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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagereinheit für ein Kraftfahrzeug
mit einem Kombinationsdichtungsring mit einem Encoder, inbesondere
eine Lagereinheit für
ein Kraftfahrzeug mit einer Kombinationsdichtung, welche für eine bezüglich einer
Halterungseinheit drehbare Lagerung von Straßenrädern eines Fahrzeugs in einer
Wälzlagereinheit
aufgenommen ist, um auf diese Weise die Wälzlagereinheit abzudichten,
und wird auch verwendet, um die Drehgeschwindigkeit von durch die Wälzlagereinheit
getragenen Rädern
zu erfassen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
mit einem Encoder ausgestattete Wälzlagereinheit wie beispielsweise
in Japanese Unexamined Patent Publication No. TokuKaiSho 64-21219 beschrieben,
ist bekannt, welche sowohl Räder
eines Fahrzeugs relativ zu einer Halterungseinheit drehbar lagert,
als auch die Drehgeschwindigkeit der Räder erfaßt, um einen Automatischen
Blockierverhinderer (anti-lock brake system, ABS) oder eine Antriebs-Schlupf-Regelung
(traction control system, TCS) zu steuern.
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Weiterhin
ist ein Aufbau, in welchem ein Encoder in einen Teil eines Dichtungsrings
eingepaßt ist,
welcher für
ein Schließen
einer Öffnung
an einem Endbereich des Wälzlagers
verwendet wird, bekannt, wie beispielsweise in den Japanese Unexamined
Patent Publications Nr. TokuKaiHei 5-26233, 5-238369, 6-281018 (äquivalent
zur europäischen
Patentveröffentlichung
Nr.
EP 0 890 753 ), 9-274051
und 11-44702 und der europäischen
Patentveröffentlichung
EP 0 495 323 A1 beschrieben
ist.
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Wenn
die Erfassung der Drehgeschwindigkeit von Rädern magnetisch durchgeführt wird,
werden Encoder verwendet, in welchen die magnetische Eigenschaft
sich alternierend in der Umfangsrichtung ändert (im allgemeinen bei gleich
großen
Intervallen). Um zu erreichen, daß sich in solchen Encodern
die magnetische Eigenschaft in der Umfangsrichtung alternierend ändert, ist
eine Mehrzahl von herausgenommenen Bereichen und festen Bereichen
alternierend in der Umfangsrichtung auf einem magnetischen Material
gebildet, oder ein Permanentmagnet mit alternierend angeordneten
S Polen und N Polen wird verwendet.
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Unter
diesen wird jüngst
der aus einem Permanentmagneten gefertigte Encoder zunehmend verwendet,
unter dem Aspekt, daß der
Aufbau auf der Seite des Sensors leicht hergestellt wird, und daß er eine
Erfassungsgenauigkeit bei geringen Geschwindigkeiten aufrechterhält.
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EP 0 890 753 offenbart eine
einzupassende Verbindung zwischen zwei Halterungen, von der eine fest
ist und die andere sich dreht. Sie umfaßt zwei Rahmen, wobei einer
an jede Halterung befestigt ist, und eine ringförmige Kammer zwischen ihnen
definiert. Der bewegliche Rahmen umfaßt eine mit einer Dichtungsrippe
versehene Scheibe, welche in einem ringförmigen Kanal in der drehbaren
Halterung angebracht ist. Die Scheibe trägt ein aus einem mit magnetischen
Partikeln angereichertem Elastomer geformtes magnetisches Kodierelement.
Das magnetische Kodierelement bedeckt die Außenseite der Scheibe und kann
mit einem Sensor zusammenarbeiten. Die zweite Scheibe weist eine
elastomere Ummantelung zum Ausbilden einer Dichtung auf, mit einer
axialen Lippe und einer radialen Lippe, welche auf den zwei Flächen der
ersten Scheibe zum Ausbilden der Dichtung wirken.
