die Abdeckung 18 verwendet wird, ist es möglich, die Kraft zu verringern, die für das Einsetzen des Einsatzabschnittes 40 der Meßfühlereinheit 39 in das Einsetzloch 38 erforderlich ist, wodurch die Installation der Meßfühlereinheit 39 leichter gemacht wird.
Andererseits wird auf der Seite der äußeren Fläche der Bodenplatte 37 der Abdeckung 18 (rechte Seite in 1, und der Seitenfläche, entgegengesetzt dem Raum 43, wo die Rollenkörper 9 angeordnet sind, und der durch die Abdeckung 18 abgedeckt werden sollte) ein zylindrischer Körper 44 für einen Eingriff in dem Bereich gebildet, der die Öffnung des Einsetzloches 38 umgibt. Die innere Umfangsfläche dieses zylindrischen Körpers 44 bildet eine einzelne zylindrische Fläche zusammen mit der inneren Umfangsfläche des Einsetzloches 38. Außerdem entspricht bei dieser Ausführung die Seitenfläche am Ende des Öffnungsabschnittes des zylindrischen Körpers 44 dem Rand um die Öffnung des Einsetzloches 38 herum. Ebenfalls werden an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 konkave Abschnitte 45 an zwei Stellen auf entgegengesetzten Seiten in der diametralen Richtung gebildet. Diese konkaven Abschnitte sind ausreichend breiter als der Außendurchmesser des Drahtmaterials der Kopplungsfeder 47 (wird später beschrieben). Auf einer Seite eines jeden konkaven Abschnittes 45, speziell auf der inneren Fläche näher am Ende des zylindrischen Körpers 44 (rechte Seite in 4), wird eine Nut 48 in einem bogenförmigen Querschnitt entlang der gesamten Breite der konkaven Abschnitte 45 gebildet. Der Krümmungsradius dieser Nuten 48 ist der gleiche wie oder ein wenig größer als der Krümmungsradius der äußeren Umfangsfläche des Drahtmaterials, das die Kopplungsfeder 47 bildet.
Der angeflanschte Abschnitt oder Randabschnitt 41, der an der Basis der Meßfühlereinheit 39 gebildet wird, und der als eine Positionierungseinheit wirkt, kommt mit der Seitenfläche an dem Ende (rechtes Ende in 1) des zylindrischen Körpers 44 in Berührung, die ausgebildet ist, wie es vorangehend beschrieben wird, und er wird am zylindrischen Körper 44 mittels einer Kopplungsfeder 47 (später beschrieben) befestigt. Diese Feder 47 besteht aus nichtrostendem Federstahl oder Federstahl, der mit einem Chrom- oder Zinküberzug behandelt wurde, oder einem anderen Drahtmaterial, das elastisch und rostbeständig ist und mittels eines Biegeverfahrens gebildet wird. Wenn ein Drahtmaterial verwendet wird, das beschichtet wurde, wird es dehydriert, um einen verzögerten Bruch zu verhindern. Diese Feder 47 weist ein Paar Schenkel 49 für einen Eingriff, einen Sicherungsabschnitt 50 und ein Paar Verbindungsabschnitte 51 auf. Das Paar Schenkel 49 wird parallel zueinander, wenn es im zylindrischen Körper 44 installiert wird. Der Sicherungsabschnitt 50 ist für das Sichern des angeflanschten Abschnittes 41 an der Stirnfläche des zylindrischen Körpers 44 vorhanden, und das Paar Verbindungsabschnitte 51 ist vorhanden, um beide Enden des Sicherungsabschnittes 50 mit der Basis (oberes rechtes Ende in 5) der Schenkel 49 zu verbinden. Der Sicherungsabschnitt 50 weist einen U-förmig gebogenen Abschnitt 52 in der Mitte und ein Paar geradlinige Abschnitte 53 auf, die in entgegengesetzten Richtungen von beiden Enden des gebogenen Abschnittes 52 aus gebogen sind. Die Verbindungsabschnitte 51 sind an einem Ende davon in der gleichen Richtung von diesen geradlinigen Abschnitten 53 aus gebogen.
Wenn diese Art von Kopplungsfeder 47 eingesetzt wird, ist die Ebene, die das Paar Schenkel 49 einschließt, parallel zu der Ebene, die den Sicherungsabschnitt 50 einschließt, zumindestens während der Benutzung. Es wird jedoch eine elastische Kraft in der Richtung angewandt, die den Winkel des Übergangsabschnittes verkleinert, wo sich ein Ende des Verbindungsabschnittes 51 mit der Basis der Schenkel 49 verbindet, um den Raum zwischen diesen Ebenen zu verringern, wenn diese Kopplungsfeder 47 frei ist. Außerdem wird der Raum D₄₉ (siehe 5) zwischen den Hauptabschnitten der Schenkel 49 kleiner als der Raum Das (siehe 4) zwischen den konkaven Abschnitten 45. Das heißt, D₄₅ < Das Außerdem sind die Kopfenden der beiden Schenkel 49 in entgegengesetzten Richtungen nach außen gebogen, und der Raum zwischen den Enden der beiden Schenkel wird in der Richtung zum Kopfende der Schenkel 49 hin größer. Mit anderen Worten, je näher man am Kopfende der Schenkel 49 ist, desto größer ist der Raum zwischen den Schenkeln 49.
Andererseits ist eine Nut 54 für das Sichern der Feder 47 in der Basisstirnfläche des angeflanschten Abschnittes 41 ausgebildet, der um die Meßfühlereinheit 39 herum gebildet wird (Oberfläche entgegengesetzt dem Einsatzabschnitt 40, Oberfläche am rechten Ende in 1 und die Oberfläche vorn in 3), so daß der Sicherungsabschnitt 50 der Feder 47 ohne ein Spiel fest in die Nut 54 paßt. Diese Nut 54 weist einen gebogenen oder gekrümmten Abschnitt 55, der um das Basisende des Kabelbaumes 46 herum verläuft, und geradlinige Abschnitte 56 auf, die von den entgegengesetzten Enden des gebogenen Abschnittes 55 in entgegengesetzten Richtungen nach außen gebogen und zum äußeren Umfangsrand des angeflanschten Abschnittes 41 hin offen sind. Außerdem wird eine geneigte Fläche 57 auf dem Teil der Basisstirnfläche des angeflanschten Abschnittes 41 gebildet, die zur konvexen Seite des gebogenen Abschnittes 55 hin liegt. Diese geneigte Ebene 57 neigt sich in einer Richtung, so daß die Dicke des angeflanschten Abschnittes 41 in der Richtung zum Rand des angeflanschten Abschnittes 41 dünner wird. Mit anderen Worten, je näher man am Umfangsrand des angeflanschten Abschnittes 41 ist, desto geringer ist die Dicke des angeflanschten Abschnittes 41.
