DE69832934T2

DE69832934T2 - In homokinetisches Gelenk eingebautes frequenzbestimmendes Rad

Info

Publication number: DE69832934T2
Application number: DE69832934T
Authority: DE
Inventors: Yasumasa Fujisawaa Mizukoshi; Yoshiaki Fujisawa-shi Onose; Naoki Fujisawa-shi Mitsue; Hideo Fujisawa-shi Ouchi
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2018-09-15
Also published as: US5975767A; EP0908639A3; EP0908639B1; DE69832934D1; EP0908639A2; US6250811B1; JPH11153611A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein homokinetisches Gelenk bzw. Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad zur Übertragung einer Drehkraft auf ein getriebenes Rad, wie z. B. das Hinterrad eines FR-Fahrzeugs (Fahrzeug mit Frontmotor und Hinterradantrieb) oder eines RR-Fahrzeugs (Fahrzeug mit Heckmotor und Hinterradantrieb), das Vorderrad eines FF-Fahrzeugs (Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb), und alle Räder eines 4WD-Fahrzeugs (Fahrzeug mit Allradantrieb), bei gleichzeitiger Ermittlung der Drehgeschwindigkeit des getriebenen Rads.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das homokinetische bzw. Gleichlaufgelenk dient zur Übertragung der Drehkraft, die dem Motor über das Getriebe entnommen wird.
Die Japanische Patentveröffentlichung KOKAI Nr. H7-317 754 offenbart eine herkömmliche Wälzlagereinheit für ein Fahrzeugrad mit einem Gleichlaufgelenk, wobei das Gleichlaufgelenk mit der Wälzlagereinheit so kombiniert ist, daß das getriebene Rad durch die Radaufhängung drehbar gelagert wird, während die Drehkraft auf das getriebene Rad übertragen wird.
8 zeigt die in dieser Veröffentlichung offenbarte herkömmliche Konstruktion. Ein Außenring 1 wird durch die Radaufhängung so gelagert, daß er nach dem Einbau in das Fahrzeug nicht rotiert, und ist mit einem ersten Montageflansch 2 an seiner durch die Radaufhängung zu unterstützenden äußeren Umfangsfläche und mit Außenringwälzbahnen 3 in Doppelreihen an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet. An der radialen Innenseite des Außenrings 1 ist eine Nabe 4 vorgesehen und an ihrer äußeren Umfangsfläche am axial äußeren Ende (dem linken Ende in den Zeichnungen) mit einem zweiten Montageflansch 5 zur Unterstützung eines Fahrzeugrads (nicht dargestellt), mit Innenringwälzbahnen 6 in Doppelreihen an ihrer äußeren Umfangsfläche im axialen Mittelabschnitt und mit einem Gehäuse 8 für das Gleichlaufgelenk 7 am axial inneren Ende (dem rechten Ende in den Zeichnungen) ausgebildet. Zwischen den Außenringwälzbahnen 3 und den Innenringwälzbahnen 6 sind eine Vielzahl von Wälzkörpern 9 vorgesehen, um die Nabe 4 innerhalb des Außenrings 1 drehbar zu lagern.
In der vorliegenden Beschreibung bedeuten die Begriffe "axial außen" und "axial außerhalb" die Außenseite in Breitenrichtung nach Einbau in das Fahrzeug, während die Begriffe "axial innen" und "axial innerhalb" die Innenseite in Breitenrichtung nach Einbau in das Fahrzeug bedeuten.
Im wesentlichen zylinderförmige Deckel 10 aus dickem Metallblech, wie z. B. Edelstahl, und ringförmige Dichtungsringe 11 aus einem elastischen Element wie beispielsweise Elastomer, z. B. Gummi, sind zwischen den gegenüberliegenden Öffnungsabschnitten des Außenrings 1 und der äußeren Umfangsfläche im Mittelabschnitt der Nabe 4 vorgesehen. Die Deckel 10 und die Dichtungsringe 11 trennen den Abschnitt, in dem sich die Wälzkörper 9 befinden, von der Außenseite und verhindern das Auslaufen des Fetts in diesem Abschnitt nach außen sowie das Eindringen von Regenwasser und Staub in diesen Abschnitt.
Das Gleichlaufgelenk 7 weist außer dem Gehäuse 8 einen Innenring oder ein inneres Gelenkglied 12 und Kugeln 13 auf, die ein Drehungs- bzw. Drehmomentübertragungsglied bilden. Die Kugeln 13 sind drehbar in einem Käfig 14 gelagert. Das durch den Motor über das Getriebe in Drehung versetzte Ende der Antriebswelle (nicht dargestellt) ist in einer Keilwellenverbindung im Eingriff mit der Innenseite des Innenrings 12.
An der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 12 sind mehrere (z. B. sechs) innere Einrücknuten 15 inbogenförmigem Querschnitt angebracht, die in gleichmäßigem Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich senkrecht zur Umfangsrichtung erstrecken.
An der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 8 sind gegenüber den inneren Einrücknuten 15 mehrere äußere Einrücknuten 16 in bogenförmigem Querschnitt angebracht, die in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich senkrecht zur Umfangsrichtung erstrecken.
Die Kugeln 13 können in den inneren bzw. äußeren Einrücknuten 15, 16 rollen, wenn sie in den Taschen 17 des Käfigs 14 gelagert sind.
Beim Einbau der mit dem wie oben konstruierten Gleichlaufgelenk integrierten Wälzlagereinheit in das Fahrzeug wird der Außenring 1 über den ersten Montageflansch 2 durch die Radaufhängung unterstützt, während zum Beispiel das Vorderrad, das ein getriebenes Rad ist, über den zweiten Montageflansch 5 mit der Nabe 4 verbunden ist. Der Endabschnitt der Antriebswelle (nicht dargestellt) ist in einer Keilwellenverbindung im Eingriff mit der Innenseite des Innenrings 12 des Gleichlaufgelenks, das durch den Motor über das Getriebe drehend angetrieben werden soll.
Wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird die Drehung des Innenrings 12 über die Kugeln 13 auf die Nabe 4 übertragen, um das getriebene Rad, z. B. das Vorderrad, zu drehen.
Ein Problem ist, daß die herkömmliche Wälzlagereinheit für das in 8 dargestellte Fahrzeugrad schwer in kompakter und Leichtbauweise herstellbar ist. Der Grund dafür ist der folgende:
In dem mit der Wälzlagereinheit integrierten Gleichlaufgelenk 7 werden sechs inner Einrücknuten 15, sechs äußere Einrücknuten 16 und sechs Kugeln 13 verwendet. Um in diesem Fall das erforderliche Drehmoment unter Beibehaltung der Ermüdungslebensdauer der inneren Einrücknuten 15 und der äußeren Einrücknuten 16 sowie der Wälzkontaktflächen der Kugeln 13 des Gleichlaufgelenks zu übertragen, muß der Außendurchmesser der Kugeln 13 des Gleichlaufgelenks 7 ziemlich groß sein. Dementsprechend ist bei der herkömmlichen Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad der Durchmesser des Umkreises der äußeren Einrücknuten 16, der durch die Größe des Umkreisdurchmessers der Kugeln 13 bestimmt wird, größer als der Durchmesser der Innenringwälzbahnen 6 an der äußeren Umfangsfläche im Mittelabschnitt der Nabe 4.