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Die
französische
Patentveröffentlichung
FR 2655735 offenbart eine
Geschwindigkeitssensorvorrichtung, welche ein einen Stator bildendes
Element umfaßt,
versehen mit einer aus einem Leiter bestehenden Wicklung, welche
Wicklung sich in Mäandern auf
einem gedruckten Schaltkreis windet, welcher aus einem flexiblen
Dünnfilmelement
besteht, welches in der Lage ist, sich der Form des den Stator bildenden
Elements anzupassen, und auf diesem durch eine Klebebindung befestigt
ist. Auf diese Weise ist eine Zunahme des Signals erreicht, welches
bereitgestellt ist, wenn solch ein Sensorelement vor einem in einer
Drehbewegung betriebenen multipolmagnetisierten Rotor angebracht
ist. Es ist möglich,
den Aufbau wenigstens teilweise in einem Dichtungsring eines Wälzlagers
zu integrieren, speziell für
ein Kraftfahrzeugrad.
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In
dem Fall des bis jetzt bekannten mit einem Encoder ausgestatteten
Kombinationsdichtungsrings, beispielsweise von der Beschreibung
in den oben erwähnten
Veröffentlichungen,
war es schwierig, den Dichtungsring in eine kleine Wälzlagereinheit aufzunehmen,
in einer Bedingung, worin diese nicht von der Endseite eines Laufrings
der Wälzlagereinheit herausragt,
während
eine ausreichende Dichteeigenschaft gesichert ist, und auch eine
hinreichend große
Ausgabe gesichert ist, unangesehen geringer Einpaßfehler.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist unter Berücksichtigung der obigen Situation,
eine Lagereinheit mit einem Kombinationsdichtungsring mit einem
Encoder bereitzustellen, welcher Kombinationsdichtungsring zwischen
einem festen Ring und einem drehbaren Ring verwendet wird, um eine Öffnung an
einem Endbereich eines zwischen einer Umfangsseite des festen Ringes
und einer Umfangsseite des drehbaren Ringes vorliegenden Raumes
abzuschließen,
und auch um die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Ringes zu erfassen.
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Entsprechend
stellt die vorliegende, wie im angefügten Anspruch beanspruchte,
Erfindung eine Lagereinheit für
ein Kraftfahrzeug bereit.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsendansicht
eines ersten Beispiels eines Kombinationsdichtungsrings mit einem
Encoder, welche einen Teil einer Lagereinheit gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
bildet;
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2 ist
eine Querschnittsansicht einer Wälzlagereinheit,
welche den Kombinationsdichtungsring mit einem Encoder von 1 aufnimmt;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsendansicht
eines zweiten Beispiels eines Kombinationsdichtungsrings mit einem
Encoder, welche einen Teil einer Lagereinheit gemäß einer
alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
bildet;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsendansicht
eines dritten Beispiels eines Kombinationsdichtungsrings mit einem
Encoder, welcher einen Teil einer Lagereinheit gemäß einer
weiteren alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsendansicht
des Spritzringes und Encoders des Kombinationsdichtungsrings mit
Encoder von 1 des ersten Beispiels, zur
Erklärung
der Meßbedingungen der
magnetischen Flußdichte;
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6 ist
ein Graph, um ein Meßergebnis
der magnetischen Flußdichte
zu zeigen.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Der
Kombinationsdichtungsring einer Lagereinheit mit einem erfindungsgemäßen Kombinationsdichtungsring
mit einem Encoder, wo ein Kombinationsdichtungsring mit einem Encoder
ausgestattet ist, ist für
die Verwendung zwischen einem festen Ring und einem drehbaren Ring
bereitgestellt, um die Öffnung
an einem Ende des Raumes zwischen dem festen Ring und dem drehbaren
Ring abzuschließen, und
umfaßt
im wesentlichen einen an die Umfangsfläche des festen Rings gesicherten
Dichtungsring, einen aus Metall gefertigten und an die Umfangsfläche des
drehbaren Ringes gesicherten Spritzring, und einen von dem Spritzring
getragenen und an diesen gesicherten Encoder.