Die Arbeit des Installierens der Meßfühlereinheit 39 und des Befestigens dieser an der Abdeckung 18, wenn jedes vorangehend beschriebene Element zusammengesetzt wird, um die Rollenlagereinheit mit dem U/min-Meßfühler zu konstruieren, wird wie folgt durchgeführ. Zuerst wird der Einsatzabschnitt 40, der näher am Kopfende der Meßfühlereinheit 39 ist, in den zylindrischen Körper 44 und in das Einsetzloch 38 eingesetzt, bis der angeflanschte Abschnitt 41 mit der Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 in Berührung kommt. Die Abmessung eines jeden Teils wird so reguliert, daß ein kleiner Zwischenraum von gewünschter Breite (beispielsweise 0,5 mm) zwischen dem Nachweisabschnitt an der Stirnfläche des Einsatzabschnittes 40 der Meßfühlereinheit 39 und der axial inneren Fläche des Dauermagneten 35 der Kodiereinrichtung 3 vorhanden ist. Als nächstes wird die Kopplungsfeder 47 zwischen dem zylindrischen Körper 44 der Abdeckung 18 und der Meßfühlereinheit 39 angeordnet, um den angeflanschten Abschnitt 41 gegen die Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 zu pressen.
Die Arbeit des Installierens der Kopplungsfeder 47 zwischen dem zylindrischen Körper 44 der Abdeckung 18 und der Meßfühlereinheit 39 wird durch Einsetzen von zuerst den Enden des und danach des Hauptabschnittes des Paares der Schenkel 49 der Feder 47 in die konkaven Abschnitte 45 des zylindrischen Körpers 44 durchgeführt. Der Raum zwischen den Enden der beiden dieser Schenkel 49 wird zum Kopfende hin größer, so daß der Einsetzvorgang einfach ist. Während die Schenkel 49 eingesetzt werden, bewegen sich die geradlinigen Abschnitte 53 des Sicherungsabschnittes 50 über die geneigte Ebene 57, die auf dem angeflanschten Abschnitt 41 gebildet wird. In diesem Zustand, wenn das Einsetzen fortgesetzt wird, paßt der Sicherungsabschnitt 50 in die Nut 54, die auf der Basisstirnfläche des angeflanschten Abschnittes 41 gebildet wird. Wenn er eingesetzt wird, ist der Raum zwischen dem Paar der Verbindungsabschnitte 51, die dem Sicherungsabschnitt 50 am nächsten sind, etwas größer ausgeführt als der Außendurchmesser des angeflanschten Abschnittes 41, so daß sich die Teile des Paares der Verbindungsabschnitte 51, die zum äußeren Umfangsrand des angeflanschten Abschnittes 41 hin liegen, nicht mit dem äußeren Umfangsrand des angeflanschten Abschnittes 41 stören.
Mit dem Sicherungsabschnitt 50 in die Nut 54 eingepaßt, preßt die Kopplungsfeder 47 den angeflanschten Abschnitt 41 gegen die Stirnfläche des zylindrischen Körpers 44 mit einer angemessenen Kraft (beispielsweise 10 kg Kraft) und koppelt die Meßfühlereinheit 39 mit der Abdeckung 18. Außerdem wird sich in diesem Zustand in Abhängigkeit vom Sitz der Schenkel 49 in den Nuten 48 und dem Sitz des Sicherungsabschnittes 50 in der Nut 54 die Kopplungsfeder 47 nicht zufällig von der Meßfühlereinheit 39 und dem zylindrischen Körper 44 lösen. Im Ergebnis dessen wird sich die Meßfühlereinheit 39 nicht zufällig von der Abdeckung 18 lösen.
Um die Meßfühlereinheit 39 aus der Abdeckung 18 zu entfernen, ist die vorangehende Verfahrensweise in der umgekehrten Reihenfolge zu befolgen. Zuerst wird die Kopplungsfeder 47 zwischen der Abdeckung 18 und der Meßfühlereinheit 39 entfernt. Wenn das getan wird, wird zuerst der Sicherungsabschnitt 50 von der Basisendfläche des angeflanschten Abschnittes 41 angehoben, danach wird das Paar Schenkel 49 aus den konkaven Abschnitten 45 herausgezogen. Nachdem die Feder 47 entfernt wude, wird der Einsatzabschnitt 40 der Meßfühlereinheit 39 aus dem Einsetzloch 38 und aus dem Inneren des zylindrischen Körpers 44 entfernt.
Das Installieren oder Entfernen der Kopplungsfeder 47 zwischen dem zylindrischen Körper 44 der Abdeckung 18 und der Meßfühlereinheit 39 kann relativ leicht und schnell durchgeführt werden, wenn man damit vergleicht, daß man Klemmschrauben anziehen und lösen muß. Außerdem wird der Umfang der Arbeit, der für das Installieren oder Entfernen der Meßfühlereinheit 39 aus der Abdeckung 18 erforderlich ist, verringert, und das ermöglicht die Verringerung der Kosten der Rollenlagereinheit mit dem U/min-Meßfühler ebenso wie die Verringerung der Reparaturkosten.