Daher sind in der herkömmlichen Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad der Wälzlagerabschnitt mit dem Außenring 1, der Nabe 4 und den Wälzkörpern 9 und der Abschnitt des Gleichlaufgelenks 7 in Achsenrichtung in Reihe angeordnet, wie in 8 dargestellt. Bei dieser Reihenanordnung ist jedoch die gesamte axiale Abmessung der Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad größer, und um diesen Betrag ist die Masse der gesamten Vorrichtung größer. Die Massezunahme der Wälzlagereinheit vergrößert die ungefederte Masse des Fahrzeugs, wodurch sich der Fahrkomfort und das Kraftstoffverbrauchsverhalten verschlechtern. Daher ist eine kompakte und leichte Ausführung der Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad erforderlich.
Unter diesen Umständen haben die Erfinder die mit dem in der Japanischen Patentanmeldung Nr. H9-191 433 offenbarten Gleichlaufgelenk kombinierte Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad erfunden.
In der mit dem Gleichlaufgelenk gemäß dieser Patentanmeldung kombinierten Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad, wie in 9 dargestellt, ist die Anzahl der inneren Einrücknuten 15 an der äußeren Umfangsfläche des Innenrings oder inneren Gelenkelements 12, der äußeren Einrücknuten 16 an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 8a des Gleichlaufgelenks 7a, das am axial inneren Ende der Nabe 4a angebracht ist, und der Kugeln 13 zwischen den inneren und äußeren Einrücknuten 15 und 16 jeweils gleich sieben oder mehr (z. B. 8–12), so daß die an den Kugeln 13 angreifende Last während des Gebrauchs der Wälzlagereinheit kleiner als in der herkömmlichen Konstruktion ist. Um diesen Betrag wird der Außendurchmesser der Kugeln 13 verkleinert, so daß der Umkreisdurchmesser der ringförmig angeordneten Kugeln 13 und der Umkreisdurchmesser der äußeren Einrücknuten 16 kleiner ausgeführt werden als der Durchmesser zumindest der axial innen liegenden Bahn von den Innenringwälzbahnen 6, die an der äußeren Umfangsfläche des Mittelabschnitts der Nabe 4a ausgebildet sind. Außerdem wird die axial innen liegende Bahn von den Innenringwälzbahnen 6 so ausgeführt, daß sie einen Teil (den linken Teil in 9) der äußeren Einrücknuten 16 in radialer Richtung überlappt.
Der Vorgang der drehbaren Lagerung des Fahrzeugrades in der Radaufhängung durch die Wälzlagereinheit gemäß der vorliegenden Patentanmeldung ist im wesentlichen der gleiche wie bei der oben erwähnten herkömmlichen Wälzlagereinheit.
Im einzelnen ist im Fall der Wälzlagereinheit gemäß der vorliegenden Patentanmeldung der Umkreisdurchmesser der äußeren Einrücknuten 16 kleiner als der Durchmesser der axial innen liegenden Bahn von den Innenringwälzbahnen 6, so daß diese Innenringwälzbahn 6 so ausgeführt wird, daß sie einen Teil der äußeren Einrücknuten 16 radial überlappt. Dementsprechend wird die axiale Abmessung der Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad um diesen Überlappungsbetrag verkleinert, um die gesamte Vorrichtung kompakt und leicht auszuführen.
Es ist jedoch schwierig, in der Konstruktion gemäß 9 das Impulsrad zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads einzubauen. Konkret ist die Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads erforderlich, um das Antiblockiersystem (ABS) und die Antriebsschlupfregelung (ASR) zu steuern. Außerdem muß das Impulsrad mit der sich in regelmäßigen Abständen ändernden Umfangseigenschaft an der Innenseite des ersten Montageflanschs 2 auf einem Teil der mit dem Fahrzeugrad rotierenden Nabe 4a fest gelagert sein, um die Drehgeschwindigkeit zu erfassen.
Im Fall der Patentanmeldung gemäß 9 ist jedoch die axial innen liegende Innenringwälzbahn 6 so ausgeführt, daß sie einen Teil der äußeren Einrücknuten 16 radial überlappt, um die axiale Abmessung der Wälzlagereinheit zu verringern, wodurch die axiale Abmessung L₁₈ des axial innen liegenden Endabschnitts 18 verkleinert wird, der vom Dichtungsring 11 am axial inneren Ende des Gehäuses 8a angrenzend an den axial inneren Endabschnitt der Nabe 4a nach innen vorsteht.
Am axial inneren Endabschnitt 18 ist der axial äußere Endabschnitt der Manschette (nicht dargestellt) angebracht, der das Innere des Gehäuses 8a nach außen abschirmt, um das Eindringen von Fremdstoffen in das Gehäuse 8a sowie das Auslaufen von Fett in dem Gehäuse 8a zu verhindern. Außerdem muß das axial äußere Ende der Manschette an der äußeren Umfangsfläche im axial inneren Endabschnitt des Gehäuses 8a mit einem Halteband (nicht dargestellt) gesichert werden. Für die Wälzlagereinheit, die mit dem gemäß der Darstellung in 9 verbesserten Gleichlaufgelenk kombiniert wird, ist der Raum für den Einbau des Impulsrads nicht verfügbar, solange keine Modifikation vorgenommen wird.
DE 3 703 395 offenbart ein Impulsrad, das in ein homokinetisches Gelenk bzw. Gleichlaufgelenk 7 eingebaut ist, das aufweist: ein Gehäuse 8 mit einem Endabschnitt, einem Mittelabschnitt, einer inneren Umfangsfläche, die mit einer axialen langen Einrücknut 16 oder Aussparung ausgebildet ist, eine drehbare Welle, die in das Gehäuse 8 eingesetzt ist und eine äußere Umfangsfläche, ein zwischen der äußeren Umfangsfläche der drehbaren Welle und der Einrücknut 16 oder Aussparung des Gehäuses 8 vorgesehenes Drehungsübertragungselement, einen Außenring 1 mit einer Stirnfläche, die teilweise eine Wälzlagereinheit bildet, wobei der Außenring 1 an einem Achsschenkel 57 befestigt ist, der eine Montagebohrung 58 mit einer inneren Umfangsfläche aufweist, und eine Manschette 27 aus einem elastischen Material mit einer äußeren Umfangsfläche und einem Endabschnitt, der fest auf dem Endabschnitt des Gehäuses 8 angebracht ist, ein Impulsrad 60, das direkt oder durch ein dazwischenliegendes weiteres Element fest mit dem Gehäuse 8 verbunden ist, wobei das Impulsrad 60 einen Abschnitt aufweist, der mit einem Detektionsabschnitt ausgebildet ist, dessen Umfangseigenschaft sich abwechselnd in gleichmäßigen Intervallen ändert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter diesen Umständen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein homokinetisches Gelenk bzw. Gleichlaufgelenk bereitzustellen, in das ein Impulsrad zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads, wie oben erwähnt, auch dann eingebaut werden kann, wenn für den Einbau eines unabhängigen Impulsrads in die mit dem verbesserten Gleichlaufgelenk integrierte Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad kein Platz verfügbar ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt zur Information eine Schnittansicht eines homokinetischen Gelenks bzw. Gleichlaufgelenks.