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Der
Dichtungsring umfaßt:
einen aus einem festen zylindrischen Bereich bestehenden Metallkern,
welcher in die Umfangsseite des festen Ringes eingepaßt und an
diese gesichert ist, und einen festen kreisförmigen Ringbereich, der von
einem Rand des festen zylindrischen Bereiches in Richtung der Umfangsseite
des drehbaren Ringes gebogen ist; und ein elastisches Bauteil mit
wenigstens einer Dichtungslippe, welches vollständig um den Metallkern herum
gebondet ist.
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Weiterhin
umfaßt
der Spritzring einen in die Umfangsfläche des drehbaren Ringes eingepaßten und
an diesen gesicherten drehbaren zylindrischen Bereich, und einen
von dem Rand des drehbaren zylindrischen Bereiches in Richtung der
Umfangsfläche des
festen Ringes gebogenen drehbaren kreisförmigen Ringbereich; und umfaßt nicht
ein elastisches Bauelement. Der drehbare kreisförmige Ringbereich weist einen
erste Seitenfläche
und eine zweite Seitenfläche
auf, die einander axial gegenüberliegen.
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Der
Spritzring weist wenigstens einen Bereich auf der Umfangsfläche des
drehbaren zylindrischen Bereiches und auf der ersten Seitenfläche des drehbaren
kreisförmigen
Ringbereiches auf, gegen welche der entsprechende Rand der wenigstens
einen Dichtungslippe gerieben wird. Dieser Bereich ist mit einer
glatten Oberfläche
gefertigt.
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Weiterhin
ist der Encoder aus einem Gummimagneten gefertigt, in welchem S
Pole und N Pole alternierend in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und
ist auf der zweiten Seitenfläche
des drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches gebondet und getragen, welcher der Dichtungslippe
gegenüber
angeordnet ist. Der Encoder ist an den drehbaren kreisförmigen Ringbereich
durch einen Formungsprozeß angebracht,
wobei die zweite Seitenfläche
für die
Formung verwendet wird. Ein Teil des Randes des Encoders bedeckt
den Rand des drehbaren kreisförmigen Ringbereiches,
so daß er
mit dem Rand des drehbaren kreisförmigen Ringbereiches verbunden
ist.
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Die
Funktion des Dichtens durch den erfindungsgemäßen Kombinationsdichtungsring
mit einem Encoder zwischen der Umfangsfläche des festen Ringes und der
Umfangsfläche
des drehbaren Ringes, die wie oben beschrieben angeordnet sind, und
ein Verhindern eines Eindringens von Fremdmaterial in den Raum zwischen
diesen beiden Umfangsflächen,
während
verhindert wird, daß in
den Raum gefüllte
Schmiere nach außen
leckt, ist ähnlich
zu der Funktion des bekannten mit einem Encoder ausgestatten Kombinationsdichtungsringes,
wie er in den zuvor erwähnten
Publikationen oder ähnlichem
beschrieben ist.
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Insbesondere
kann in dem Fall einer Lagereinheit mit einem erfindungsgemäßen mit
einem Encoder ausgestatteten Kombinationsdichtungsring eine ausreichende
Dichtungseigenschaft gesichert werden, und auch eine hinreichend
große
Ausgabe kann, unangesehen kleiner Einpaßfehler, gesichert werden während, der
Dichtungsring in einer kleinen Wälzlagereinheit
aufgenommen ist, unter einer Bedingung, wo dieser nicht von der
Endseite eines Laufrings der Wälzlagereinheit
hervorragt.
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Im
folgenden werden einige Bespiele der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen detailliert beschrieben.
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1 und 2 zeigen
ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Als erstes wird
ein mit einem Encoder ausgestatteter Kombinationsdichtungsring 1 beschrieben.