In der vorangehenden Erklärung, zusammen mit dem Veranlassen, daß der Raum D₄₉ zwischen dem Paar Schenkeln 49 der Kopplungsfeder 47 in einem unbehinderten Zustand kleiner ist als der Raum D₄₅ zwischen dem Paar der konkaven Abschnitte 45, die auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet werden, werden die Nuten 48 in den konkaven Abschnitten 45 gebildet. Wenn der Raum D₄₉ jedoch kleiner ist als der Raum D₄₅, sind die Nuten 48 nicht erforderlich. Beispielsweise, wie in 1 gezeigt wird, wenn die konkaven Abschnitte 45 in einer Nutenform gebildet werden, die eben gestattet, daß die Schenkel 49 fest hineinpassen, ist es möglich zu verhindern, daß die Schenkel zufällig aus den konkaven Abschnitten 45 herausgehen. Umgekehrt, wenn Nuten 48 gebildet werden, ist es möglich zu verhindern, daß die Schenkel 49 zufällig aus den konkaven Abschnitten 45 herausgehen, selbst wenn der Raum D₄₉ nicht kleiner ist als der Raum D₄₅. Jedenfalls sind die in 4 und 5 gezeigten Formen und Abmessungen wünschenswert, um eine angemessene Festigkeit in der Verbindung zwischen der Abdeckung 18 und der Meßfühlereinheit 39 mittels der Feder 47 beizubehalten und es leichter zu machen, die Feder 47 zu installieren oder zu entfernen.
Als nächstes wird eine alternative Rollenlagereinheit in 6 bis 10 gezeigt. Bei dieser Lagereinheit wird die Meßfühlereinheit 39 mit dem zylindrischen Körper 44 der Abdeckung 18 bei verwendung eines Paares Federn 47 verbunden. Daher werden zwei Halterungsteile 72 in einem Satz, getrennt voneinander, an zwei Stellen auf entgegengesetzten Seiten in der diametralen Richtung auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet. Diese Halterungsteile 72 sind in einer Bogenform ausgebildet, so daß das Kopfende oder die Drehzapfenabschnitte 73, die an beiden Enden der Feder 47 gebildet werden (was später beschrieben wird) wobei sie gehalten werden können, so daß sie sich unbehindert auf der Innenseite der Halterungsteile 72 hin- und herbewegen. Dieses Paar von Halterungsteilen 72 wird auf entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung auf der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet, so daß keine Störung der Federn 47 mit anderen Teilen zu verzeichnen ist, während sich das Paar der Federn 47 hin- und herbewegt, das drehbar von diesen Halterungsteilen 72 gehalten wird.
Das Paar der Federn 47 weist einen geradlinigen Sicherungsabschnitt 50, ein Paar Drehzapfenabschnitte 73 und ein Paar elastische Schenkel 74 auf, die zu einer „V"-Form gebogen sind, um den Sicherungsabschnitt 50 mit dem Paar der Drehzapfenabschnitte 73 zu verbinden, wie in 9 gezeigt wird. Die elastischen Schenkel 74 werden in der Richtung der Dehnung elastisch verformt, wenn eine Zugkraft angewandt wird, wodurch es möglich gemacht wird, daß der Sicherungsabschnitt 50 und die Drehzapfenabschnitte 73 voneinander getrennt werden. Das Paar der Drehzapfenabschnitte 73 an beiden Enden der Kopplungsfedern 47 ist ausgerichtet, um sich an die Halterungsteile 72 anzupassen, die beide Drehzapfenabschnitte 73 halten, wodurch bewirkt wird, daß die Drehzapfenabschnitte 73 entsprechend geneigt werden. Außerdem ist der Raum D₇₃ zwischen den Kopfenden des Paares der Halterungen 72 in einem unbehinderten Zustand ausreichend größer als der Raum D₇₂ zwischen dem Paar der Drehzapfenabschnitte 73. Das heißt, D₇₃ > D₇₂.
Andererseits wird ein Paar parallele Nuten 54 in der Basisendfläche des angeflanschten Abschnittes 41 der Meßfühlereinheit 39 gebildet, wobei der Kabelbaum 46 dazwischen angeordnet wird. Die Sicherungsabschnitte 50 der Federn 47 passen fest in diese Nuten 54. Außerdem werden auf den entgegengesetzten Seiten in der radialen Richtung der Basisendfläche des angeflanschten Abschnittes 41 geneigte Flächen 57 auf der äußeren Umfangsseite der Nuten in Richtung der Ränder gebildet, so daß die Dicke des angeflanschten Abschnittes 41 in Richtung des Randes des angeflanschten Abschnittes 41 von den Nuten 54 aus kleiner wird.
Um die vorangehend beschriebene Meßfühlereinheit 39 innerhalb des zylindrischen Körpers 44 zu halten und zu befestigen, werden zuerst die Drehzapfenabschnitte 73 des Paares der Federn 47 mit einem Paar der Halterungsteile 72 entsprechend in Eingriff gebracht. Diese Arbeit kann leicht in einem breiten Raum durchgeführt werden. Durch Hin- und Herbewegen des Paares der Federn 47 in Richtung der Seite des zylindrischen Körpers 44 werden die Sicherungsabschnitte 50 von der Öffnung des zylindrischen Körpers 44 weg bewegt, und in dem Zustand wird der Einsatzabschnitt 40 der Meßfühlereinheit 39 in das Einsetzloch 38 innerhalb des zylindrischen Körpers 44 eingesetzt, bis der angeflanschte Abschnitt 41 mit der Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 in Berührung kommt. In diesem Zustand werden die Abmessungen eines jeden Teils so reguliert, daß der sehr kleine vorgegebene Raum zwischen dem Meßfühler an der Kopfendfläche des Einsatzabschnittes 40 der Meßfühlereinheit 39 und der axial inneren Fläche des kreisförmigen Ringabschnittes 16 der Kodiereinrichtung 3 vorhanden ist. Als nächstes wird das Paar der Kopplungsfedem 47 in der Richtung hin- und herbewegt, die die Sicherungsabschnitte 50 näher an den angeflanschten Abschnitt 41 heranbringt, so daß die Sicherungsabschnitte 50 mit dem Paar der Nuten 54 in Eingriff gebracht werden, das auf der Basisendfläche des angeflanschten Abschnittes 41 gebildet wird. Wenn das erfolgt, werden sich die elastischen Schenkel 74 infolge des Eingriffes der Sicherungsabschnitte 50 und der geneigten Flächen 57 elastisch dehnen. Ebenfalls, wenn die Sicherungsabschnitte 50 mit den Nuten 54 in Ausrichtung sind, schrumpft die gesamte Länge der elastischen Schenkel 74 elastisch, um den Eingriff der Sicherungsabschnitte 50 und der Nuten 54 beizubehalten.