2 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
3 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
4 zeigt eine Schnittansicht eines dritten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
5 zeigt eine Schnittansicht eines vierten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
6 zeigt eine Schnittansicht eines fünften Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
7 zeigt eine Schnittansicht eines sechsten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenks.
8 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels der herkömmlichen Konstruktionen.
9 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels der Ausführungsformen in der Japanischen Patentanmeldung Nr. H9-191 433.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad weist auf: ein Gehäuse mit einer inneren Umfangsfläche, die mit in axialer Richtung langen Einrücknuten oder Aussparungen ausgebildet ist, eine drehbare Welle, die ins Innere des Gehäuses eingesetzt ist, und ein Drehungs- oder Drehmomentübertragungselement, das zwischen der äußeren Umfangsfläche der drehbaren Welle und den Einrücknuten oder Aussparungen des Gehäuses vorgesehen ist.
Das Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad ist mit einem Innenring, der am Mittelabschnitt des Gehäuses fest angebracht ist, um teilweise die Wälzlagereinheit zu bilden, und mit einer Manschette aus einem elastischen Material ausgestattet, deren eines Ende an einem Endabschnitt des Gehäuses fest angebracht ist, wobei das Gehäuse aufweist: eine Verankerungsnut an seiner äußeren Umfangsfläche, die in axialer Richtung zwischen dem Stirnkantenabschnitt der Manschette und dem Innenring verläuft, einen Anschlagring, der mit der Verankerungsnut im Eingriff ist, um eine Verschiebung des Innenrings bezüglich des Gehäuses zu verhindern, und ein Impulsrad, das mit dem Gehäuse integriert oder direkt oder über ein anderes Element mit einem Teil des Gehäuses fest verbunden ist, um mit dem Gehäuse zu rotieren, wobei das Impulsrad mit einem Abschnitt ausgebildet ist, der als Detektionsabschnitt vorgesehen ist, dessen Umfangseigenschaft sich abwechselnd in gleichmäßigen Intervallen ändert, wobei der Abschnitt in dem Zwischenraum angeordnet ist, der von der äußeren Umfangsfläche des Anschlagrings, der äußeren Umfangsfläche der Manschette, der inneren Umfangsfläche der Montagebohrung im Achsschenkel zur Befestigung des Außenrings der Wälzlagereinheit umgeben ist.
Da im Betrieb beispielsweise das Verbindungsrohr zum Verbinden eines Endes der Manschette mit dem Öffnungsendabschnitt des Gehäuses oder der Haltering zur Befestigung des Anschlagrings am Gehäuse als Impulsrad in dem erfindungsgemäßen Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad verwendet werden, das wie oben erwähnt konstruiert ist, wird kein Platz für den Einbau eines unabhängigen Impulsrads darin benötigt. Dementsprechend kann die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads auch dann ermittelt werden, wenn kein Platz für den Einbau eines unabhängigen Impulsrads verfügbar ist. Außerdem übernimmt das Verbindungsrohr oder der Haltering die Rolle des Impulsrads, die Anzahl der Teile erhöht sich nicht, und es gibt keine Kostenerhöhung des Gleichlaufgelenks wegen des darin eingebauten Impulsrads.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 zeigt ein zur Information dargestelltes Gleichlaufgelenk.
Der Außenring 1 besteht aus einem Metallelement, wie z. B. aus Kohlenstoffstahl, und wird durch Schmieden in einem Stück geformt und durch die Radaufhängung so unterstützt, daß er während des Gebrauchs nicht drehbar ist. Konkret weist der Außenring 1 eine äußere Umfangsfläche auf, an der ein durch die Radaufhängung zu unterstützender erster Montageflansch 2 ausgebildet ist, sowie eine innere Umfangsfläche, die mit Außenringwälzbahnen 3 in Doppelreihen ausgebildet ist.
Die Nabe 4b ist an der radial inneren Seite des Außenrings 1 vorgesehen und besteht aus einem Metallelement, das in einem Stück durch Schmieden geformt wird. Konkret weist die Nabe 4b eine äußere Umfangsfläche auf, die an ihrem axial äußeren Ende mit einem zweiten Montageflansch 5, der ein Fahrzeugrad tragen soll, und in ihrem Mittelabschnitt mit Innenringwälzbahnen 6 in Doppelreihen ausgebildet ist. Die innere Hälfte der Nabe 4 bildet ein Gehäuse 8b für das Gleichlaufgelenk 7. Zwischen den Außenringwälzbahnen 3 und den Innenringwälzbahnen 6 sind mehrere Wälzkörper 9 vorgesehen, um die Nabe 4b innerhalb des Außenrings 1 drehbar zu lagern.
Zwischen der inneren Umfangsfläche an jedem Ende des Außenrings 1 und der äußeren Umfangsfläche am Mittelabschnitt der Nabe 4b ist eine Dichtungsringeinheit 19 vorgesehen, die einen Fangring und einen Dichtungsring aufweist, um den Abschnitt, in dem sich die Wälzkörper 9 befinden, nach außen zu isolieren und das Auslaufen des Fetts aus dem Abschnitt nach außen sowie das Eindringen von Fremdstoffen, wie z. B. Regenwasser und Staub, von außen in den Abschnitt zu verhindern.
Das Gleichlaufgelenk 7 ist zusätzlich zu dem Gehäuse 8b mit einem Innenring oder inneren Gelenkelement 12 sowie mit einer Vielzahl von Kugeln ausgestattet (siehe 2, 4 bis 9, in 1 weggelassen), die ein Drehungs- bzw. Drehmomentübertragungselement bilden. Die Kugeln 13 sind für eine hin- und hergehende Drehbewegung in dem Käfig 14 gelagert (2, 4, 5, 8 und 9). Mit der Innenseite des Innenrings 12 ist über eine Keilwellenverbindung ein Ende der Antriebswelle (nicht dargestellt) im Eingriff, die durch den Motor über das Getriebe drehend angetrieben wird. An der äußeren Umfangsfläche des Innenrings oder inneren Gelenkelements 12 sind mehrere (z. B. acht) innere Einrücknuten 15 ausgebildet (2, 4, 5, 8 und 9), die einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind und jeweils senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufen.
An dem Abschnitt an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 8b, der den inneren Einrücknuten 15 gegenüberliegt, sind jeweils senkrecht zur Umfangsrichtung äußere Einrücknuten 16 von bogenförmigem Querschnitt angeordnet. Die Kugeln 13 werden jeweils in Taschen 17 (2, 4, 5, 8 und 9) des Käfigs 14 aufgenommen und sind in diesem Zustand entlang den inneren und äußeren Einrücknuten 15, 16 drehbar.
Am Öffnungsabschnitt am axial inneren Ende der Nabe 4b, die mit dem Gehäuse 8b integriert ist, befindet sich die Fußhälfte 21 des Verbindungsrohrs 20, die aus einem korrosionsbeständigen magnetischen Metallblech besteht, beispielsweise aus Edelstahl, z. B. aus verzinktem Stahlblech SUS 430. Das Verbindungsrohr 20 ist im allgemeinen zylinderförmig mit rechtwinklig abgebogenem bzw. verkröpftem Querschnitt, wobei die Fußhälfte 21 von größerem Durchmesser durch den Stufenabschnitt 23 mit der Kuppen- bzw. Spitzenhälfte 22 von kleinerem Durchmesser verbunden ist. Wenn der Stufenabschnitt 23 des Verbindungsstücks 20 an die axial innere Stirnseite der Nabe 4b anstößt, wird die Spitzenstirnkante der Fußhälfte 21 durch Anquetschen, wie z. B. durch Falzen, an dem axial inneren Ende der Nabe 4b fixiert, speziell in der Verankerungsnut 24, die an einem äußeren Umfangsflächenabschnitt der Nabe 4b, der näher an ihrem axial inneren Ende liegt, ausgebildet ist.
