DE102006002058B4

DE102006002058B4 - Lagerbaugruppe mit Drehzahldetektor

Info

Publication number: DE102006002058B4
Application number: DE102006002058.8A
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Shigeoka; Katsumi Furukawa
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP4522278B2; US7445388B2; DE102006002058A1; US20070031076A1; JP2006208038A

Abstract

Lagerbaugruppe (1), die aufweist: ein äußeres Teil (2), das eine in Radialrichtung innere Oberfläche aufweist, die mehrere Laufringe aufweist, ein inneres Teil (3), das Laufringe aufweist, die jeweils in Radialrichtung einem der Laufringe gegenüberliegen, die in dem äußeren Teil (2) vorhanden sind, wobei entweder das innere oder das äußere Teil (3, 2) ein ortsfestes Teil ist und das andere unter den inneren und äußeren Teilen (3, 2) ein sich drehendes Teil ist, Wälzelemente (4), die zwischen den in Radialrichtung gegenüberliegenden Laufringen in mehreren Reihen angeordnet sind, einen Drehzahldetektor, der einen Impulsgenerator (8) aufweist, der auf dem sich drehenden Teil (3) angebracht ist, einen Sensorhalter (6), der eine rahmenförmige Tasche (9) aufweist, und einen Sensor (12), der in die rahmenförmige Tasche (9) des Sensorhalters (6) eingedrückt ist, wobei die rahmenförmige Tasche (9) aufweist:- ein Fenster (9c), das an der dem Impulsgenerator (8) gegenüberliegenden Rückseite der Tasche (9) angeordnet ist,- Führungsabschnitte (9a), die auf beiden Seiten der Tasche (9) angeordnet und dazu ausgebildet sind, in Eingriff mit Führungsnuten (12a) zu gelangen, die in dem Kopf des Sensors (12) vorhanden sind, und- einen elastisch verformbaren Clipabschnitt (9b), der auf der Vorderseite der Tasche (9) angeordnet und dazu ausgebildet ist, in die Eingriffsnut (12b) des Kopfes des Sensors (12) eingepasst zu werden, zum Haltern des Sensors (12) an seinem Ort in der Tasche (9), wobei das Zentrum der Rückseite des Sensors (12) gegen eine äußere Endoberfläche des ortsfesten Teils (2) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (6) aus Stahl besteht, mit einer kationischen Elektrotauchlackierung versehen ist und einen ringförmigen Abschnitt (7) aufweist, der auf eine in Radialrichtung nach außen gewandte Oberfläche des ortsfesten Teils (2) an einem nach innen gewandten Ende des ortsfesten Teils (2) aufgepasst ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbaugruppe, die einen Drehzahldetektor zur Erfassung der Drehzahl beispielsweise eines Fahrzeugrades aufweist.
Heutige Kraftfahrzeuge sind mit verschiedenen fortgeschrittenen Steuer- oder Regelsystemen versehen, einschließlich eines Antiblockierbremssystems (ABS) zum Verhindern einer Blockierung irgendeines Rades des Fahrzeugs während einer starken Bremsung, eines Traktionsregelsystems zum Verhindern des Schlupfes irgendeines Antriebsrades während der Beschleunigung des Fahrzeugs, und eines Fahrzeugnavigationssystems. Damit diese Systeme verlässlich arbeiten können, ist es erforderlich, exakt die Drehzahl oder die Umdrehungsgeschwindigkeit der jeweiligen Fahrzeugräder zu erfassen. Daher weisen zahlreiche heutige Kraftfahrzeuge Lagerbaugruppen auf, die jeweils einen Drehzahldetektor zur Erfassung der Drehzahl oder der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades aufweisen.
Eine derartige Lagerbaugruppe ist in JP H06 308145 A beschrieben.