Die Meßfühlereinheit 39 wird von der Abdeckung 18 durch Befolgen der vorangehenden Verfahrensweise in der umgekehrten Reihenfolge entfernt. Die Federn 47 werden zur Seite des zylindrischen Körpers 44 hin- und herbewegt, und die Sicherungsabschnitte 50 der Federn 47 werden aus den Nuten 54 entfernt. Durch Bewegen der Sicherungsabschnitte 50 weg von der Öffnung des zylindrischen Körpers 44 kann der Einsatzabschnitt 40 der Meßfühlereinheit 39 aus dem Einsetzloch 38 innerhalb des zylindrischen Körpers 44 herausgezogen werden.
Bei diesem Beispiel wird eine Kodiereinrichtung 3, die mit der identisch ist, die in der früheren Konstruktion eingesetzt wird, die in der Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung JITSUKAI HEI Nr. 7-31539 gezeigt wird, um das axial innere Ende des Innenringes 7 angebracht, was zusammen mit der Nabe 2 die sich drehende Ringbaugruppe bildet. Insbesondere bei der Konstruktion dieses Beispiels wird ein abgestufter Abschnitt 69 mit kleinem Durchmesser auf dem Teil des axial inneren Endes des Innenringes 7 gebildet, der in der axialen Richtung von der Innenringlaufbahn 8 absteht und mit dem Innenring 7 konzentrisch ist.
Ebenfalls paßt der zylindrische Abschnitt 15 der Kodiereinrichtung 3 um den abgestuften Abschnitt 69. Der Grund für das Bilden dieser Art von abgestuftem Abschnitt 69 ist, daß es nicht erforderlich ist, den Durchmesser der Abdeckung 18 zu vergrößern, und daß die Kodiereinrichtung 3 zur Kopfendfläche des Einsatzabschnittes 40 der Meßfühlereinheit 39 hin liegt.
Mit anderen Worten, damit die Rollenelemente 9 nicht aus der Innenringlaufbahn 8b herausgehen, die um die äußere Umfangsfläche des Innenringes 7 gebildet wird, selbst wenn eine große Axialbeanspruchung oder Momentenbeanspruchung bei der Rollenlagereinheit erfolgt, muß ein Vorsprung 70 mit einem angemessen großen Außendurchmesser auf dem Abschnitt gebildet werden, der in der axialen Richtung von der Innenringlaufbahn 8 am axial inneren Ende des Innenringes 7 absteht. Andererseits, um die U/min. der sich drehenden Ringbaugruppe, die den Innenring 7 einschließt, nachzuweisen, muß der kreisförmige Abschnitt 16 der Kodiereinrichtung zur Kopfendfläche des Einsatzabschnittes 40 hin liegen. Durch Anbringen des zylindrischen Abschnittes 15 der Kodiereinrichtung 3 um den Vorsprungabschnitt 70 selbst, wird der Durchmesser des kreisförmigen Abschnittes 16 größer als erforderlich, und daher muß der Durchmesser der Abdeckung 18, die die Meßfühlereinheit 39 hält, die zu diesem kreisförmigen Abschnitt 16 hin liegt, größer werden als erforderlich. Daher ist es durch Bilden eines abgestuften Abschnittes 69, wie es vorangehend bechrieben wird, und Anbringen der Kodiereinrichtung 3 um diesen abgestuften Abschnitt 69 herum möglich zu verhindern, daß der Durchmesser der Kodiereinrichtung 3 und der Abdeckung 18 größer werden als erforderlich, und es ist möglich, eine kompaktere Rollenlagereinheit mit einem U/min-Meßfühler herzustellen. Natürlich ist diese Konstruktion nicht auf nur diese Rollenlagereinheit begrenzt, sondern könnte gleichermaßen ebensogut bei anderen Lagereinheiten zur Anwendung gebracht werden.
Außerdem wird in der in den Fig. gezeigten Rollenlagereinheit ein zylindrischer Abschnitt 71 am axial inneren Ende der Nabe 2 gebildet, und der Innenring 7 wird mit der Nabe 2 verbunden und daran befestigt, indem durch Bördeln nach außen in der radialen Richtung der Abschnitt erweitert wird, der von der axial inneren Fläche des Innenringes 7 am Kopfende dieses zylindrischen Abschnittes 71 absteht. Indem diese Art von Konstruktion übernommen wird, ist es möglich, die Kosten der Rollenlagereinheit zu verringern, wenn man mit der früheren Konstruktion der JP Veröffentlichung HEI Nr. 7-31539 oder dem in 1 gezeigten ersten Beispiel vergleicht, indem die Anzahl der Teile und der Umfang der Arbeit, die für die Montage erforderlich sind, verringert werden. Wenn das Kopfende des zylindrischen Abschnittes 71 durch Bördeln nach außen in der radialen Richtung erweitert wird, wird eine Kraft nach außen in der radialen Richtung auf einen Teil des Innenringes 7 angewandt. Wenn diese Kraft groß ist, könnte der Durchmesser der Innenringlaufbahn 8 verändert werden, um so die Vorbelastung zu verändern, die auf die Rollenelemente 9 angewandt wird. Bei diesem Beispiel wird jedoch das meiste der Kraft, die sich aus dem Erweitern des Kopfendes des zylindrischen Abschnittes 71 durch Bördeln ergibt, durch den abgestuften Abschnitt 69 aufgenommen und nicht auf die Innenringlaufbahn 8 angewandt. Daher gibt es kaum eine Veränderung bei der Vorbelastung. Diese Art der Konstruktion kann ebensogut bei anderen Beispielen angewandt werden.