Zwischen der inneren Umfangsfläche der Fußhälfte 21 und der äußeren Umfangsfläche am axial inneren Ende der Nabe 4b ist ein O-Ring 25 vorgesehen, der das Eindringen von Regenwasser usw. in das Gehäuse 8b zwischen den Umfangsflächen verhindert.
Beim Einbau in ein Fahrzeug wird der axial äußere Endabschnitt der Manschette 27 staubdicht und wasserdicht an der Spitzenhälfte 22 des Verbindungsrohrs 20 befestigt.
Die Manschette 27 wird in einem Stück aus einem elastischen Material wie etwa Polymer, z. B. aus Kautschuk, Kunstharz, hergestellt und weist einen Zwischenbalgabschnitt und einander gegenüberliegende zylinderförmige Endabschnitte auf. Der axial äußere Endabschnitt der Manschette 27 bildet einen Verbindungsrohrabschnitt 28.
Der am axial äußeren Ende der Manschette 27 vorgesehene Verbindungsrohrabschnitt 28 wird auf der Spitzenhälfte 22 des Verbindungsrohrs 20 befestigt, und die äußere Umfangsfläche des axial äußeren Endes der Manschette 27 wird durch ein Halteband 29 gesichert.
An der äußeren Umfangsfläche des Mittelabschnitts der Spitzenhälfte 22 ist eine Nut 30 oder ein Vorsprung für den Eingriff mit der inneren Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 28 der Manschette 27 vorgesehen, um zu verhindern, daß der äußere Endabschnitt der Manschette 27 aus der Spitzenhälfte 22 entfernt wird.
Auf einem axialen Abschnitt der Fußhälfte 21 des Verbindungsrohrs 20 sind näher zum axial äußeren Ende des Abschnitts hin, der dem O-Ring 25 gegenüberliegt, eine Anzahl schlitzförmiger Durchgangslöcher 26 angebracht, die sich in axialer Richtung erstrecken und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, um als Detektionsabschnitte verwendet zu werden.
Die magnetische Eigenschaft des axialen Abschnitts, d. h. des Detektionsabschnitts, der Fußhälfte 21 ändert sich in Umfangsrichtung abwechselnd in gleichmäßigen Abständen. Daher wird in der mit dem Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad integrierten Wälzlagereinheit der axiale Abschnitt der Fußhälfte 21, der mit den Durchgangslöchern 26 ausgebildet ist, als Impulsrad verwendet.
Beim Einbau der Wälzlagereinheit, die mit dem Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad für das Fahrzeugrad integriert ist, wird der Außenring 1 über den ersten Montageflansch 2 durch die Radaufhängung unterstützt, und das getriebene Rad, z. B. das Vorderrad, ist über den zweiten Montageflansch 5 mit der Nabe 4b verbunden. Das Spitzenende der Antriebswelle (nicht dargestellt), das durch den Motor über das Getriebe drehend angetrieben wird, ist durch eine Keilwellenverbindung mit dem Inneren des Innenrings 12 des Gleichlaufgelenks verbunden. Wenn das Fahrzeug bewegt wird, wird die Drehung des Innenrings 12 über die Kugeln 13 auf die Nabe 4b übertragen, um das Vorderrad zu drehen.
Der Sensor 31 wird durch den festen Abschnitt der Radaufhängung, wie z. B. den Achsschenkel 57, getragen, und an seinem Spitzenende ist ein Detektionsabschnitt ausgebildet, der über einen Zwischenraum dem äußeren Umfangsabschnitt des axialen Abschnitts mit den Durchgangslöchern 26 der Fußhälfte 21 gegenüberliegt. Wenn das Fahrzeug bewegt wird, dann bewegen sich während der Drehung der Nabe 4b die Durchgangslöcher 26 und die Stegabschnitte aus Magnetwerkstoff zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Durchgangslöchern 26 abwechselnd an dem Detektionsabschnitt des Sensors 31 vorbei. Infolgedessen ändert sich der Betrag des Magnetflusses durch den Sensor 31, und das Ausgangssignal des Sensors 31 ändert sich. Die Frequenz, mit der sich das Ausgangssignal des Sensors 31 ändert, ist proportional zur Drehgeschwindigkeit der Nabe 4b, und durch Übermittlung des Ausgangssignals des Sensors 31 zu einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) erhält man die Drehgeschwindigkeit der Nabe 4b, die sich zusammen mit dem Fahrzeugrad dreht, um das Antiblockiersystem (ABS) und die Antriebsschlupfregelung (ASR) zu steuern.
In der mit dem Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad integrierten Wälzlagereinheit ist das axial äußere Ende der Manschette 27 mit dem Öffnungsabschnitt des axial inneren Endes des Gehäuses 8b in der axial inneren Hälfte der Nabe 4b durch das Verbindungsrohr 20 verbunden, das als Impulsrad verwendet wird, so daß kein Platz für den Einbau eines unabhängigen Impulsrads erforderlich ist. Dementsprechend ist die Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads auch dann möglich, wenn kein Platz für den Einbau des unabhängigen Impulsrads gesichert ist.
Da außerdem das Verbindungsrohr 20 die Rolle des Impulsrads übernimmt, werden durch seine Kombination mit dem Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad die Anzahl der Teile und die Kosten der Wälzlagereinheit nicht erhöht.
2 zeigt ein erstes Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Der Außenring 1 weist eine innere Umfangsfläche auf, in der Außenringwälzbahnen 3a, 3b in Doppelreihen ausgebildet ist, und an der Innenseite des Außenrings 1 ist die Nabe 4c vorgesehen. Die Nabe 4c weist ein Nabenelement 32 und einen auf dem Nabenelement 32 konzentrisch zum Außenring 1 angebrachten Innenring 33 auf. An der äußeren Umfangsfläche der Nabe 4c sind in einem den Außenringwälzbahnen 3a, 3b gegenüberliegenden Abschnitt Innenringwälzbahnen 6a, 6b angeordnet.
Die Innenringwälzbahn 6a an der axial äußeren Seite (linke Seite in 2) ist direkt auf der äußeren Umfangsfläche im Mittelabschnitt des Nabenelements 32 ausgebildet.
Der Innenring 33 ist auf einem Teil des Mittelabschnitts des Nabenelements 32 angebracht, der näher zum axial inneren Ende (rechte Seite in 2) liegt als die Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite. Die Innenringwälzbahn 6b auf der axial inneren Seite (rechte Seite in 2) ist auf der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 33 ausgebildet.
Die Wälzkörper 9 sind drehbar zwischen den Außenringwälzbahnen 3a, 3b und den Innenringwälzbahnen 6a, 6b gelagert, um die Nabe 4c auf der radial innen liegenden Seite des Außenrings 1 drehbar zu lagern.
Da in dem dargestellten Beispiel die Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite direkt auf der äußeren Umfangsfläche des Nabenelements 32 ausgebildet ist, ist der Durchmesser der Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite kleiner als der Durchmesser der Innenringwälzbahn 6b auf der axial inneren Seite, die auf der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 33 ausgebildet ist.