Die in dieser Veröffentlichung geschilderte Lagerbaugruppe weist ein ortsfestes, äußeres Teil auf das eine radial innen liegende Oberfläche aufweist, die mit mehreren Laufringen versehen ist, ein sich drehendes, inneres Teil, das eine radial äußere Oberfläche aufweist, die mit Laufringen versehen ist, die jeweils in Radialrichtung einem der Laufringe des äußeren Teils gegenüberliegen, und mehrere Wälzelemente, die zwischen den in Radialrichtung entgegengesetzten Laufringen angeordnet sind. Das sich drehende innere Teil weist einen Impulsgenerator auf, und das ortsfeste äußere Teil weist einen Sensor auf, der so angeordnet ist, dass er dem Impulsgenerator gegenüberliegt.
Der Sensor wird durch Schnappsitz an einem ringförmigen Sensorhalter, der auf dem äußeren Teil an seinem nach innen weisenden Ende angeordnet ist, durch Presssitz angebracht.
Der Sensorhalter weist einen ringförmigen Ringabschnitt auf, der auf das äußere Teil an dessen nach innen weisenden Ende aufgepasst ist, und eine gestellförmige Tasche, in welche der Sensor durch Schnappsitz angebracht werden kann. Die Tasche weist einen Clipabschnitt auf, der elastisch auf den Kopf des Sensors drückt, wenn der Sensor im Schnappsitz in der Tasche einsitzt, wodurch der Sensor in der Tasche gehaltert wird.
Ein derartiger Sensorhalter mit Schnappsitz besteht aus Stahl, und ist galvanisch verzinkt, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Bei einem derartigen, galvanisch verzinkten Sensor kann jedoch Korrosion an seinem Clipabschnitt nach längerem Gebrauch auftreten. Wenn der Clipabschnitt infolge von Korrosion bricht, kann sich der Sensor von der Radlagerbaugruppe trennen.
Die US 5 622 437 A beschreibt und zeigt eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an ein Wälzlager. Hierzu wird der Sensor in ein ringförmiges Halteelement eingesetzt, welches wiederum zwischen einem feststehenden Ring des Lagers und einer Schulter eines Aufhängezapfens axial eingeklemmt ist. Bei solch einer Sensorbefestigung kann infolge mechanischer Belastungen oder unterschiedlicher Ausdehnungen ein axiales Spiel zwischen den miteinander in Klemmkontakt stehenden Elementen auftreten.
In der DE 699 10 189 T2 wird eine Vorrichtung zur Befestigung eines Messwertaufnehmers an einem Lager offenbart. Das Lager besteht aus einem feststehenden und einem sich drehenden Ring, die durch Rollkörper voneinander getrennt sind. Der sich drehende Ring ist mit einer Kodiereinrichtung versehen, deren Drehung von einem feststehenden Fühler festgestellt wird, der unter Einhaltung eines vorgegebenen Spaltes zur Oberfläche der Kodiereinrichtung von einer am feststehenden Ring angeordneten Halterung getragen wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Radlagerbaugruppe, welche verlässlich eine Trennung des Sensors verhindern kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lagerbaugruppe zur Verfügung gestellt, die aufweist: ein äußeres Teil, das eine in Radialrichtung innere Oberfläche aufweist, die mehrere Laufringe aufweist, ein inneres Teil, das Laufringe aufweist, die jeweils in Radialrichtung einem der Laufringe gegenüberliegen, die in dem äußeren Teil vorhanden sind, wobei entweder das innere oder das äußere Teil ein ortsfestes Teil ist und das andere unter den inneren und äußeren Teilen ein sich drehendes Teil ist, Wälzelemente, die zwischen den in Radialrichtung gegenüberliegenden Laufringen in mehreren Reihen angeordnet sind, einen Drehzahldetektor, der einen Impulsgenerator aufweist, der auf dem sich drehenden Teil angebracht ist, einen Sensorhalter, der eine rahmenförmige Tasche aufweist, und einen Sensor, der in die rahmenförmige Tasche des Sensorhalters eingedrückt ist, wobei die rahmenförmige Tasche aufweist:

- ein Fenster, das an der dem Impulsgenerator gegenüberliegenden Rückseite der Tasche angeordnet ist,
- Führungsabschnitte, die auf beiden Seiten der Tasche angeordnet und dazu ausgebildet sind, in Eingriff mit Führungsnuten zu gelangen, die in dem Kopf des Sensors vorhanden sind, und
- einen elastisch verformbaren Clipabschnitt, der auf der Vorderseite der Tasche angeordnet und dazu ausgebildet ist, in die Eingriffsnut des Kopfes des Sensors eingepasst zu werden, zum Haltern des Sensors an seinem Ort in der Tasche, wobei das Zentrum der Rückseite des Sensors gegen eine äußere Endoberfläche des ortsfesten Teils angedrückt ist, und

Eine kationische Elektrotauchlackierung weist eine erheblich bessere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zum galvanischen Verzinken auf, und verhindert eine Korrosion des Sensorhalters über einen längeren Zeitraum.
Die kationische Elektrotauchlackierung verhindert daher einen Bruch des Clipabschnitts des Sensorhalters infolge von Korrosion, wodurch verhindert wird, dass sich der Sensor von dem Sensorhalter über einen längeren Zeitraum trennt. Dies verbessert die Verlässlichkeit der gesamten Lagerbaugruppe.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervorgehen. Es zeigt:

1 eine Vertikalschnitt-Seitenansicht einer gesamten Lagerbaugruppe für ein Antriebsrad, die einen Drehzahldetektor gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 eine vordere Teilansicht der Lagerbaugruppe von 1, die eine Tasche eines Sensorhalters des Drehzahldetektors zeigt;
3 eine Seitenansicht, teilweise im Vertikalschnitt, eines Abschnitts der Lagerbaugruppe von 1, wobei die Tasche des Sensorhalters von 2 dargestellt ist;
4 eine Vorderansicht des Sensorhalters; und
5 eine vertikale Seitenschnittansicht des Sensorhalters.

