DE102014220541B4 - Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ - Google Patents

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Abstract

Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ, mit:einem Nabenlager (5) zur Befestigung an einer Nabe (1) eines Fahrzeugrads;einem an dem Nabenlager (5) befestigten Gelenkteil (7);einer Kappe (10), die derart an dem Gelenkteil (7) befestigt ist, dass ein Innenraum definiert ist, in dem das Nabenlager (5) angeordnet ist, wobei die Kappe (10) ein Außengehäuse (13) und ein Innengehäuse (11) aufweist, das aus einem Stahlmaterial ausgebildet ist und an dem Außengehäuse (13) befestigt ist, wobei das Innengehäuse (11) eine dem Innenraum zugewandte Innenfläche aufweist, und wobei das Außengehäuse (13) eine Öffnung ausbildet, durch die hindurch das Innengehäuse (11) exponiert ist;einem Kodierer (20), der in dem Innenraum an der Nabe (1) befestigt ist, während er von der Innenfläche des Innengehäuses (11) beabstandet ist; undeinem Radgeschwindigkeits-Sensor (WSS) (30), der an der Kappe (10) befestigt ist und einen Sensor-Kopfabschnitt aufweist, der sich derart durch die Öffnung zu dem Kodierer (20) erstreckt, dass das Innengehäuse (11) zwischen dem Kodierer (20) und dem Sensor-Kopfabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassein Spalt (a) zwischen dem Kodierer (20) und dem Sensor-Kopfabschnitt durch die Summe eines Abstands zwischen dem Kodierer (20) und der Innenfläche des Innengehäuses (11) und einer Dicke des Innengehäuses (11) definiert ist, wobei der Spalt in einem Freiraum, der von dem Innengehäuse (11) und dem Nabenlager (5) gebildet ist, angeordnet ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0136819 , eingereicht am 12. November 2013, die hiermit in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet
  • Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Nabenlager und insbesondere eine Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ, die in der Lage ist, einen Luftspalt zu reduzieren und eine aufgrund externer Fremdkörper verursachte Kontamination des Kopfs eines Radgeschwindigkeits-Sensors (im Folgenden als „WSS“ abgekürzt; wheel speed sensor”) zu reduzieren, indem eine Exponierung des WSS nach außen hin verhindert wird.
  • Beschreibung des relevanten Standes der Technik
  • Generell ist ein Fahrzeugrad mit einem Nabenlager versehen, das zwischen einem Scheiben-Teil, an dem eine Bremse montiert ist, und einem Halter angeordnet ist, der eine Aufhängung bildet. Das Nabenlager ist mit einem Magnetkodierer ausgestattet, der mit einem WSS verbunden ist.
  • Deshalb wird eine Struktur, bei der das Nabenlager, der WSS und der Magnetkodierer miteinander verbunden sind, als Nabenlager vom Magnetkodierer-Typ bezeichnet. Ein derartiges Nabenlager mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus DE 10 2012 204 039 A1 bekannt.
  • Bei dieser Struktur ist der Magnetkodierer innerhalb einer das Nabenlager abdeckenden Stahlkappe angeordnet, um eine Exponierung des Magnetkodierers nach außen hin zu verhindern, und der WSS ist an dem Magnetkodierer im Außenbereich der Stahlkappe angeordnet, so dass ein Luftspalt zwischen dem WSS und dem Magnetkodierer besteht und der WSS nach außen hin exponiert ist.
  • Typischerweise kann die Ansprechbarkeit des WSS gegenüber dem Magnetkodierer verbessert werden, wenn der Luftspalt, der die Leistungsfähigkeit des WSS beeinträchtigt, verkleinert wird.
  • Da jedoch der WSS außerhalb der Stahlkappe angebracht ist, kann aufgrund einer Montagetoleranz zwischen dem WSS und der Stahlkappe der Luftspalt möglicherweise größer werden.
  • Insbesondere weil der Luftspalt durch einen Abstand zwischen dem Kodierer und der Stahlkappe, eine Dicke der Stahlkappe und einen Abstand zwischen der Stahlkappe und dem WSS definiert ist, besteht eine Grenze für das Reduzieren des Luftspalts.
  • Zudem kann aufgrund der Exponierung des WSS zur äußeren Umgebung hin ein WSS-Kopf, der zur Detektion des Magnetkodierers vorgesehen ist, aufgrund externer Fremdkörper kontaminiert werden. Insbesondere kann sich wegen des Eindringens magnetischer Fremdkörper durch den Luftspalt die Möglichkeit eines Versagens des WSS signifikant erhöhen.