Da der Durchmesser der Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite kleiner ist als der Durchmesser der Innenringwälzbahn 6b auf der axial inneren Seite, ist außerdem der Durchmesser der Außenringwälzbahn 3a auf der axial äußeren Seite, die der Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite gegenüberliegt, kleiner als der Durchmesser der Außenringwälzbahn 3b auf der axial inneren Seite.
Der Außendurchmesser der äußeren Hälfte (linke Hälfte in 2) mit der Außenringwälzbahn 3a des Außenrings 1 ist kleiner als der Außendurchmesser der inneren Hälfte (rechte Hälfte in 2) mit der Außenringwälzbahn 3b des Außenrings 1.
Da in dem dargestellten Beispiel die Durchmesser der Innenringwälzbahn 6a und der Außenringwälzbahn 3a auf der axial äußeren Seite kleiner ausgeführt sind, ist die Anzahl der Wälzkörper 9 zwischen der Innenringwälzbahn 6a und der Außenringwälzbahn 3a auf der axial äußeren Seite kleiner als die Anzahl der Wälzkörper 9 zwischen der Innenringwälzbahn 6b und der Außenringwälzbahn 3b auf der axial inneren Seite.
Da der Wälzkreisdurchmesser der Wälzkörper 9 in der axial äußeren Wälzkörperreihe kleiner ist, ist der Außendurchmesser der äußeren Hälfte des Außenrings 1 kleiner. Um diesen Betrag ist der Teilkreisdurchmesser der Bolzen 34 kleiner, die am zweiten Montageflansch 5 auf der äußeren Umfangsfläche des Nabenelements 32 befestigt sind. Dementsprechend ist ohne Vergrößerung der axialen Abmessung des Nabenelements 32 der Außendurchmesser des zweiten Montageflanschs 5 mit den daran befestigten Bolzen 34 kleiner, wodurch die Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad effektiv leicht und kompakt ausgeführt wird.
Da der Wälzkreisdurchmesser der Wälzkörper 9 in der axial äußeren Wälzkörperreihe kleiner ist als der Wälzkreisdurchmesser der Wälzkörper 9 in der axial inneren Wälzkörperreihe, ist die dynamische Tragzahl der axial äußeren Wälzkörperreihe kleiner als die der axial inneren Wälzkörperreihe. Dementsprechend ist, wenn an beiden Reihen die gleiche Last angreift, die Lebensdauer der axial äußeren Wälzkörperreihe kürzer als die der axial inneren Wälzkörperreihe.
Da in einem Kraftfahrzeug unter normalen Einsatzbedingungen die an der axial äußeren Wälzkörperreihe angreifende Last kleiner ist als die an der axial inneren Wälzkörperreihe angreifende Last, kann dementsprechend leicht eine Konstruktion mit im wesentlichen ausgeglichener Lebensdauer der beiden Reihen erzielt werden, wodurch eine zu kurze Lebensdauer jedes Teil ausgeschlossen wird.
Der zweite Montageflansch 5 zur festen Unterstützung des Fahrzeugrads mit dem Nabenelement 32 ist mit der äußeren Umfangsfläche des axial äußeren Endes des Nabenelements 32 integriert. Die Fußenden der Bolzen 34 zur Befestigung des Fahrzeugrads sind an dem zweiten Montageflansch 5 befestigt. In dem dargestellten Beispiel ist der Teilkreisdurchmesser der Bolzen 34 um den Betrag verkleinert, um den der Außendurchmesser der axial äußeren Hälfte des Außenrings 1 kleiner ist als der Außendurchmesser der axial inneren Hälfte des Außenrings 1, wodurch eine gegenseitige Behinderung zwischen den Köpfen 35 der Bolzen 34 und der äußeren Umfangsfläche des axial äußeren Endes des Außenrings 1 verhindert wird.
An der äußeren Umfangsfläche des Nabenelements 32 ist der Durchmesser in einem Abschnitt, der axial weiter innen liegt als die Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite, kleiner als der Durchmesser des einbeschriebenen Kreises der Wälzkörper 9, der mit der Innenringwälzbahn 6a zusammenfällt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beim Zusammenbau der Wälzlagereinheit das Nabenelement 32 in dem Zustand in den Außenring 1 eingesetzt werden kann, wo der Dichtungsring 11 fest in die innere Umfangsfläche des axial äußeren Endes des Außenrings 1 eingepaßt ist, während die Wälzkörper 9 auf der Seite des inneren Durchmessers der Außenringwälzbahn 3a am axial äußeren Ende des Außenrings 1 eingebaut werden.
An der äußeren Umfangsfläche im Mittelabschnitt des Nabenelements 32 ist der Abschnitt zwischen der Innenringwälzbahn 6a auf der axial äußeren Seite und dem Abschnitt, wo der Innenring 33 eingesetzt wird, in Umfangsrichtung mit einem vertieften Nutabschnitt 37 ausgebildet, um das Gewicht des Nabenelements 32 zu verringern.
Um eine Verschiebung des Innenrings 33 auf dem Nabenelement 32 zum axial inneren Ende zu verhindern, und um an den Wälzkörpern 9, die drehbar zwischen den Außenringwälzbahnen 3a, 3b und den ersten und zweiten Innenringwälzbahnen 6a, 6b gelagert sind, die Vorbelastung auf einem geeigneten Wert zu halten, wird der Anschlagring 39 in der Verankerungsnut 38 fixiert, die im allgemeinen in Umfangsrichtung auf der äußeren Umfangsfläche des Nabenelements 32 in einem näher zum axial inneren Ende liegenden Abschnitt ausgebildet ist.
Der Anschlagring 39 weist ein Paar Anschlagringelemente auf, die jeweils halbkreisförmig ausgebildet sind.
Die Anschlagringe 39 weisen einen inneren Umfangskantenabschnitt auf, der mit den Verankerungsnuten 38 im Eingriff ist, um die Wälzkörper 9 unter eine geeignete Vorspannung zu setzen, indem der Innenring 33 in Bezug auf das Nabenelement 32 axial nach außen gedrückt wird. Um auch bei einer Wegnahme der Kraft, die auf diese Weise auf den inneren Ring 33 drückt, die richtige Vorspannung an den Wälzkörpern 9 aufrechtzuerhalten, wird der Anschlagring 39 in einer geeigneten Dicke für den Einsatz ausgewählt. Konkret werden verschiedene Arten von Anschlagringen 39 mit leicht unterschiedlicher Dicke vorbereitet, und der Anschlagring 39 mit der am besten geeigneten Dicke wird unter Berücksichtigung der Nutbreite usw. der Verankerungsnut 38, der Abmessungen der Teile der Wälzlagereinheit für den Eingriff mit der Verankerungsnut 38 ausgewählt. Indem der Anschlagring 39 nach dem Lösen der Druckkraft mit der Verankerungsnut in Eingriff gebracht wird, wird dementsprechend verhindert, daß sich der innere Ring 33 zum axial inneren Ende hin verschiebt, und an den Wälzkörpern 9 greift weiterhin die richtige Vorspannung an.
