CN103912580B - 用于车轮的轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车轮的轴承单元(1)，其具有：固定的径向外环(10)，其具有轴向凸耳(14’)，且具有横切于旋转轴线(A)的凸缘(14)，还具有形成在轴向凸耳(14’)和凸缘(14)之间并且由底面(17)轴向地界定出的环状通道(16)；可旋转的径向内环(20)，其与固定的环(10)一起限定了空间(3)；编码器(30)，其固定至内环(20)，且延伸出空间(3)并在轴向凸耳(14’)的前方；以及保护罩(40)，其安装在轴向凸耳(14’)上，从而保护编码器(30)且封闭空间(3)，并且包括安装在外圆柱表面(12)上的侧壁(42)，侧壁(42)具有弯曲边缘(43)，边缘(43)被轴向布置并邻接抵靠环状通道(16)的底面(17)；密封装置(50)，其布置在罩(40)的圆柱侧壁(42)和管状轴向凸耳(14’)之间，从而以紧密不漏的方式在外圆柱表面(12)上密封圆柱侧壁(42)。

Description

用于车轮的轴承单元
技术领域
本发明涉及用于车轮的轴承单元。
特别地，本发明涉及一种轴承单元，其包括：
固定的径向外环以及可旋转的径向内环，可旋转的环与固定的环一起限定一空间；
编码器，其固定在内环上，且延伸出该空间并在外环的轴向凸耳的前方；以及
保护罩，其安装在轴向凸耳上，从而保护编码器且封闭该空间。
背景技术
在大部分应用中，编码器全部安装在两个环之间的空间内，然而，在上面描述的情况中，编码器延伸到空间外直到其位于轴向凸耳的前方：由于保护罩经常安装在外环的外侧且通常布置成轴向地邻接抵靠于轴向凸耳前面的轴向表面，上述的编码器的定位不仅阻碍了罩与凸耳的任何轴向邻接，而且还失去了最优地控制罩和编码器之间的距离的可能性，这存在降低由编码器的旋转产生的信号以及由面对编码器且在罩外面的传感器所获取的信号的强度的风险。
此外，由于不再可能以传感器的上述结构来将罩安装成轴向邻接于外环的凸耳，因此需要与当前已知不同的方式来成型罩，这涉及不再能够精确地将罩装配在凸耳上的又一风险，并造成污染物可能渗透在罩和外环之间的不希望的结果，从而损害传感器的绝缘性和该单元的密封性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于车轮的轴承单元，其可能使用非常简单和经济的方式克服上述缺点，并且无需对安装轴承单元的过程进行任何实质改变，也无需采用特别昂贵的装置。
本发明提供了一种用于车轮的轴承单元，其具有在所附权利要求中限定的特征。
附图说明
现在将参考附图1 描述本发明，附图1 中以轴向截面示出了非限制性示例实施方式。
具体实施方式
参考附图1，标记1表示用于车轮(未示出)的整个轴承单元。
单元1具有旋转轴线A且包括：
固定的径向外环10，其可固定至车辆悬架的支柱(未示出)；以及
可旋转的径向内环20，其布置在环10内侧，从而随着***多个滚动体 2(其中仅示出了一个)而围绕轴线A且相对于环10旋转。
单元1进一步包括：固定至内环20的发音轮30或磁编码器；以及安装在外环10上的由非铁磁材料制成的保护罩40，从而保护编码器30且封闭形成在两个环10和20之间的空间3。
特别地，外环10和内环20通过各自的横切于旋转轴线A的轴向环状表面11和21而在单元1的一侧L上轴向地被界定，其中，表面11位于单元1中相对于表面21更为轴向向内的位置。外环10和内环20也通过各自的圆柱表面12和22而径向地朝向外侧被界定，其中，表面22面对外环10 的内圆柱表面13，且在其自身和圆柱表面13之间限定出空间3。
外环10具有轴向凸耳14’，称为套管，其使得更容易安装该单元并将该单元与前述类似车轮的支柱对中；该轴向凸耳14’通过表面12和13径向地被界定且通过表面11轴向地被界定，并且具有安装凸缘14(在附图中部分地示出)，该安装凸缘14使得可能在前述支柱上安装单元1并且具有轴向表面15，该轴向表面15横切于轴线A且可被定位为轴向地邻接抵靠于前述支柱。轴向表面15位于凸缘14的面对管状凸耳14’的侧面上，即，朝向表面 12。
此外，外环10具有成型环状通道16，其形成在均位于圆柱表面12中且也均在轴向表面15中的、凸缘14和环状凸耳14’之间，并且通过平行于表面15且横切于轴线A的底面17、被轴向地界定在凸缘14所定位的侧面上。