1 zeigt eine Radlagerbaugruppe 1 für ein Antriebsrad gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie weist ein äußeres Teil 2 auf, das eine radial innere Oberfläche aufweist, die mit mehreren Laufringen versehen ist, ein inneres Teil 3, das mit einem Laufring versehen ist, der radial dem nach außen gerichteten Laufring des äußeren Teils 2 gegenüberliegt, und einen inneren Ring 3a, der auf dem inneren Teil 3 so angebracht ist, dass er sich zusammen mit dem inneren Teil 3 drehen kann, und mit einem Laufring versehen ist, welches in Radialrichtung dem nach innen gerichteten Laufring des äußeren Teils 2 gegenüberliegt. Wälzelemente 4 sind zwischen den jeweiligen, in Radialrichtung entgegengesetzten Laufringen angeordnet, und werden an ihrer Position durch einen Halter 4a festgehalten. Das innere Teil 3 und daher der innere Ring 3a können sich in Bezug auf das äußere Teil 2 drehen. Das innere Teil 3 legt eine Bohrung 3c fest, durch welche sich eine Antriebswelle erstreckt. Bei dem Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Teil 2 bzw. 3 ist die nach außen gerichtete Seite durch eine elastische Dichtung 5 abgedichtet, und die nach innen gerichtete Seite durch ein Dichtungsteil 13 abgedichtet.
Ein ringförmiger Sensorhalter 6, der aus Stahl besteht, ist auf das äußere Teil 2 an dessen nach innen gerichtetem Ende angebracht. Ein Sensor 12 steht im Presssitz in dem ringförmigen Sensorhalter 6.
Das innere Teil 3 weist einen Radmontageflansch 10 auf seiner in Radialrichtung äußeren Oberfläche in der Nähe des nach außen gerichteten Endes auf. Ein Fahrzeugrad (nicht gezeigt) ist an dem Radmontageflansch 10 durch Radnabenbolzen 11 befestigt. Das äußere Teil 2 ist an einer Aufhängung (nicht gezeigt) des Fahrzeugs befestigt.
Bei dem inneren Teil 3 ist dessen nach innen weisendes Ende an seinem Abschnitt 3b verstemmt, um so den inneren Ring 3a zum nach außen gerichteten Ende des Lagers zu drücken, wodurch eine Vorspannung auf die Wälzelemente 4 ausgeübt wird.
Ein Drehzahldetektor ist auf der Radlagerbaugruppe 1 angebracht, und weist einen Impulsgenerator 8 auf, der auf einem kreisförmigen Teil 14 angebracht ist, das auf den inneren Ring 3a an dessem nach innen gewandten Ende aufgepasst ist, und der Sensor 12, der wie voranstehend geschildert ausgebildet ist, ist in den Sensorhalter 6 eingepasst, der so auf dem äußeren Teil angebracht ist, dass er dem Impulsgenerator 8 gegenüberliegt.
Das ringförmige Teil 14 wird durch Pressen eines Stahlblechs hergestellt, und weist einen zylindrischen Abschnitt 14a auf, der auf den inneren Ring 3a am nach innen weisenden Ende aufgedrückt ist, und einen ringförmigen Abschnitt 14b auf, der radial nach außen von dem nach innen weisenden Ende des zylindrischen Abschnitts 14a abgebogen ist. Der Impulsgenerator 8 ist auf der nach innen weisenden Seite des ringförmigen Abschnitts 14b angebracht.
Der Impulsgenerator 8 kann entweder aus Gummimagneten bestehen, aus gewälzten Magneten, und aus gesinterten Magneten, die N- und S-Pole aufweisen, die abwechselnd in vorbestimmten Abständen in seiner Umfangsrichtung angeordnet sind, oder kann ein Teil sein, das mit mehreren Fenstern oder Ausschnitten versehen ist, die in vorbestimmten Abständen in seiner Umfangsrichtung angeordnet sind.
Der Sensor 12 weist einen Kopf auf, der an seinen beiden Seiten mit Führungsnuten 12a versehen ist, und mit einer Eingriffsnut 12b, die an seiner Vorderseite vorgesehen ist.
Der Sensorhalter 6 besteht aus Stahl, mit dem eine kationische Elektrotauchlackierung durchgeführt wird, und weist einen ringförmigen Abschnitt 7 auf, der auf das äußere Teil 2 am nach innen gewandten Ende aufgepasst ist, sowie eine rahmenförmige Tasche 9, in welche der Kopf des Sensors 12 eingepasst ist.
Die Tasche 9 weist ein Fenster 9c auf, das an ihrer Rückseite vorgesehen ist, und dem Impulsgenerator 8 gegenüberliegt, Führungsabschnitte 9a, die auf ihren beiden Seiten vorgesehen sind, und dazu ausgebildet sind, in Eingriff mit den Führungsnuten 12a zu gelangen, die in dem Kopf des Sensors 12 vorgesehen sind, und einen elastisch verformbaren Clipabschnitt 9b, der auf der Vorderseite vorgesehen ist, und dazu ausgebildet ist, in die Eingriffsnut 12b des Kopfes des Sensors 12 eingepasst zu werden.
[Versuchsbeispiel]
Beispiele für den Sensorhalter gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem eine kationische Elektrotauchlackierung durchgeführt wurde, und Beispiele für einen herkömmlichen, galvanisch verzinkten Sensorhalter wurden einem Korrosionsbeständigkeitsversuch unterworfen.
Bei dem Korrosionsbeständigkeitsversuch wurden auf Grundlage eines Neutralsalz-Sprühzyklusversuches JASO M609, nach Aufsprühen von 5 prozentigem Natriumchlorid NaCl (pH 6,5 bis 7,2), gehalten auf 35 Grad C bei jeder Probe über zwei Stunden, die Proben vier Stunden lang bei 60 Grad C getrocknet, und bei einer Feuchte von nicht mehr als 30 %. Dann wurden die Proben in einer feuchten Atmosphäre bei 50 Grad C und einer Feuchte von nicht weniger als 95 % zwei Stunden lang aufbewahrt. Dieser Zyklus wurde 42-mal wiederholt, und dann wurden die Proben beurteilt.
Die kationische Elektrotauchlackierung, die bei den Sensorhalterproben gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wurde, wies eine Dicke von 20 Mikrometern auf. Die galvanisch verzinkte Beschichtung, die bei den herkömmlichen Sensorhalterproben eingesetzt wurde, wies eine Dicke von 5 Mikrometern auf.
Die herkömmlichen, galvanisch verzinkten Sensorhalterproben waren so stark korrodiert, dass roter Rost praktisch über ihrer gesamten Oberfläche vorhanden war. Auf den Sensorhalterproben gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchen eine Elektrotauchlackierung eingesetzt wurde, trat kaum roter Rost auf.
Bei den Versuchen wurden zwei Proben jeweils für den Sensorhalter gemäß der vorliegenden Erfindung und dem herkömmlichen Sensorhalter eingesetzt. Es lässt sich überlegen, dass das Aussetzen der Proben gegenüber 45 Zyklen des voranstehend geschilderten Versuches im Wesentlichen dem entspricht, die Proben ein Jahr lang (in Okinawa, Japan) draußen verbleiben zu lassen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderten Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung jede Änderung oder Modifikation umfasst, die vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst ist, der sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergibt.