Um zu verhindern, daß sich die beiden Anschlagelemente des Anschlagrings 39 durch Zentrifugalkraft radial nach außen bewegen, und um zu verhindern, daß der Anschlagring 39 irrtümlich aus der Verankerungsnut 38 entfernt wird, wird ein Teil des Verbindungsrohrs 20a um den Anschlagring 39 herum angeordnet. Es wird dafür gesorgt, daß das Verbindungsrohr 20a paßgerecht das äußere Ende der Manschette 27 unterstützt, die vorgesehen ist, um das Eindringen von Fremdstoffen, wie z. B. Regenwasser und Staub, in das Gleichlaufgelenk 7b mit dem Gehäuse 8c am axial inneren Ende des Nabenelements 32 zu verhindern. Das äußere Ende der Manschette 27 wird auf dem Verbindungsrohrabschnitt 41 des Verbindungsrohrs 20a angebracht, der durch Überlagerung fest auf dem axial inneren Ende des Nabenelements 32 angebracht wird, und durch das Halteband 29 auf der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 41 gesichert.
An der äußeren Umfangsfläche des axialen Mittelabschnitts des Verbindungsrohrabschnitts 41 ist in Umfangsrichtung der Eingriffsvorsprung 42 ausgebildet und mit der Einrücknut 43 im Eingriff, die in Umfangsrichtung an der inneren Umfangsfläche des äußeren Endes der Manschette 27 ausgebildet ist, so daß verhindert wird, daß das axial äußere Ende der Manschette 27 von dem Verbindungsrohrabschnitt 41 abgezogen wird.
Das Verbindungsrohr 20 besteht aus einer magnetischen Metallplatte, wie z. B. aus Kohlenstoffstahl, z. B. SPCC, und wird in einem Ziehverfahren im allgemeinen ringförmig mit rechtwinklig abgebogenem bzw. verkröpftem Querschnitt geformt, und die Oberfläche wird auf geeignete Weise einer Korrosionsschutzbehandlung ausgesetzt.
Das axial äußere Ende des Verbindungsrohrabschnitts 41 weist einen Kantenabschnitt mit L-förmigem Querschnitt auf, der von der Manschette 27 axial nach außen vorsteht, um im allgemeinen in Umfangsrichtung einen Halteabschnitt 44 zu bilden.
Der Halteabschnitt 44 weist einen Kreisringabschnitt 45 auf, der an der axial äußeren Stirnkante des Verbindungsrohrabschnitts 41 radial nach außen gebogen ist, sowie einen Halterohrabschnitt 46, der an der äußeren Umfangskante des Kreisringabschnitts 45 axial nach außen gebogen ist. Die axial äußere Fläche des Kreisringabschnitts 45 wird mit der axial inneren Fläche des Anschlagrings 39 in Kontakt gebracht oder dicht gegenüber angeordnet, und die innere Umfangsfläche des Halterohrs 46 wird mit der äußeren Umfangsfläche des Anschlagrings 39 in Kontakt gebracht oder dicht gegenüber angeordnet.
An der axial äußeren Stirnkante des Halterohrs 46 ist ein radial äußerer Kreisringabschnitt 47 so ausgebildet, daß er sich durch einen gebogenen Abschnitt radial nach außen erstreckt. Eine Anzahl schlitzförmiger Durchgangslöcher 26a, die sich jeweils in Durchmesserrichtung erstrecken, sind in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen in dem Kreisringabschnitt 47 so ausgebildet, daß sich die Magneteigenschaft des Kreisringabschnitts 47 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd ändert, um einen Detektionsabschnitt bereitzustellen, der als Impulsrad funktioniert.
Der Detektionsabschnitt des Sensors 31a liegt der Innenseite des Kreisringabschnitts 47 dicht gegenüber und wird durch den stationären Abschnitt der Radaufhängung unterstützt.
Damit sich die Magneteigenschaft der axial inneren Fläche des Kreisringabschnitts 47 in gleichmäßigen Abständen abwechselnd ändert, kann anstelle der Durchgangslöcher 26a ein Dauermagnet verwendet werden, wie z. B. ein Gummimagnet, wobei der Dauermagnet an der axial inneren Fläche des Kreisringabschnitts 47 so angebracht wird, daß die Süd- und Nordpole in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
In dem dargestellten Beispiel ist der Kreisringabschnitt 47 für den als Impulsrad funktionierenden Detektionsabschnitt in dem Zwischenraum 59 angeordnet, der durch die äußere Umfangsfläche des Anschlagrings 39 und die äußere Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 28 am Ende der Manschette 27, die innere Umfangsfläche der Montagebohrung 58 des Achsschenkels 57 zur Befestigung des Außenrings 1 der Wälzlagereinheit und die axial innere Stirnfläche des Außenrings 1 definiert wird, so daß der Kreisringabschnitt 47 nicht aus dem Zwischenraum 59 hervorsteht. Dementsprechend kann der Sensor 31a fest durch den Achsschenkel 57 unterstützt werden, und der begrenzte Raum kann wirksam genutzt werden. Im übrigen sind Konstruktion und Funktion im wesentlichen die gleichen wie im ersten Beispiel. Daher werden redundante Erläuterungen weggelassen, und gleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
3 zeigt ein zweites Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei eine Einrücknut 48 im axialen Mittelabschnitt der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 41a des Verbindungsrohrs 20b ausgebildet ist.
Die Einrücknut 48 wird mit dem Eingriffsvorsprung 49 an der inneren Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 28 am axial äußeren Ende der Manschette 27 in Eingriff gebracht, um zu verhindern, daß der Verbindungsrohrabschnitt 48 der Manschette 27 von dem Verbindungsrohrabschnitt 41a abgezogen wird. Konstruktion und Funktion sind im übrigen die gleichen wie beim ersten Beispiel.
4 zeigt ein drittes Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei ein Haltering 50 im Preßsitz fest auf dem Anschlagring 39 in der Verankerungsnutz 38 des Nabenelements 32 angebracht ist, um die Nabe 4c zu bilden.
Der Haltering 50 besteht aus einer magnetischen Metallplatte, wie etwa aus Kohlenstoffstahl, z. B. SPCC, und wird durch ein Blechverbindungsverfahren so geformt, daß er einen Verbindungsrohrabschnitt 51 und einen Kreisringabschnitt 52 aufweist, der an einer Stirnkante des Verbindungsrohrabschnitts 51 rechtwinklig radial nach außen gebogen ist, so daß der Haltering 50 im allgemeinen ringförmig mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, und seine Oberfläche wird einer Korrosionsschutzbehandlung ausgesetzt. Der Verbindungsrohrabschnitt 51 wird im Preßsitz auf dem Anschlagring 39 befestigt, so daß verhindert wird, daß der aus zwei Hälften bestehende Anschlagring 39 von der Verankerungsnut 38 abgezogen wird, und um den Haltering 50 in Bezug auf das Gehäuse 8c zu unterstützen.
Andererseits wird der Kreisringabschnitt 52 mit einer Anzahl schlitzförmiger Durchgangslöcher 26a ausgebildet, die sich jeweils in Durchmesserrichtung erstrecken und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, so daß sich die Magneteigenschaft des Kreisringabschnitts 52 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd ändert und der Kreisringabschnitt 52 ein Detektionsabschnitt ist, der als Impulsrad funktioniert.