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Ein
Kombinationsdichtungsring 1 mit einem Encoder ist zwischen
einem äußeren Ring 5,
welcher ein fester Ring ist (2), und
einem inneren Ring 6, welcher ein später beschriebener drehbarer
Ring ist (2) bereitgestellt, insbesondere
an einem Endbereich von diesem.
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Der
Kombinationsdichtungsring 1 mit einem Encoder umfaßt einen
innen eingepaßten
und an einen Endbereich des äußeren Ringes 5 gesicherten Dichtungsring 2,
einen Spritzring 3, der aus einer magnetischen Metallplatte,
wie zum Beispiel einer Stahlplatte oder einer rostfreien Stahlplatte
gefertigt ist, und außen
eingepaßt
und an einen Endbereich des inneren Ringes 6 gesichert
ist, sowie einen durch den Spritzring 3 getragenen und
gesicherten Encoder 4.
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Der
Dichtungsring 2 besteht aus einem Metallkern 7,
der in einer allgemein kreisförmigen
Form so ausgebildet ist, daß er
im Querschnitt eine L-Form darstellt, sowie einem elastischen Bauteil 8.
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Der
Metallkern 7 ist in einer allgemein kreisförmigen Form
ausgebildet, so daß er
im Querschnitt eine L-Form darstellt, und ist aus einer Metallplatte, wie
z.B. einer schmiedeeisernen Platte oder ähnlichem gefertigt, und weist
einen festen zylindrischen Bereich 9 auf, welcher innen
an die innere Umfangsseite des festen Rings oder äußeren Rings 5 durch Presspassung
eingepaßt
und gesichert ist, und einen festen kreisförmigen Ringbereich 10,
der in die diametrale Innenrichtung von einem axialen Rand des festen
zylindrischen Bereiches 9 in Richtung der äußeren Umfangsfläche des
inneren Rings 6 gebogen ist.
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Weiterhin
ist das elastische Bauteil 8 über den ganzen Umfang des Metallkerns 7 gebondet
und weist drei Dichtungslippen 11a bis 11c auf.
Im allgemeinen ist das elastische Bauteil 8 aus Gummi gefertigt
und ist mit dem Metallkern 7 durch thermisches Bonden verbunden.
In einem Fall kann eine einzelne Dichtungslippe ausreichend sein.
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Weiterhin
umfaßt
der Spritzring 3 einen drehbaren zylindrischen Bereich 12,
welcher außen
an die äußere Umfangsfläche an einem
Endbereich des inneren Ringes 6 durch Preßpassung
eingepaßt
und gesichert ist, und einen drehbaren kreisförmigen Ringbereich 13,
der in der diametralen Auswärtsrichtung
von einem Rand des drehbaren zylindrischen Bereiches 12 in
Richtung der inneren Umfangsfläche des äußeren Rings 5 gebogen
ist. Der drehbare kreisförmige
Ringbereich 13 weist erste und zweite Seitenflächen auf.
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Die
Dichtungslippen 11a bis 11c kommen mit dem drehbaren
zylindrischen Bereich 12 und der ersten Seitenfläche des
drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13 in Kontakt.
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Dieser
Spritzring 3 umfaßt
nicht ein elastisches Bauteil und weist einen Bereich mit glatter Oberfläche auf
der äußeren Umfangsseite
des drehbaren zylindrischen Bereiches 12 und auf einer
Seite des drehbaren Ringbereiches 13 auf, so daß die Endränder der
Dichtungslippen 11a bis 11c jeweils gegen den
Bereich mit glatter Oberfläche
gerieben werden.
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Der
Encoder 4 ist aus einem Gummimagneten gefertigt, in welchem
S Pole und N Pole alternierend in der Umfangsrichtung angeordnet
sind. Das heißt,
daß der
Encoder 4 aus einem Gummimagneten mit einem in dem Gummi
aufgenommen Ferritpulver gefertigt ist, und in einer kreisförmigen Ringform gebildet
ist, und in der axialen Richtung (in der linken und rechten Richtung
in 1) magnetisiert ist.