Bei dieser Rollenlagereinheit wurde die verwendete Kodiereinrichtung 3 aus magnetischem Material mit mehreren Durchgangslöchern 17 in der Form von Schlitzen hergestellt, die um den kreisförmigen Ringabschnitt 16 herum ausgebildet sind. Die Konstruktion des in der Meßfühlereinheit 39 installierten Meßfühlers ist ebenfalls anders als die, die einen Dauermagneten aufweist, der als die Kodiereinrichtung verwendet wird. Die Konstruktion und die Verwendung dieser Art von Meßfühler sind jedoch bekannt, so daß eine detaillierte Erklärung davon weggelassen wird. In dem Fall, daß ein MR-Elelement im Meßfühler verwendet wird, muß die Ausrichtung der MR-Elemente durch die Beziehung der Längsrichtung der Durchgangslöcher 17 (radiale Richtung des kreisförmigen Abschnittes 16) reguliert werden. In diesem Beispiel ist es möglich, die Richtung der Meßfühlereinheit 39 mit Bezugnahme auf die Abdeckung 18 durch Eingriff zwischen den Sicherungsabschnitten 50 und den Nuten 54 zu regulieren, und daher ist es möglich, die Ausrichtung des MR-Elementes durch seine Beziehung mit der Längsrichtung der Durchgangslöcher 17 ohne jegliches spezielles Hilfsmittel für das Positionieren zu regulieren.
11 bis 16 zeigen eine Ausführung der vorliegenden Erfindung, die mit im wesentlichen den gleichen Elementen wie beim ersten Beispiel in 1 bis 5 konstruiert ist, beispielsweise betreffs des Außenringes 1, der Abdeckung 18 und der Nabe 2, usw.
Eine Kodiereinrichtung 3 paßt um das axial innere Ende (rechtes Ende in 11) des Innenringes 7, was zusammen mit der Nabe 2 den sich drehenden Ring bildet. Der Innenring 7 wird an der Nabe 2 durch Bördeln des axial inneren Endes der Nabe 2 radial nach außen befestigt, nachdem der Innenring 7 auf dem axial inneren Ende der Nabe 2 angebracht ist. Die Kodiereinrichtung 3 wird zu einer kreisförmigen Ringform mit einem L-förmigen Querschnitt durch Biegen des magnetischen Bleches, wie beispielsweise SPCC, ausgebildet und weist einen zylindrischen Körper 15 und einen kreisförmigen Ringabschnitt 16 auf, der sich radial nach außen vom axial inneren Ende des zylindrischen Körpers 15 aus erstreckt. Dieser kreisförmige Ringabschnitt 16 ist mit einer Anzahl von Durchgangslöchern 17 in Schlitzform in einer radialen Richtung mit einem gleichmäßigen Abstand in einer Umfangsrichtung versehen, so daß sich die Polarität des kreisförmigen Ringabschnittes 16 in gleichen Abständen um die Umfangsrichtung herum abwechselt.
Außerdem wird in dem Teil der Bodenplatte 37 des Hauptkörpers 28, der die Abdeckung 18 bildet, ein Einsetzloch 38 in dem Abschnitt gebildet, der zum kreisförmigen Ringabschnitt 16 der Kodiereinrichtung 3 hin liegt, und das Einsetzloch 38 wird in einem kreisförmigen Querschnitt gebildet und ist mit einer Nut 172 versehen.
In einem Teil der äußeren Fläche (rechte Fläche in 11) der Bodenplatte 37 wird ein zylindrischer Körper 44 gebildet, der die Öffnung des Einsetzloches 38 umgibt. Die innere Umfangsfläche des Abschnittes der Basishälfte (rechter halber Abschnitt in 11) des zylindrischen Körpers 44 und die innere Umfangsfläche des Einsetzloches 38 bilden eine einzige zylindrische Fläche.
Der Innendurchmesser des Abschnittes der Kopfhälfte oder der Abschnitt mit größerem Durchmesser (rechter halber Abschnitt in 11) des zylindrischen Körpers 44 ist größer als der Innendurchmesser des Einsetzloches 38 und des Abschnittes der Basishälfte des zylindrischen Körpers 44. Der Abschnitt 155 mit größerem Durchmesser, der auf diese Weise gebildet wird, setzt sich durch einen abgestuften Abschnitt 156 zu einem Abschnitt fort, der sich vom Einsetzloch 38 fortsetzt.
Ein Halter 129 aus synthetischem Harz, der darin einen Meßfühler eingebettet aufweist, wird auf dem zylindrischen Körper 44 mittels eines Paares von Federn 47 unbeweglich verbunden. Daher wird an zwei Stellen, die zueinander in einer diametralen Richtung auf einem Teil der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gegenüberliegend sind, ein Paar Halterungsteile 72 mit einem Raum dazwischen bereitgestellt, wie in 15 gezeigt wird. Die Halterungsteile 72, vier insgesamt, sind in einer Bogenform ausgebildet, in der Drehzapfenabschnitte 73, die an beiden Enden der Feder 47 gebildet werden, drehbar innerhalb der Halterungsteile 72 entsprechend gehalten werden.
Die Beschreibung in 6 bis 10 kann auf die Halterungsteile 72, die Feder 47, usw. bezogen werden. Die Feder 47, die bei dieser Ausführung verwendet wird, ist die gleiche wie die, die in 9 und 10 gezeigt wird.
Der Halter 129 entspricht der Meßfühlereinheit 39 in 8, und die Beschreibungen der Meßfühlereinheit 39 in 8 beziehen sich auf die vorliegende Ausführung, insbesondere die Nuten 54, die geneigte Fläche 57, usw.
Der Halter 129 weist einen zylindrischen Einsatzabschnitt 40 auf, der sich vom angeflanschten Abschnitt 41 fortsetzt. Der Einsatzabschnitt 40 weist auf: einen Abschnitt 60 mit größerem Durchmesser auf der Basisseite näher am angeflanschten Abschnitt 41; einen Abschnitt 61 mit kleinerem Durchmesser an der Kopfseite distal vom angeflanschten Abschnitt 41; und einen abgestuften Abschnitt 168, um die Abschnitte 60, 61 mit größerem Durchmesser und kleinerem Durchmesser miteinander zu verbinden.
Der Abschnitt 60 mit größerem Durchmesser weist einen Durchmesser derart auf, daß er in den Abschnitt 155 mit größerem Durchmesser des zylindrischen Körpers 44 ohne jeglisches Spiel eingesetzt werden kann, während der Abschnitt 61 mit kleinerem Durchmesser einen Durchmesser derart aufweist, daß er in das Einsetzloch 38 ohne jegliches Spiel eingesetzt werden kann.