Der Sensor 31a wird durch den stationären Abschnitt, wie z. B. den Achsschenkel 57 der Radaufhängung, so unterstützt, daß der Detektionsabschnitt des Sensors 31a der axial inneren Fläche des Kreisringabschnitts 52 dicht gegenüberliegt.
Im vorliegenden Beispiel ist der Verbindungsrohrabschnitt 28 auf dem axial äußeren Ende der Manschette 27 ausgebildet, um das Eindringen von Fremdstoffen in das Gleichlaufgelenk 7b zu verhindern, und ist direkt auf dem axial inneren Ende des Gehäuses 8c angebracht.
In diesem Zustand befindet sich der Vorsprung 53, der an der inneren Umfangsfläche des Verbindungsrohrabschnitts 28 ausgebildet ist, im Eingriff mit der an der äußeren Umfangsfläche am axial inneren Ende des Gehäuses 8c ausgebildeten Nut 30, um zu verhindern, daß der Verbindungsrohrabschnitt 28 von dem Gehäuse 8c abgezogen wird. Konstruktion und Funktion sind im übrigen die gleichen wie beim ersten Beispiel.
5 zeigt ein viertes Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei der Haltering 50a mit rechtwinklig abgebogenem bzw. verkröpftem Querschnitt ausgebildet ist und aus einem größeren zylinderförmigen Abschnitt 54 und einem kleineren zylinderförmigen Abschnitt 55 besteht, der über einen Stufenabschnitt 56 in den größeren zylinderförmigen Abschnitt 54 übergeht, um das Abziehen des Anschlagrings 39 von der Nut 38 zu verhindern.
Der kleinere zylinderförmige Abschnitt 55 ist im Preßsitz fest auf dem Anschlagring 39 angebracht, so daß verhindert wird, daß der aus zwei Anschlagringhälften bestehende Anschlagring 39 von der Nut 38 abgezogen wird, und um den Haltering 50a bezüglich des Gehäuses 8c fest zu unterstützen.
Andererseits sind auf dem größeren zylinderförmigen Abschnitt 54 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen eine Anzahl schlitzförmiger Durchgangslöcher 26 ausgebildet, die sich jeweils in Achsenrichtung erstrecken (in die linke und rechte Richtung in 5), so daß sich die Magneteigenschaft des größeren zylinderförmigen Abschnitts 54 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd ändert, so daß der größere zylinderförmige Abschnitt 54 einen Detektionsabschnitt bildet, der als Impulsrad funktioniert.
Der Sensor 31 wird durch den stationären Abschnitt unterstützt, wie z. B. den Achsschenkel 57 der Radaufhängung, und der Detektionsabschnitt des Sensors 31 ist dicht gegenüber der äußeren Umfangsfläche des größeren zylinderförmigen Abschnitts 54 angeordnet. Konstruktion und Funktion sind im übrigen die gleichen wie im dritten Beispiel.
6 zeigt ein fünftes Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei der Haltering 50b, der vorgesehen ist, um das Abziehen des Anschlagrings 39 von der Nut 38 zu verhindern, als zylinderförmiges Impulsrad verwendet wird. Konkret ist der zylinderförmige Haltering 50b mit einer Anzahl schlitzförmiger Durchgangslöcher 26 ausgebildet, die sich jeweils in Achsenrichtung erstrecken (in der linken und rechten Richtung in 6) und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind, so daß die äußere Umfangsfläche des Halterings 50b einen Detektionsabschnitt bildet, der als Impulsrad funktioniert. Der Sensor 31 wird durch den stationären Abschnitt unterstützt, wie z. B. den Achsschenkel 57 der Radaufhängung, und der Detektionsabschnitt des Sensors 31 ist dicht gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Halterings 50b angeordnet. Konstruktion und Funktion sind im übrigen die gleichen wie im vierten Beispiel.
7 zeigt ein sechstes Beispiel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei der Haltering 50c vorgesehen ist, um das Abziehen des Anschlagrings 39 von der Nut 38 zu verhindern, und wobei das Impulsrad 60, das ein kreisringförmiger Dauermagnet ist, an dem Haltering 50c angebracht ist, der aus einer magnetischen Metallplatte besteht und durch ein Blechverbindungsverfahren im allgemeinen ringförmig mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet wird und sich aus einem zylinderförmigen Abschnitt 61 und einem Kreisringabschnitt 62 zusammensetzt, der sich vom axial äußeren Ende des zylinderförmigen Abschnitts 61 radial nach außen erstreckt. Der zylinderförmige Abschnitt 61 ist im Preßsitz auf dem Anschlagring 39 angebracht, so daß der Haltering 50c am Umfang des Anschlagrings 39 fest unterstützt wird und das Abziehen des Anschlagrings 39 von der Nut 38 verhindert wird.
Andererseits ist das Impulsrad 60 im allgemeinen in Umfangsrichtung an der axial inneren Fläche des Kreisringabschnitts 62 des Halterings 50c durch Festklemmen, Kleben, magnetische Anziehungskraft usw. fixiert.
Zum Beispiel besteht das Impulsrad 60 aus einem Gummimagneten mit Ferritpulver, das dem Gummi beigemischt und axial magnetisiert wird (linke und rechte Richtungen in 7). Die Magnetisierungsrichtungen werden in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd geändert. Dementsprechend sind die Nordpole und Südpole auf der axial inneren Fläche des Impulsrads 60 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet.
Der Sensor 31a ist in dem Achsschenkel 57 so angebracht, daß er von der inneren Umfangsfläche der Montagebohrung 58 zur Befestigung des Außenrings 1 der Wälzlagereinheit vorsteht, und am Spitzenende des Sensors 31a ist der Detektionsabschnitt ausgebildet, welcher der axial inneren Fläche des Impulsrads 60 über einen Zwischenraum in axialer Richtung gegenüberliegt, um die Sensoreinheit zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads zu bilden, das mit der Nabe 4d rotiert.
Um das Ausgangssignal des Sensors 31a zu sichern, wird die Höhenabmessung W₆₀ in Durchmesserrichtung des Impulsrads 60 größer ausgelegt, um, wie erwünscht, den Betrag des Magnetflusses vom Impulsrad 60 zu erhöhen. In diesem Beispiel ist der Haltering 50c fest auf dem Anschlagring 39 angebracht, der von kleinerem Durchmesser ist als der Innenring 33, und daher läßt sich die Höhenabmessung W₆₀ leicht sicherstellen. Konkret kann zum Beispiel die axial innere Fläche des Fangrings 63, der fest an dem axial inneren Ende des Innenrings 33 angebracht ist, um die Dichtungsringeinheit 19 zu bilden, als Abschnitt zur Unterstützung des ringförmigen Impulsrads 60 verwendet werden, und in der Konstruktion gemäß dem vorliegenden Beispiel kann die Höhenabmessung W₆₀ größer als in dem Fall ausgelegt werden, wo der Fangring 63 mit einem Codegeber ausgestattet ist. Außerdem kann im Unterschied zu dem Fall, wo der Codegeber an dem Fangring montiert ist, der Durchmesser des Codegebers frei vergrößert werden. Da der Durchmesser des Codegebers proportional zur Polbreite in Umfangsrichtung ist, kann die Polbreite durch Vergrößern des Durchmessers größer ausgelegt werden, so daß der Magnetfluß vergrößert wird.