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Die
magnetisierte Richtung ist in der Umfangsrichtung bei gleich großen Intervallen
alternierend gewechselt. Daher sind auf einer Seite des Encoders 4 S
Pole und N Pole alternierend in der Umfangsrichtung bei gleichen
Intervallen angeordnet. Solch ein Encoder 4 ist an der
zweiten Seitenfläche des
drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13, gegenüber
den entsprechenden Dichtungslippen 11a bis 11c,
gebondet und gehaltert.
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Der
Encoder ist durch einen Formungsprozeß gefertigt, wobei ein ein
Ferritpulver beinhaltendes Gummimaterial durch Verwendung dieser
zweiten Seitenfläche
des drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13 formgepresst wird.
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Der
Rand auf dem äußeren Umfang
des Encoders 4 liegt in einer Position vor, welche um δ in der diametralen
inwärtigen
Richtung von dem Rand auf dem äußeren Umfang
des drehbaren kreisförmigen Ringbereichs 13 vertieft
ist. Mit anderen Worten, steht der Rand des Encoders 4 hinter
dem Rand des drehbaren kreisförmigen
Ringbereichs 13 zurück.
In dem Fall der vorliegenden Erfindung ist die Größe δ, um welche
der Rand auf dem äußeren Umfang
des Encoders 4 von dem Rand auf dem äußeren Umfang des drehbaren
kreisförmigen
Ringbereichs 13 vertieft ist, so gefertigt, daß sie 0,2
mm oder mehr beträgt, aber
so klein wie möglich
ist (nahe an 0,2 mm, beispielsweise nicht mehr als 0,4 mm).
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Dies
ist, um zu verhindern, daß sich
das Gummimaterial von dem Rand auf dem äußeren Umfang des drehbaren
kreisförmigen
Ringbereiches 13 zu der entgegengesetzten Seite des drehbaren
kreisförmigen
Ringbereiches 13 herumbewegt, wenn der Spritzring 3 in
eine Form zum Formpressen des Encoders 4 eingesetzt ist
und das Gummimaterial in die Form injiziert wird. Das heißt, daß auf diese
Weise der Bereich, der von dem Rand der Dichtungslippe 11c an
einem Bereich in Richtung zum äußeren Durchmesser
auf der entgegengesetzten Seitenfläche des drehbaren kreisförmigen Ringbereiches 13 reibt,
als eine glatte Fläche
erhalten bleiben kann (so daß das
Gummimaterial nicht an dem geriebenen Bereich haftet).
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Jedoch
ist die vertiefte Größe δ so klein
wie möglich
gehalten, und die radiale innere Umfangsrandposition des Encoders 4 ist
so weit wie möglich in
der diametralen Innenrichtung angeordnet, um auf diese Weise die
Breitenausdehnung W4 in der diametralen Richtung des Encoders 4 zu
sichern.
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Daher
ist in diesem Beispiel der innere Umfangsrand des Encoders 4 an
einem Ort auf dem äußeren Durchmesser
eines kurvenförmigen
Bereichs 25 mit einer Viertelkreisform im Querschnitt angeordnet,
was bewirkt, daß der
drehbare kreisförmige Ringbereich 13 und
der drehbare zylindrische Bereich 12 kontinuierlich sind
(an einem Ort, wo der äußere Umfangsrand
des kurvenförmigen
Bereiches 25 und der innere Umfangsrand des drehbaren kreisförmigen Ringbereiches 13 kontinuierlich
sind).
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2 zeigt
beispielsweise eine Wälzlagereinheit 14,
in welcher der wie oben beschrieben aufgebaute mit einem Encoder
ausgestattete Kombinationsdichtungsring 1 aufgenommen ist,
so daß die Drehgeschwindigkeit
von drehbar durch die Wälzlagereinheit 14 gehalterten
Rädern
relativ zu einer Aufhängungseinheit
frei erfaßt
werden kann.