Eine Nut 169 ist um die äußere Umfangsfläche in der Mitte des Abschnittes 60 mit größerem Durchmesser des Halters 129 ausgebildet, und ein Runddichtring 42 ist in jener Nut 169 befestigt. Der Außendurchmesser des Runddichtringes 42 ist größer als der Innendurchmesser des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser des zylindrischen Körpers 44 in einem freien Zustand, wo er in der Nut 169 angebracht wird. Andererseits, wenn der Abschnitt 60 mit größerem Durchmesser in den Abschnitt 155 mit größerem Durchmesser des zylindrischen Körpers 44 eingesetzt wird, wird der Runddichtring 42 zwischen der inneren Umfangsfläche des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser und dem Boden der Nut 169 elastisch zusammengedrückt, wodurch eine Abdichtung zwischen der äußeren Fläche des Halters 129 und der Abdeckung 18 gebildet wird.
Auf dem Teil der äußeren Umfangsfläche des Abschnittes 61 mit kleinerem Durchmesser, der vom Runddichtring 42 versetzt ist, ist ein Vorsprung 171 angeordnet, wie in 12 gezeigt wird, der sich in der axialen Richtung des Abschnittes 61 mit kleinem Durchmesser erstreckt.
Eine einzige zylindrische Fläche wird durch die innere Umfangsfläche und das Einsetzloch 38 und einen Abschnitt der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet.
Auf der inneren Umfangsfläche des Einsetzloches 38 und auf einem Teil des Abschnittes der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 befindet sich eine Nut 172 für einen Eingriff mit dem Vorsprung 171 ohne Spiel, die in der axialen Richtung des Einsetzloches 38 und des zylindrischen Körpers 44 gebildet wird. Durch Eingriff des Vorsprunges 171 in die Nut 172 wird der Halter 129 in einer Umfangsrichtung positioniert.
Andererseits kann der Vorsprung 171 auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet werden, während die Nut 172 auf der äußeren Umfangsfläche des Halters 129 gebildet werden kann, was in der Anordnung zur Ausführung in 12 und 13 umgekehrt ist.
Durch Steuern der Beziehung zwischen der Installationsposition des Vorsprunges 171 und der Nut 172 und der Installationsposition des Runddichtringes 42 auf irgendeine Art wird der Vorsprung 171 mit der Nut 172 in Eingriff gebracht, bevor der Runddichtring 42 zwischen der Bodenfläche der Nut 169 und der inneren Umfangsfläche des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser des zylindrischen Körpers 44 aufgenommen wird. Dementsprechend ist bei der veranschaulichten Ausführung, wenn der Halter 129 an der Abdeckung 18 montiert ist, der Abstand L₁ vom Stufenabschnitt 156 auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 zur Kopfendfläche des Halters 129 größer als der Abstand L₂ vom Seitenrand der Nut 169 mit darin installiertem Runddichtring 42, näher am Kopfende (linker Seitenrand in 11), zur axial inneren Fläche des angeflanschten Abschnittes 41 des Halters 129. Das heißt, L₁ > L₂. Dementsprechend könnte bei dieser Ausführung der Halter 129 nicht in den zylindrischen Körper 44 und das Einsetzloch 38 eingesetzt werden, wenn nicht der Vorsprung 171 mit der Nut 172 in Eingriff ist, bevor der Runddichtring 42 in das Innere des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser gedrückt wird. Folglich kann der Halter 129 zwangläufig peripher innerhalb des Einsetzloches 38 und des zylindrischen Körpers 44 positioniert werden, bevor der Runddichtring 42 zwischen der Bodenfläche der Nut 169 und der inneren Umfangsfläche des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser gehalten wird. Nachdem der Runddichtring 42 zwischen der Bodenfläche der Nut 169 und der inneren Umfangsfläche des Abschnittes 155 mit größerem Durchmesser des zylindrischen Körpers 44 gehalten und danach elastisch zusammengedrückt wird, ist dementsprechend das, was getan werden muß, daß der Halter 129 in das Einsetzloch 38 und den zylindrischen Körper 44 eingepaßt werden muß. Daher wird die Arbeit für das Installieren des Halters 129 in der Abdeckung 18 wirksam durchgeführt.
Um den Halter 129 innerhalb des zylindrischen Körpers 44 aufzunehmen und zu befestigen, werden die Drehzapfenabschnitte 73 der Feder 47 entsprechend mit den Halterungsteilen 72 in Eingriff gebracht. Dieser Eingriff kann an einer Stelle in einem breiten Raum durchgeführt werden. Danach wird das Paar der Federn 47 hin- und herbewegt und zu einer Seite des zylindrischen Körpers 44 verschoben, so daß die Sicherungsabschnitte 50 der Federn 47 aus dem Öffnungsabschnitt des zylindrischen Körpers 44 zurückgezogen werden, und in diesem Zustand wird der zylindrische Einsatzabschnitt 40 des Halters 129 in den zylindrischen Körper 44 eingesetzt und danach in das Einsetzloch 38, um so zu bewirken, daß der angeflanschte Abschnitt 41 mit der Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 in Berührung kommt. Während dieses Vorganges wird der Vorsprung 171 mit der Nut 172 in Eingriff gebracht, um den Halter 129 in der Umfangsrichtung zu positionieren.
Die Abmessungen der entsprechenden Bauteile werden so gesteuert, daß, wenn der angeflanschte Abschnitt 41 an die Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 während des Positionierens des Halters 129 in der Umfangsrichtung anstößt, ein kleiner Zwischenraum mit einer gewünschten Abmessung zwischen dem Nachweisabschnitt auf der Kopfendfläche des Einsatzabschnittes 40 und der axial inneren Fläche des kreisförmigen Ringabschnittes 16 der Kodiereinrichtung 3 vorhanden ist.