  • ÜBERBLICK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ, die in der Lage ist, einen Luftspalt zu minimieren und somit die Leistungsfähigkeit eines WSS zu verbessern, indem der WSS direkt in einer abgedichteten Kappe installiert ist, welche ein Nabenlager gegenüber der äußeren Umgebung abschirmt, und die insbesondere in der Lage ist, eine durch externe Fremdkörper verursachte Kontamination eines WSS-Kopfs oder ein durch magnetische Fremdkörper verursachtes Versagen des WSS zu verhindern, indem eine Exponierung des WSS-Kopfs zur äußeren Umgebung hin mittels der abgedichteten Kappe verhindert wird, gemäß Anspruch 1.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und sind anhand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird offensichtlich sein, dass die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und Kombinationen derselben realisiert werden können.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ auf: eine abgedichtete Kappe 10, die mit einem Gelenkteil 7 zum Fixieren eines an einer Nabe 1 angeordneten Nabenlagers 5 derart verbunden ist, so dass ein Innenraum zum Abschirmen des Nabenlagers 5 nach außen hin definiert ist, ein aus Stahl ausgebildetes Innengehäuse 11, das zu dem Innenraum hin exponiert ist, einen Kodierer 20, der in dem Innenraum angeordnet ist, während er von einer Oberfläche des Innengehäuses 11 beabstandet ist, und einen WSS 30, der in die abgedichtete Kappe 10 derart eingeführt ist, dass ein Sensor-Kopfabschnitt zu der Oberfläche des Innengehäuses 11 hin angeordnet ist, wobei ein Luftspalt durch einen Abstand zwischen dem Kodierer 20 und der Oberfläche des Innengehäuses 11 und eine Dicke des Innengehäuses 11 gebildet ist.
  • Die abgedichtete Kappe kann ein Außengehäuse, das aus Plastikmaterial ausgebildet ist und das Innengehäuse umschließt, und einen Sensor-Vorsprung aufweisen, welcher derart einstückig an dem Außengehäuse ausgebildet ist, dass der WSS in den Sensor-Vorsprung eingeführt sein kann.
  • In dem Sensor-Vorsprung kann eine Montageöffnung ausgebildet sein, in die der WSS eingeführt ist, und die Oberfläche des Innengehäuses kann durch die Montageöffnung hindurch exponiert sein.
  • Der Kodierer kann an einer Kodierer-Platte angebracht sein, und die Kodierer-Platte kann mit einem Kodierer-Haltering verbunden sein, der an einem Nabenschaft der Nabe befestigt ist.
  • Ein Sensorkopf des WSS kann gegen die Oberfläche des Innengehäuses gedrückt sein.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration einer Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt eine Ansicht einer Konfiguration einer abgedichteten Kappe der Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kopplungszustands eines Kodierers und eines WSS mit einem zwischen diesen ausgebildeten Luftspalt gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in verschiedenen Formen realisiert werden und sollte nicht dahingehend interpretiert werden, dass sie auf die hier aufgeführten Ausführungsformen beschränkt wäre. Vielmehr sind diese Ausführungsformen zum Zweck einer gründlichen und vollständigen Offenbarung vorgesehen und geben Fachleuten auf dem Gebiet ein volles Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung. In den verschiedenen Figuren und im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Konfiguration einer Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, weist die Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ auf: ein Nabenlager 5, das zwischen einer Nabe 1 und einem Gelenkteil 7 angeordnet ist, eine abgedichtete Kappe 10, die mit dem Gelenkteil 7 verbunden ist, um das Nabenlager 5 gegenüber dem Außenbereich abzuschirmen und die einen Luftspalt bildet, einen Kodierer 20, der zu dem Luftspalt hin in einem von der abgedichteten Kappe 10 bedeckten Raum angeordnet ist, und einen WSS 30, der zu dem Luftspalt hin in die abgedichtete Kappe 10 eingeführt ist.
  • Die Nabe 1 weist einen Nabenschaft 2, an dem ein innerer Ring des Nabenlagers 5 gehalten ist, und eine Befestigungsplatte 3 auf, die an einem Ende des Nabenschafts 2 mit dem Fahrzeugrad verbunden ist.
  • In dem Gelenkteil 7 ist eine Schaft-Durchgangsöffnung ausgebildet, durch welche der Nabenschaft 2 hindurchtritt, so dass ein äußerer Ring des Nabenlagers 5 in der Schaft-Durchgangsöffnung gehalten ist, und in einem Außenbereich des Gelenkteils 7 ist ein Kappensitzabschnitt 7-1 derart ausgebildet, dass die abgedichtete Kappe 10 mit dem Kappensitzabschnitt 7-1 verbunden ist.
  • Die abgedichtete Kappe 10 weist ein Innengehäuse 11 aus einem Stahlmaterial, ein Außengehäuse 13, das durch Spritzguss aus einem Plastikmaterial hergestellt ist, und einen Sensor-Vorsprung 15 auf, welcher derart einstückig mit dem Außengehäuse 13 ausgebildet ist, dass der WSS 30 in den Sensor-Vorsprung 15 eingeführt wird.