Im vorliegenden Beispiel ist die Nabe 4d in Hohlzylinderform ausgebildet, um die axial gegenüberliegenden Enden miteinander zu verbinden und das Gewicht der Wälzlagereinheit für das Fahrzeugrad zu verringern. Die Abschirmplatte 64 ist fest in die innere Umfangsfläche am Mittelabschnitt der Nabe 4b eingesetzt, um die Verbindung zwischen dem Öffnungsabschnitt am axial inneren Ende und dem Öffnungsabschnitt der Nabe 4d am axial äußeren Ende zu trennen. Die Abschirmplatte 64 verhindert, daß Fremdstoffe wie z. B. Wasser und Staub usw. von außen in das Gleichlaufgelenk am inneren Ende der Nabe 4d eindringen, und verhindert das Auslaufen des Fetts in dem Gleichlaufgelenk nach außen. Um das Austreten des Fetts aus dem erforderlichen Abschnitt wirksam zu verhindern und die einzufüllende Fettmenge zu verringern, wird die Abschirmplatte 64 dichter an dem Gehäuse 8c des Gleichlaufgelenks angebracht.
Die Abschirmplatte 64 kann durch Formpressen einer Stahlplatte mit einer Dicke von 1 mm oder weniger hergestellt werden, und daher kann das Gewicht der Nabe 4d stärker verringert werden als in dem Fall, wo die Trennwand 65 (1, 2, 4, 5 und 6) in einem Stück mit der inneren Umfangsfläche im Mittelabschnitt der Nabe 4a ausgebildet ist, die ebenso wie im ersten bis sechsten Beispiel durch Schmieden hergestellt wird.
Außerdem ist im vorliegenden Beispiel der Durchmesser R₃₅ des einbeschriebenen Kreises der Köpfe 35 der Bolzen 34 zur Befestigung des Rades an dem zweiten Montageflansch 5 kleiner als der Durchmesser D₁ des axial äußeren Endes des Außenrings 1 (R₃₅ < D₁), so daß der Teilkreisdurchmesser der Bolzen 34 so klein wie möglich ausgelegt wird. In diesem Fall behindern die Köpfe 35 nicht die Dichtungslippe 66 des Dichtungsrings 11, der fest in das axial äußere Ende des Außenrings 1 eingesetzt ist. In diesem Beispiel wird der Durchmesser des axial äußeren Endes des Außenrings 1 verkleinert, der Durchmesser der Dichtungslippe 66 wird verkleinert, und daher kann der Durchmesser R₃₅ des einbeschriebenen Kreises der Köpfe 35 der Bolzen 34 kleiner als in der herkömmlichen Konstruktion ausgeführt werden.
Im übrigen sind Konstruktion und Funktion im wesentlichen die gleichen wie bei dem in 6 dargestellten fünften Beispiel.
Übrigens kann die in Zeichnungen weggelassene äußere Umfangsform der Bolzenköpfe halbkreisförmig wie bei dem Buchstaben D ausgebildet sein, statt kreisförmig, um den Teilkreisdurchmesser der Bolzen zu verkleinern.
In diesem Fall ist der ausgeschnittene Teil der Köpfe (der gradlinige Teil des Buchstabens D) an der radial inneren Seite näher an der Dichtungslippe 66 angeordnet, so daß auch dann, wenn die Bolzen näher an der inneren Durchmesserseite des zweiten Montageflanschs 5 liegen, die Köpfe die Dichtungslippe 66 nicht behindern.
In allen oben erwähnten Beispielen wird die vorliegende Patentanmeldung auf das Gleichlaufgelenk vom Pzeppe-Typ oder vom Barfield-Typ angewandt, das mit der Wälzlagereinheit integriert ist, um das Fahrzeugrad drehbar zu lagern; die vorliegende Erfindung kann auch auf das Tripode-Gleichlaufgelenk angewandt werden, das von der Wälzlagereinheit getrennt und auf der Differentialgetriebeseite angebracht ist.
Konkret kann das Verbindungsstück zum Verbinden des Manschettenendes mit dem Endabschnitt des Gehäuses des Tripode-Gleichlaufgelenks auf der Differentialseite einen Teil des Impulsrads einnehmen. In diesem Fall wird das Rotationsübertragungselement durch das Tripodegelenk und die drei durch das Tripodegelenk unterstützten Rollen gebildet.
Wenn das Gleichlaufgelenk mit der Wälzlagereinheit kombiniert wird, ist die Konstruktion der Wälzlagereinheit nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt und kann auf verschiedene Konstruktionen einschließlich derjenigen in den 8 und 9 angewandt werden.
Das erfindungsgemäße Gleichlaufgelenk mit eingebautem Impulsrad, das gemäß der obigen Beschreibung konstruiert ist und funktioniert, erfordert keinen besonderen Einbauraum für ein unabhängiges Impulsrad, und die Erfassung der Drehgeschwindigkeit ist im Abschnitt des Gleichlaufgelenks möglich. Daher kann das Gleichlaufgelenk mit der Wälzlagereinheit mit verkürzter Achsenabmessung kombiniert werden, um die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads zu erfassen.

Claims

Impulsrad, das in ein homokinetisches Gelenk (7) eingebaut ist, das aufweist: ein Gehäuse (8) mit einem Endabschnitt, einem Mittelabschnitt, einer inneren Umfangsfläche, die mit einer axialen langen Einrücknut (16) oder Aussparung ausgebildet ist, und einer äußeren Umfangsfläche, die mit einer Verankerungsnut (38) ausgebildet ist, eine drehbare Welle, die in das Gehäuse (8) eingesetzt ist und eine äußere Umfangsfläche, ein zwischen der äußeren Umfangsfläche der drehbaren Welle und der Einrücknut (16) oder der Aussparung des Gehäuses (8) vorgesehenes Drehungsübertragungselement, einen auf dem Mittelabschnitt des Gehäuses (8) befestigten inneren Ring (33), der mit einem äußeren Ring (1) mit einer Stirnfläche zusammenwirkt, die teilweise eine Wälzlagereinheit bildet, wobei der äußere Ring (1) an einem Achsschenkel (57) befestigt ist, der eine Montagebohrung (58) mit einer inneren Umfangsfläche aufweist, und eine Manschette (27) aus einem elastischen Material mit einer äußeren Umfangsfläche und einem Endabschnitt, der fest auf dem Endabschnitt des Gehäuses (8) angebracht ist, einen Anschlagring (39) mit einer äußeren Umfangsfläche, die mit einer Verankerungsnut (38) an der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses (8) zwischen dem einen Endabschnitt der Manschette (27) und dem inneren Ring (33) im Eingriff ist, um zu verhindern, daß sich der innere Ring (33) bezüglich des Gehäuses (8) bewegt, ein Impulsrad (60), das direkt oder durch ein dazwischenliegendes weiteres Element fest mit dem Gehäuse (8) verbunden ist, wobei das Impulsrad (60) einen Abschnitt aufweist, der mit einem erfassten Abschnitt ausgebildet ist, dessen Umfangseigenschaft sich abwechselnd in gleichmäßigen Intervallen ändert, wobei der Abschnitt in dem Zwischenraum (59) angeordnet ist, der durch die äußere Umfangsfläche des Anschlagrings (39) und die äußere Umfangsfläche der Manschette (27), die innere Umfangsfläche der Montagebohrung (58) des Achsschenkels (57) und die Stirnfläche des äußeren Rings (1) definiert wird.