Zwischen dem Stufenabschnitt 168, der im Zwischenabschnitt der zylindrischen Einsatzabschnitte 40 des Halters 129 gebildet wird, und dem Stufenabschnitt 156, der auf der inneren Umfangsfläche im Zwischenabschnitt des zylindrischen Körpers 44 gebildet wird, ist ein Zwischenraum vorhanden. Danach wird das Paar der Federn 47 für eine Verschiebung so hin- und herbewegt, daß die Sicherungsabschnitte 50 näher an den angeflanschten Abschnitt 41 heran bewegt werden, was veranlaßt, daß die Sicherungsabschnitte 50 mit den Nuten 54 in Eingriff kommen, die in der Basisendfläche des angeflanschten Abschnittes 41 gebildet werden. Während dessen dehnen sich die Schenkel 61 in elastischer Weise, basierend auf dem Eingriff zwischen den Sicherungsabschnitten 50 und der geneigten Fläche 57. In dem Zustand, wo die Sicherungsabschnitte 50 mit den Nuten 54 in Ausrichtung sind, wird die gesamte Länge der Schenkel 61 elastisch geschrumpft, um den Eingriff zwischen den Sicherungsabschnitten 50 und den Nuten 54 aufrechtzuerhalten.
Übrigens, passierend auf der peripheren Positionierung des Halters 129, die wiederum auf dem Eingriff zwischen dem Vorsprung 171 und der Nut 172 basiert, werden die Sicherungsabschnitte 50 und die Nuten 54 richtig in Phase gesteuert.
Bei den veranschaulichten Ausführungen stößt der angeflanschte Abschnitt 41 des Halters 129 an die Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44, und die Eingriffsposition des angeflanschten Abschnittes 41 mit dem zylindrischen Körper 44, genau gesagt, die Position der einen Seitenfläche des angeflanschten Abschnittes 41, wird als eine Bezugsfläche für den Formvorgang benutzt, um den Halter 129 durch Spritzgießen aus synthetischem Harz herzustellen.
Zwischen dem Stufenabschnitt 168, der im Zwischenabschnitt des Halters 129 gebildet wird, und dem Stufenabschnitt 156, der auf der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet wird, ist ein Zwischenraum vorhanden. Im Gegensatz dazu ist es möglich, zu veranlassen, daß bei einer Konstruktion die Stufenabschnittean 168, 156 miteinander so in Eingriff gebracht werden, daß der angeflanschte Abschnitt 168 als eine Bezugsfläche für den Formvorgang benutzt wird, um den Halter 129 durch Spritzgießen aus synthetischem Harz herzustellen. In diesem Fall ist ein Zwischenraum vorhanden, der zwischen dem angeflanschten Abschnitt 41 und der Kopfendfläche des zylindrischen Körpers 44 gebildet wird. Irgendwie stößt ein Abschnitt des Halters 129, der vom Kopfendabschnitt des Halters 129 getrennt ist, an den zylindrischen Körper 44 oder den peripheren Abschnitt der Öffnung des Einsetzloches 38, um so den Halter 129 in der axialen Richtung (Einsetzrichtung) zu positionieren.
Betreffs des Verfahrens, um den Halter 129 aus der Abdeckung 18 zu entfernen, und betreffs der Elemente, wie beispielsweise des Stufenabschnittes 69, der auf dem axial inneren Ende des Innenringes 7 gebildet wird, und des zylindrischen Abschnittes 71, der auf dem axial inneren Ende der Nabe 2 gebildet wird, bezieht man sich auf die Beschreibungen der Rollenlagereinheiten in 6 bis 10.
17 zeigt ein weiteres Beispiel der Ausführungen der vorliegenden Erfindung, wo der Vorsprung 171 für einen Eingriff in einem Abschnitt des Abschnittes 61 mit kleinerem Durchmesser des zylindrischen Einsatzabschnittes 40 des Halters 129 vorhanden ist, außer beim Kopfendabschnitt (linker Endabschnitt in 17) des Abschnittes 61 mit kleinerem Durchmesser. Die Position des Kopfendes des Vorsprunges 171 wird so gesteuert, daß der Vorsprung 171 in die Nut 172 in der Abdeckung 18 (13 und 14) gelangt, bevor der Runddichtring 42, der in der Nut 169 montiert ist, in das Innere mit Bezugnahme auf die innere Umfangsfläche der Abdeckung 18 gelangt. Obgleich es nicht veranschaulicht wird, kann der Vorsprung 171 für einen Eingriff nur am Kopfendabschnitt des Abschnittes 61 mit kleinerem Durchmesser des zylindrischen Einsatzabschnittes 40 gebildet werden.
18 bis 21 zeigen ein weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung, wo der Innendurchmesser des zylindrischen Körpers 44 auf der äußeren Fläche der Abdeckung 18 im wesentlichen der gleiche ist wie der Innendurchmesser des Einsetzloches 38 längs im wesentlichen der gesamten Länge. Ein nach außen aufgeweiteter Abschnitt 176 wird am peripheren Abschnitt der Öffnung des zylindrischen Körpers 44 gebildet, so daß der Runddichtring 42 zwischen dem nach außen aufgeweiteten Abschnitt 176, der äußeren Umfangsfläche des Basisendes des zylindrischen Einsatzabschnittes 40 des Halters 129 und einer Seitenfläche des angeflanschten Abschnittes 41 elastisch zusammengepreßt wird. Bei diesem Beispiel ist der nach außen aufgeweitete Abschnitt 176 ein Abschnitt der Abdeckung 18.
Der Vorsprung 171 wird mit der Nut 172 in Eingriff gebracht, bevor der Runddichtring zwischen der äußeren Umfangsfläche des Basisendes des zylindrischen Einsatzabschnittes 40 und dem geneigten Abschnitt 176 gehalten wird. Dementsprechend wird der Halter 129 zwangläufig peripher innerhalb des Einsetzloches 38 und des zylindrischen Körpers 44 positioniert, wodurch die Installation des Halters 129 an der Abdeckung 18 mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt wird.
Der Durchmesser des Runddichtringes 42 und die Position des Bildens der Nut 172 werden so gesteuert, daß sich die Stelle, wo der Runddichtring 42 mit dem geneigten Abschnitt 176 in Berührung kommt, radial außerhalb der Öffnung am Ende der Nut 172 befindet. Dementsprechend wird der Runddichtring 42 mit dem geneigten Abschnitt 176 durchgängig über deren Umfang ohne eine Unterbrechung in Eingriff gebracht. Daher wird die Abdichtungsleistung niemals in dem Abschnitt einen Schaden erfahren, wo der Runddichtring 42 auf der Basis der Nut 172 installiert wird.