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Die
in 2 gezeigte Wälzlagereinheit 14 dient
dem Haltern von betriebenen Rädern
(Hinterräder
von FR-Fahrzeugen (FR vehicles) und RR-Fahrzeugen (RR vehicles),
Vorderräder
von FF-Fahrzeugen (FF vehicles) und alle Räder von 4WD-Fahrzeugen (4WD
vehicles)) relativ zu der Aufhängungseinheit.
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Der
feste Ring oder äußere Ring 5 von
solch einer Wälzlagereinheit 14 weist äußere Ringlaufringe 15 in
einer doppelten Reihe auf der inneren Umfangsfläche auf. Weiterhin ist in einem
mittleren Teil auf der äußeren Umfangsfläche des äußeren Rings 5 ein
Anbringungsbereich 16 in einer Auswärtsflanschform für das Haltern
und Sichern des äußeren Ringes 5 relativ
zu der Aufhängungseinheit
bereitgestellt.
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Weiterhin
ist der innere Ring 6 an einer Nabe 17 angebracht,
welche konzentrisch mit dem äußeren Ring 5 auf
dessen Innenseite angeordnet ist. Die Nabe 17 und der innere
Ring 6 sind kombiniert, so daß sie einen drehbaren Ring
bilden.
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Auf
der äußeren Umfangsfläche der
Nabe 17 und dem inneren Ring 6 sind innere Ringlauf
ringe 18 gegenüber
den äußeren Ringlaufringen 15 gebildet.
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Auch
eine Keilöffnung 19 ist
in dem Zentrum der Nabe 17 gebildet. In die Keilöffnung 19 ist
ein an eine nicht gezeigte Konstantgeschwindigkeitsverbindung befestigter
Keilschaft eingefügt,
wenn in das Fahrzeug eingepaßt
wird.
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Dann
werden die Nabe 17 und der innere Ring 6 zwischen
einer Endseite eines in der Konstantgeschwindigkeitsverbindung bereitgestellten Gehäuses und
einer gegenüber
der Konstantgeschwindigkeitsverbindung auf den Endbereich des Keilschaftes
geschraubte Gewindemutter axial eingespannt.
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Die Öffnung der
Nabe 17 an dem Gewindemutterbereich wird durch Einpassen
eines nicht gezeigten Abschlusses hieran abgeschlossen, nachdem
die Gewindemutter geschraubt und fest angezogen wurde.
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Weiterhin
ist ein Flansch 22 für
ein Haltern von Straßenrädern auf
einem von der Öffnung
des äußeren Rings 5 gegenüber der
Konstantgeschwindigkeitsverbindung hervorragendem Bereich der Nabe 17 bereitgestellt.
Insbesondere erstreckt sich der Flansch 22 von einem Bereich
auf der axialen Außenseite
der Nabe 17 (der Ausdruck "axiale Außenseite" bedeutet einen Bereich, welcher zu
einer Außenseite
in der axialen Richtung wird, wenn an das Fahrzeug eingepaßt wird,
und die linke Seite in der 2). Ein
nicht gezeigtes Straßenrad
ist durch einen nicht gezeigten Bolzen an den Flansch 22 gekoppelt
und gesichert und der Bolzen fest in dem Flansch 22 bereitgestellt.
Daher rotiert die Nabe 17 mit den Straßenrädern, wenn das Fahrzeug fährt.
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Weiterhin
ist eine Mehrzahl von als Rollelemente dienenden Kugeln 20 für jede Reihe
zwischen den äußeren Ringlaufringen 15 und
den inneren Ringlauf ringen 18 bereitgestellt. Diese Kugeln 20 sind
durch Aufnehmungen 21 so gehaltert, daß sie frei drehbar sind, in
dem Zustand, worin sie voneinander in der Umfangsrichtung getrennt
sind. Daher ist die Nabe 17 drehbar auf der radialen Innenseite des äußeren Rings 5 gelagert.