Claims

Lagerbaugruppe (1), die aufweist: ein äußeres Teil (2), das eine in Radialrichtung innere Oberfläche aufweist, die mehrere Laufringe aufweist, ein inneres Teil (3), das Laufringe aufweist, die jeweils in Radialrichtung einem der Laufringe gegenüberliegen, die in dem äußeren Teil (2) vorhanden sind, wobei entweder das innere oder das äußere Teil (3, 2) ein ortsfestes Teil ist und das andere unter den inneren und äußeren Teilen (3, 2) ein sich drehendes Teil ist, Wälzelemente (4), die zwischen den in Radialrichtung gegenüberliegenden Laufringen in mehreren Reihen angeordnet sind, einen Drehzahldetektor, der einen Impulsgenerator (8) aufweist, der auf dem sich drehenden Teil (3) angebracht ist, einen Sensorhalter (6), der eine rahmenförmige Tasche (9) aufweist, und einen Sensor (12), der in die rahmenförmige Tasche (9) des Sensorhalters (6) eingedrückt ist, wobei die rahmenförmige Tasche (9) aufweist: - ein Fenster (9c), das an der dem Impulsgenerator (8) gegenüberliegenden Rückseite der Tasche (9) angeordnet ist, - Führungsabschnitte (9a), die auf beiden Seiten der Tasche (9) angeordnet und dazu ausgebildet sind, in Eingriff mit Führungsnuten (12a) zu gelangen, die in dem Kopf des Sensors (12) vorhanden sind, und - einen elastisch verformbaren Clipabschnitt (9b), der auf der Vorderseite der Tasche (9) angeordnet und dazu ausgebildet ist, in die Eingriffsnut (12b) des Kopfes des Sensors (12) eingepasst zu werden, zum Haltern des Sensors (12) an seinem Ort in der Tasche (9), wobei das Zentrum der Rückseite des Sensors (12) gegen eine äußere Endoberfläche des ortsfesten Teils (2) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (6) aus Stahl besteht, mit einer kationischen Elektrotauchlackierung versehen ist und einen ringförmigen Abschnitt (7) aufweist, der auf eine in Radialrichtung nach außen gewandte Oberfläche des ortsfesten Teils (2) an einem nach innen gewandten Ende des ortsfesten Teils (2) aufgepasst ist.