Wenn das Werkstück für das Spritzgießen des Halters 129 mit synthetischem Harz in einer Konstruktion hergestellt wird, die radial im Querschnitt gespalten ist, ist es möglich, nur mittels des Spritzgießens des synthetischen Harzes, d. h., bei keinem anschließenden Schneidvorgang, eine Konstruktion herzustellen, die den Vorsprung 171 einschließt, der sich nur zum Zwischenabschnitt des zylindrischen Einsatzabschnittes 40 erstreckt, wie in 19 gezeigt wird.
22 zeigt ein Beispiel der Drehzahlmeßfühlervorrichtung, die eine Kodiereinrichtung 3, bei der der S-Pol und N-Pol abwechselnd angeordnet sind, und einen Meßfühler 4 aufweist, der ein Paar Hall-Elemente 140 mit einem vorgegebenen Raum dazwischen aufweist.
23 zeigt ein weiteres Beispiel der Drehzahlmeßfühlervorrichtung, die eine Kodiereinrichtung 3 aus einem magnetischem Material und mit hervorstehenden Flächen und Aussparungen, die peripher abwechselnd angeordnet sind, und einen Meßfühler 4 mit einem Paar Hall-Elementen 140, die mit einem vorgegebenen Raum dazwischen angeordnet sind, und einen Dauermagneten 141 aufweist. Die Hall-Elemente 140 sind genau in einer Umfangsrichtung der Kodiereinrichtung 3 positioniert.
In 24 zeigen die Ausgänge f₁(t) und f₂(t) des Paares der Hall-Elemente des Meßfühlers 4, wie in 22 und 23 gezeigt wird, eine Veränderung, wie durch die Kurven (A) und (B) gezeigt wird, entsprechend der Drehung der Kodiereinrichtung 3.
25 zeigt einen Ausgang des Meßfühlers 4, wie in 22 und 23 gezeigt wird, der der Unterschied des Ausgangs zwischen den Hall-Elementen ist, wie durch die Kurven (A) und (B) in 24 gezeigt wird. Das heißt, (f₁(t) – f₂(t)). Der Ausgang des Meßfühlers 4 verändert sich auf der Basis der Phasendifferenz δ (24) der Ausgänge f₁(t) und f₂(t) des Paares der Hall-Elemente. Wenn die Phasendifferenz δ gleich Π Radianten (180 Grad) beträgt, ist der Ausgang des Meßfühlers 4 der größte. Daher muß das Paar der Hall-Elemente 140 des Meßfühlers 4 mit Bezugnahme auf die Umfangsrichtung der Kodiereinrichtung 3 genau angeordnet werden, um den Raum von Π Radianten zwischen den Hall-Elementen bereitzustellen, um den Ausgang des Meßüfhlers 4 zu erhöhen. Das wird durch die vorliegende Erfindung zustande gebracht.

Claims

Rollenlagereinheit mit einem Drehzahlmeßfühler, die aufweist: einen stationären Ring (1) mit einem Ende und einer ersten Laufbahn (8a; 8b); einen drehbaren Ring (2) mit einem Ende und einer zweiten Laufbahn (5a; 5b), wobei einer von stationärem und drehbarem Ring (1, 2) ein Außenring (1) und der andere ein Innenring (2) ist; eine Vielzahl von Rollenelementen (9), die drehbar zwischen der ersten und der zweiten Laufbahn (8a, 8b) vorhanden ist, um den stationären und den drehbaren Ring (1, 2) drehbar aufzunehmen; ein Meßfühleraufnahmegehäuse (129) mit einem Stufenabschnitt (41) für eine axiale Positionierung, einem Nachweisabschnitt und einem darin montierten Meßfühler; eine Kodiereinrichtung (3) mit sich peripher verändernden magnetischen Eigenschaften, wobei die Kodiereinrichtung mit dem Ende des drehbaren Ringes (2) verbunden ist; eine Abdeckung (18) aus einem synthetischen Harz, wobei die Abdeckung (18) mit dem Ende des stationären Ringes (1) verbunden ist und aufweist: einen Montageabschnitt (29, 36), der mit dem Außenring (1) gekoppelt ist, wobei der Montageabschnitt (29, 36) mit einer Nut versehen ist, in der ein Dichtungsring (33) montiert wird; ein Montageloch (38, 44), das radial von einer Hauptdrehungsachse der Lagereinheit beabstandet ist, wobei das Montageloch (38, 44) einen zylindrischen Teil (61) des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) für ein Montieren des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) in einer Position aufnimmt, die radial von der Hauptdrehungsachse der Lagereinheit beabstandet ist, wobei ein Dichtungsring (42) zwischen dem Montageloch (38, 44) und dem Meßfühleraufnahmegehäuse (129) montiert wird, wobei eine Wand des Montageloches (38, 44) und das Meßfühleraufnahmegehäuse (129) eine zusammenwirkende Nut und Vorsprung (171, 172) für das Positionieren des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) in einer Umfangsrichtung aufweisen, wobei die Nut und der Vorsprung (171, 172) so angeordnet sind, daß die winkelige Ausrichtung des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) in der Abdeckung (18) vor dem Abdichten zwischen dem Montageloch (38, 44) und dem Meßfühleraufnahmegehäuse (129) mittels der Ringdichtung (42) ermittelt wird, wenn das Meßfühleraufnahmegehäuse (129) an der Abdeckung (18) angebracht wird; und einen Abschnitt (44), an den der Stufenabschnitt (41) des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) für ein axiales Positionieren des Meßfühleraufnahmegehäuses (129) anstößt; ein elastisches Element (47) mit einem ersten Abschnitt (49), der mit der Abdeckung (18) in Eingriff kommt, und einen zweiten Abschnitt (50), der mit dem Meßfühleraufnahmegehäuse (129) in Eingriff kommt, um das Meßfühleraufnahmegehäuse (129) an der Abdeckung (18) zu befestigen, und worin der Nachweisabschnitt des Meßfühlers zur Kodiereinrichtung (3) hin liegt, um ein Frequenzsignal auszugeben, das der Drehzahl des drehbaren Ringes (2) proportional ist.