优选地但不是必须地，保护罩40由非铁磁材料制成，并且优选地过盈安装在外环10的圆柱表面12上，从而保护编码器30且封闭空间3。
罩40是杯形的，其凹处面对空间3，并且罩40包括：环状底壁41，其定位为在平行于且面对表面11和21的位置处横切轴线A；以及与轴线A同轴的圆柱安装壁42，其与环状底壁41一体化，并且被安装或装配至表面12。圆柱壁42内部由表面42’界定，并且包括自由边缘43，其径向向外弯曲且位于通道16内，从而轴向地邻接抵靠于底面17：由于底面17和表面15之间的轴向距离大于边缘43的厚度，这一边缘全部位于通道16内且不与前述支柱上的安装单元1的安装操作相干扰。实际上，当单元1被连接至前述支柱时，圆柱壁42被***支柱的圆柱底座，并且凸缘14被定位为以下述方式轴向地邻接抵靠于支柱：表面15基本上附着至支柱。边缘43的存在及其相对于前述支柱的位置还确保了罩40被保持在其安装位置中。
单元1还具有环形隔间60，其由壁41和42以及表面11界定。隔间60 通过罩40与外界隔离且容纳编码器30，编码器30固定至内环20的外圆柱表面22且从圆柱表面22径向延伸至接近壁42的边界处，换句话说，接近圆柱表面12。
特别地，编码器30包括带凸缘的环状支撑部31，其安装在圆柱表面22 上且依次包括装配至表面22的管状体32以及与管状体32一体化的环状凸缘33，并且环状凸缘33从管状体32朝向外侧且朝向壁42径向延伸。凸缘 33在对着管状体32的一侧上通过圆柱自由端边缘34被界定，边缘34基本上定位为使得其与表面13和表面12径向等距并且在表面11的前方；换句话说，其位于隔间60内。
编码器30进一步包括磁化环状部35，其与凸缘33一体化且由多个具有相反极性、相互交替的磁电极构成。编码器30与罩40的壁41一起形成具有非常小的轴向尺寸的环状间隙M，其尺寸基本上由壁42的轴向长度以及边缘43和通道16的底面17之间的接触而确定。
从上文的描述清晰可见，单元1中的隔间60的存在使得编码器30很好地径向延伸超过在编码器全部位于空间3中的传统轴承单元中可能由表面 13带来的几何限制。因此，由于编码器30可以自由延伸直到其达到由表面 12限定的最大容许直径，这有可能构成具有比传统轴承单元的编码器更大的圆周尺寸的环状部35。
不理会所有的安装装置，假设罩40以最小的可能厚度形成，首先在壁 41中，圆柱侧壁42和外圆柱表面12之间可能形成大致不连续型的间隙：因此，在不太可能出现的、形成了这一间隙的情况下，为了防止罩40内部的杂质和污染物的渗透，单元1包括密封装置(在附图中示意性地示出且由50 表示)，其布置在罩40的圆柱侧壁42和轴向凸耳14’之间。
密封装置50包括微囊密封的固态密封剂，优选地由滤料层涂料形成，其在罩40被安装到凸耳14’上(即，组装在单元10上)之前、以计量的量被应用至圆柱侧壁42的内表面42’。作为替代方案，密封装置50经常可在罩40被安装到凸耳14’上(即，组装在单元10上)之前、以计量的量被应用至凸耳14’的表面12。在罩40被组装到单元10上之前，选择将密封装置 50应用于何处取决于单元10的生产工序、单元10的部件的运动类型以及罩 40可沿着单元10的其它部件的生产线而被安装在凸耳14’上这样的事实，即，可被安装至其它地方。
微囊密封的固态密封剂直到罩40被紧固地固定至凸耳14’的位置上时才发生反应，并且特别地，直到两个表面12和42’由于几何形状和安装而基本上彼此压紧时才发生反应：仅在这之后微囊密封才被破坏，允许密封剂溢出且迅速聚合，从而在两个表面12和42’之间形成密封。
为了促进密封，根据应用需求和安装位置，微囊密封的固态密封剂优选地应是厌氧型的，例如硅树脂类型的。然而，可能的是，微囊密封的固态密封剂可优选地是需氧型的。
为了增加罩40和凸耳14’之间的密封作用，密封装置50(通常在附图中示意性地示出)也优选地布置在弯曲边缘43(即，它的前环状表面43’) 和底面17之间。
在罩40被安装到凸耳14’上(即，组装在单元10上)之前，优选地由滤料层涂料形成的密封装置50以计量的量被应用至环状通道16内和底面17 上，或，被应用至弯曲端部边缘43的表面43’上。选择在表面17还是表面 43’上预涂涂层实质上取决于单元10的安装工序和生产工序，并且微囊密封的固态密封剂允许这二种方式之间的充分自由选择。