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Für eine Wälzlagereinheit
für Fahrzeuge,
in denen das Gewicht zunimmt, können übrigens
Kegelrollen anstelle der Kugeln 20 als die Wälzkörper verwendet
werden.
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Weiterhin
ist ein Dichtungsring 23 innen an den Endbereich des äußeren Ringes 5 auf
der axialen Außenseite
hiervon eingepaßt
und gesichert, und der Rand einer Dichtungslippe des Dichtungsrings 23 ist
gegen die äußere Umfangsseite
in dem mittleren Teil der Nabe 17 gerieben und mit der äußeren Umfangsseite
in dem mittleren Teil der Nabe 17 in Kontakt gebracht,
so daß die Öffnung an
dem Ende der axialen Außenseite
des Raumes 24 abgeschlossen wird, wobei der Raum zwischen
den äußeren Umfangsseiten
der Nabe 17 und dem inneren Ring 6 und der inneren
Umfangsseite des äußeren Rings 5 vorliegt.
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Der
mit einem Encoder ausgestattete, wie oben beschrieben aufgebaute
Kombinationsdichtungsring 1 ist an dem Endbereich der axialen
inneren Seite der wie oben beschrieben aufgebauten Wälzlagereinheit 14 bereitgestellt,
und zwischen der inneren Umfangsfläche des Endbereiches auf der axialen
inneren Seite des äußeren Rings 5 und
der äußeren Umfangsseite
des Endbereiches auf der axialen inneren Seite des inneren Rings 6 eingepaßt, in dem
Zustand, daß die Öffnung an
dem Ende auf der axial inneren Seite des Raumes 24 abgeschlossen
wird (der Ausdruck "axiale
innere Seite" bedeutet einen
Bereich, der zu einer Innenseite in der axialen Richtung wird, wenn
an das Fahrzeug eingepaßt wird,
sowie die rechte Seite in 2).
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Das
heißt,
daß der
feste zylindrische Bereich 9 innen durch Preßpassung
an den Endbereich der axialen inneren Seite des äußeren Rings 5 eingepaßt und gesichert
ist, und der drehbare zylindrische Bereich 12 außen durch
Preßpassung
an den Endbereich der axialen inneren Seite des inneren Rings 6 eingepaßt und gesichert
ist.
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Weiterhin
sind in diesem Zustand der Rand der entsprechenden Dichtungslippen 11a, 11b und 11c über den
gesamten Umfang gegen die äußere Umfangsseite
des drehbaren zylindrischen Bereiches 12 und die radiale
Außenseite
des drehbaren kreisförmigen
Ringbereichs 13 gerieben.
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Ein
Erfassungsbereich eines Sensors, nicht gezeigt, der durch feste
Bereiche wie z.B. den äußeren Ring 5 oder
einem Teil der Aufhängungseinheit getragen
ist, ist via einem kleinen Spalt gegenüber der Seite auf der axialen
inneren Seite des Encoders 4 angeordnet.
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In
dem Fall eines erfindungsgemäßen Kombinationsdichtungsrings 1 mit
einem Encoder, der wie oben beschrieben aufgebaut und an die Wälzlagereinheit 14 in
der oben beschriebenen Weise eingepaßt ist, kann die Breitendimension
W4 in der diametralen Richtung des Encoders 4 groß gemacht
werden, weil die Position des äußeren Umfangsrandes des
Encoders 4 so weit wie möglich in der diametralen Auswärtsrichtung
angeordnet ist, und die Position des inneren Umfangsrandes hiervon
so weit wie möglich
in der diametralen inwärtigen
Richtung angeordnet ist. Daher ist es möglich, die Ausgabe des Sensors
gegenüber
der Seite auf der axialen inneren Seite des Encoders 4 zu
vergrößern, um
auf diese Weise die Erfassungszuverlässigkeit der Drehgeschwindigkeit
eines Rades zu verbessern, oder die Produktionskosten des Signalverarbeitungskreises zu
reduzieren.