  • Bei dem Kodierer 20 handelt es sich um einen Kodierer vom Magnet-Typ. Der Kodierer 20 ist an einer Kodierer-Platte 20-1 angebracht, und die Kodierer-Platte 20-1 ist mit einem Kodierer-Haltering 20-2 verbunden, der an dem Nabenschaft 2 befestigt ist.
  • Der WSS 30 ist derart mit dem Sensor-Vorsprung 15 verbunden, dass ein Sensor-Kopf dem Kodierer 20 zugewandt ist, so dass eine Anordnung gebildet ist, bei welcher der WSS 30 identisch parallel zu einer Axialrichtung des Nabenschafts 2 angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform kann als WSS 30 jeder Typ von Sensor verwendet werden, bei dem es möglich ist, die Sensor-Empfindlichkeit gegenüber dem Kodierer 20 zu verbessern, wenn der Luftspalt kleiner wird. Beispielsweise kann der WSS 30 ein ABS- (Anti-Brems-System-) Sensor sein.
  • 2 zeigt eine detaillierte Ansicht der Konfiguration der abgedichteten Kappe 10.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, hat das Innengehäuse 11, das die abgedichtete Kappe 10 bildet, eine abgestufte Zwei-Ebenen-Struktur dahingehend, dass es einen Vorsprungsteil der Nabenwelle 2 umschließt und gleichzeitig einen Raum definiert, in dem der Kodierer 20 im Ankopplungszustand des Innengehäuses 11 und des Gelenkteils 7 angeordnet ist.
  • Das die abgedichtete Kappe 10 ausbildende Außengehäuse 13 hat die gleiche Form wie das Innengehäuse 11. Somit ist das Innengehäuse 11 fest mit einer Innenfläche des Außengehäuse 13 verbunden.
  • Der an der abgedichteten Kappe 10 ausgebildete Sensor-Vorsprung 15 weist eine Montageöffnung 15-1, in die der WSS 30 eingeführt ist, und erste und zweite Öffnungen 15-3 und 15-5 auf, die an der linken bzw. rechten Seite der Montageöffnung 15-1 ausgebildet sind.
  • 3 zeigt einen Luftspalt der Ausführungsform.
  • Gemäß der Darstellung in der Zeichnung wird, wenn der WSS 30 in die Montageöffnung 15-1 des Sensor-Vorsprungs 15 eingeführt ist, um die beiden Teile zusammenzufügen, der Sensor-Kopf des WSS 30 in einem Zustand gehalten, in dem er gegen das Innengehäuse 11 gepresst ist.
  • Somit ist der Luftspalt „a“ durch die Dicke des Innengehäuses 11 und einen Abstand zwischen dem Innengehäuse 11 und dem Kodierer 20 gebildet, der in einem von dem Innengehäuse 11 und dem Nabenlager 5 gebildeten Freiraum A angeordnet ist.
  • Deshalb ist der Luftspalt „a“ abhängig von der Dicke des Innengehäuses 11, während der WSS 30 keine Beabstandungs-Distanz bildet. Folglich kann, wenn die Dicke des Innengehäuses 11 reduziert wird, der Luftspalt „a“ damit einhergehend reduziert werden.
  • Wie oben beschrieben weist die gemäß der Ausführungsform ausgebildete Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ den Kodierer 20, der in einem Innenraum angeordnet ist, welcher durch die zum Schutz des Nabenlagers 5 gegenüber der äußeren Umgebung vorgesehene abgedichtete Kappe 10 definiert ist, und den WSS 30 auf, der in die abgedichtete Kappe 10 zu dem Luftspalt „a“ hin eingeführt ist, der durch den Abstand zwischen dem Kodierer 20 und der Oberfläche des Innengehäuses 11 und die Dicke des Innengehäuses 11 gebildet ist. Somit ist es möglich, den Luftspalt „a“ zu minimieren und dadurch die Leistungsfähigkeit des WSS zu verbessern, und insbesondere eine durch externe Fremdkörper verursachte Kontamination des WSS-Kopfs 30 oder ein durch magnetische Fremdkörper verursachtes Versagen des WSS 30 zu verhindern, indem eine Exponierung des Sensor-Kopfs zur äußeren Umgebung hin mittels der abgedichteten Kappe 10 verhindert wird.
  • Gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht die Möglichkeit, einen zwischen einem WSS und einem Magnetkodierer bestehenden Luftspalt zu minimieren, indem der WSS direkt in einer abgedichtete Kappe installiert wird, die zum Abschirmen des Nabenlagers gegenüber der äußeren Umgebung dient, und insbesondere die Leistungsfähigkeit des WSS zu verbessern, indem der Luftspalt durch Reduzierung der Dicke eines in einem Innenraum der abgedichteten Kappe vorgesehenen Stahlmaterials minimiert wird.
  • Gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann, da der WSS direkt in der abgedichteten Kappe installiert ist, der Luftspalt nicht durch eine Montagetoleranz zwischen einem ABS-Sensor, einer abgedichteten Kappe und umliegenden Teilen beeinflusst werden.
  • Gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die abgedichtete Kappe, da sie im Spritzguss aus Plastik hergestellt ist, im Vergleich mit einer aus Stahlmaterial hergestellten abgedichteten Kappe ein reduziertes Gewicht haben.
  • Gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht die Möglichkeit, eine durch externe Fremdkörper verursachte Kontamination des WSS-Kopfs zu verhindern, indem der WSS-Kopf vollständig in die aus Plastik spritzgegossene abgedichtete Kappe eingeführt ist, und insbesondere ein Versagen des WSS zu verhindern, indem ein Eindringen magnetischer Fremdkörper in den Luftspalt grundlegend blockiert wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von speziellen Ausführungsformen beschrieben wurde, wird Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind.

Claims (10)

  1. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ, mit: einem Nabenlager (5) zur Befestigung an einer Nabe (1) eines Fahrzeugrads; einem an dem Nabenlager (5) befestigten Gelenkteil (7); einer Kappe (10), die derart an dem Gelenkteil (7) befestigt ist, dass ein Innenraum definiert ist, in dem das Nabenlager (5) angeordnet ist, wobei die Kappe (10) ein Außengehäuse (13) und ein Innengehäuse (11) aufweist, das aus einem Stahlmaterial ausgebildet ist und an dem Außengehäuse (13) befestigt ist, wobei das Innengehäuse (11) eine dem Innenraum zugewandte Innenfläche aufweist, und wobei das Außengehäuse (13) eine Öffnung ausbildet, durch die hindurch das Innengehäuse (11) exponiert ist; einem Kodierer (20), der in dem Innenraum an der Nabe (1) befestigt ist, während er von der Innenfläche des Innengehäuses (11) beabstandet ist; und einem Radgeschwindigkeits-Sensor (WSS) (30), der an der Kappe (10) befestigt ist und einen Sensor-Kopfabschnitt aufweist, der sich derart durch die Öffnung zu dem Kodierer (20) erstreckt, dass das Innengehäuse (11) zwischen dem Kodierer (20) und dem Sensor-Kopfabschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt (a) zwischen dem Kodierer (20) und dem Sensor-Kopfabschnitt durch die Summe eines Abstands zwischen dem Kodierer (20) und der Innenfläche des Innengehäuses (11) und einer Dicke des Innengehäuses (11) definiert ist, wobei der Spalt in einem Freiraum, der von dem Innengehäuse (11) und dem Nabenlager (5) gebildet ist, angeordnet ist.
  2. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Kopfabschnitt das Innengehäuse (11) kontaktiert.
  3. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Außengehäuses (13) nicht zwischen dem Sensor-Kopfabschnitt und dem Innengehäuse (11) angeordnet ist.
  4. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (13) aus einem Plastikmaterial ausgebildet ist und einen Sensor-Vorsprung (15) aufweist, in dem die Öffnung ausgebildet ist, wobei der WSS (30) in den Sensor-Vorsprung (15) eingeführt ist.
  5. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierer (20) an einer Kodierer-Platte (20-1) angebracht ist und die Kodierer-Platte (20-1) mit einem Kodierer-Haltering (20-2) verbunden ist, der an einem Nabenschaft (2) der Nabe (1) befestigt ist.
  6. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Kopfabschnitt des WSS (30) gegen die Innenfläche des Innengehäuse (11) gedrückt ist.
  7. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (1) einen Nabenschaft (2), an dem ein innerer Ring des Nabenlagers (5) gehalten ist, und eine Befestigungsplatte (3) aufweist, die an einem Ende des Nabenschafts (2) mit einem Fahrzeugrad verbunden ist.
  8. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (7) mit einem äußeren Ring des Nabenlagers (5) verbunden ist und die Kappe (10) nach außen hin mit dem Gelenkteil (7) verbunden ist, um das Nabenlager (5) gegenüber nach außen abzuschirmen.
  9. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (7) mit einer Schaft-Öffnung ausgebildet ist, durch die ein Nabenschaft (2) zum Halten eines inneren Rings des Nabenlagers (5) hindurchtritt, und der äußere Ring des Nabenlagers (5) in der Schaft-Öffnung befestigt ist.
  10. Nabenlagereinheit vom Magnetkodierer-Typ nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (7) mit einem Kappensitzabschnitt (7-1) ausgebildet ist, mit dem die Kappe (10) verbunden ist.
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