由于一旦罩40已被安装至凸耳14’上，布置在表面12和表面42’之间的密封装置50就处于实质上无氧的环境中，此外由于由布置在表面17和43 之间的密封装置50提供的密封作用，微囊密封的固态密封剂在这一情形中是厌氧型的，从而即使在没有空气时也允许聚合和凝固。
如上所述，罩40，即，壁42，被过盈地安装或装配至凸耳14’的表面 12，并且这一安装将与密封装置50的聚合效应一起防止罩40的任何意外分离。然而，罩40的分离力，即分离罩40所需的力，其一开始基本上仅通过与凸耳14’的过盈来抵御，但具有帮助密封装置聚合的优点(但并不紧要)，通过使用包括具有黏附特性以更好地抗拉伸和切应力的微囊密封的固态密封剂的密封装置50，可大大增加这种分离力。这些固态的黏附密封剂通常应是硅树脂类型的，且也可能是丙烯酸基的或是具有厌氧聚合的甲基丙烯酸盐基的，并且应在安装阶段具有低摩擦系数。
为了扩展可以使罩40移动以及生产轴承单元1的可能方法，作为上述的密封装置50的微囊密封的固态密封剂的替代方案，后者可被在拉伸阻尼和切应力方面具有或不具有更好的黏附特性的流体密封剂代替。这些流体密封剂可被用于上述的所有安装方案中，并且有利地在罩40的安装中需要最大精度的时候使用。事实上，即使测得固态密封剂的涂层也可以仅为几微米，在一些应用中，优选在微囊中使用流体密封剂，其厚度必定是几微米且不影响罩40的安装，相较而言，微囊中的固态密封剂一旦被聚合，其最终厚度可能不仅是几微米。
应当意识到的是，弯曲自由边缘43被布置在通道16内，从而轴向地邻接抵靠于底面17和密封装置50(以上文描述的其多种形式)，这种组合使用使得单元10的生产不仅主要在罩40的安装方面完全灵活，而且还特别精确又非常可靠，即使是在发音轮30布置在空间3外侧的情况中也是如此。
示出的实施方式仅构成了示例，且并不被视为以任何方式限制上面描述的本发明的范围、应用或结构。相反，上文的附图和详细描述将为本领域技术人员提供用于实施本发明的便利引导。应当理解的是，在不偏离所附权利要求书及其法律上等价的形式中确定的、本发明的范围的情况下，可以对在示意性实施方式中描述的元件的结构进行多种修改。

Claims (5)

1.一种用于车轮的轴承单元(1)，所述轴承单元(1)具有旋转轴线(A)并且包括：
固定的径向外环(10)，其具有由外圆柱表面(12)界定的管状轴向凸耳(14’)，并且具有横切于旋转轴线(A)且由轴向前表面(15)在所述轴向凸耳(14’)所定位的侧面上轴向界定出的凸缘(14)；
可旋转的径向内环(20)，其与固定的径向外环(10)一起限定了空间(3)；
编码器(30)，其固定在内环(20)上，且延伸出空间(3)并在轴向凸耳(14’)的前方；以及
保护罩(40)，其安装在轴向凸耳(14’)上，从而保护编码器(30)且封闭空间(3)，并且所述保护罩(40)包括安装在外圆柱表面(12)上的侧壁(42)；
所述轴承单元(1)的特征在于：
固定的径向外环(10)包括穿过轴向表面(15)而形成且由底面(17)轴向界定出的成型环状通道(16)；
保护罩(40)的侧壁(42)具有轴向布置且邻接抵靠成型环状通道(16)的底面(17)的弯曲边缘(43)；
所述轴承单元(1)还包括密封装置(50)，其布置在保护罩(40)的圆柱侧壁(42)和管状轴向凸耳(14’)之间，从而进一步以紧密不漏的方式在外圆柱表面(12)上密封圆柱侧壁(42)。
2.如权利要求1所述的轴承单元，其特征在于，密封装置(50)包括在安装保护罩(40)之前在保护罩(40)的圆柱侧壁(42)上或在轴向凸耳(14’)的外圆柱表面(12)上沉积和计量的流体密封剂。
3.如权利要求1所述的轴承单元，其特征在于，密封装置包括在安装保护罩(40)之前在保护罩(40)的圆柱侧壁(42)上或在轴向凸耳(14’)的外圆柱表面(12)上应用和计量的固体密封剂。
4.如权利要求2或3所述的轴承单元，其特征在于，密封装置(50)还布置在弯曲边缘(43)和底面(17)之间，从而以紧密不漏的方式密封成型环状通道(16)，以防止保护罩(40)和轴向凸耳(14’)之间的杂质渗透。
5.如前述权利要求2或3所述的轴承单元，其特征在于，所述密封装置(50)还具有用于在密封作用的同时、将保护罩(40)固定在轴向凸耳(14’)上的黏附特性。
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