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Weiterhin
kann dies im Falle dieses Beispiels verhindern, daß das den
Encoder 4 bildende Gummimaterial von dem Rand auf dem äußeren Umfang des
drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13 in Richtung der gegenüberliegenden Seitenfläche oder ersten
Seitenfläche
des drehbaren kreisförmigen Ringbereiches 13 abgeht,
weil der Rand auf der äußeren Umfangsseite
des Encoders 4 ein wenig in der diametralen Inwärtsrichtung
von dem Rand auf der äußeren Umfangsseite
des drehbaren Ringbereiches 13 eingedrückt ist bzw. hinter ihm zurückbleibt.
Daher kann der Bereich, der von dem Rand der Dichtungslippe 11c an
einem Bereich in Richtung des äußeren Durchmessers
auf der entgegengesetzten Seitenfläche oder der ersten Seitenfläche des
drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13 gerieben wird, als eine glatte Fläche erhalten
werden, um auf diese Weise die Dichtungseigenschaft zu sichern.
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3 zeigt
ein zweites Beispiel eines Kombinationsdichtungsrings mit Encoder,
welches Teil einer Lagereinheit entsprechend einer alternativen
erfindungsgemäßen Ausführungsform
bildet. In dem Falle dieses Beispiels ist der außenseitige Durchmesser des
Encoders 4 ein wenig größer gefertigt
als der außenseitige
Durchmesser des Spritzringes 3. Weiterhin erstreckt sich
der äußere Umfangsrandbereich
des Encoders 4 zu dem äußeren Umfangsrandbereich
des Spritzringes 3, und beide Umfangsrandbereiche sind
miteinander verbunden.
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In
dem Falle einer solchen Konstruktion dieses Beispiels ist die Breitendimension
W4 in der diametralen Richtung des Encoders 4 größer gefertigt, was
eine Vergrößerung der
Ausgabe des Sensors gegenüber
der Fläche
der axialen Innenseite des Encoders 4 ermöglicht.
Weiterhin kann die Fläche
für ein
Bonden des Encoders 4 und des Spritzringes 3 vergrößert werden,
um auf diese Weise die Stärke des
Bondens des Encoders 4 an den Spritzring 3 zu verbessern.
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In
dem Falle dieses Beispiels, falls der Encoder 4 durch Preßformen
eines Gummimaterials mit einem hierin aufgenommenen Ferritpulver
gebildet ist, wobei ein Teil der Oberfläche des Spritzringes 3 für das Preßformen
verwendet wird, besteht eine Möglichkeit,
daß das
Gummimaterial an der ersten Seitenfläche des drehbaren kreisförmigen Ringbereichs 13 des
Spritzringes 3 klebt. Um dies zu vermeiden, wenn der Aufbau
dieses Beispiels vorbereitet wird, kann ein vorgefertigter Encoder 4 an
den Spritzring 3 gebondet werden.
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4 zeigt
ein drittes Beispiel eines Kombinationsdichtungsringes mit einem
Encoder, der entsprechend einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
einen Teil einer Lagereinheit bildet. In dem Falle dieses Beispiels
ist eine Fase 26 auf der ersten Seitenfläche an dem äußeren Umfangsrandbereich
des drehbaren kreisförmigen
Ringbereichs 13 des Spritzringes 3 gebildet, um
auf diese Weise den äußeren Umfangsrandbereich
des drehbaren kreisförmigen
Ringbereiches 13 in einer Keilform zu bilden.
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Weiterhin
erstreckt sich der äußere Umfangsrandbereich
des Encoders 4 über
den äußeren Umfangsrand
des Spritzrings 3 bis zur Fase 26, und der innere
Umfangsrandbereich des Encoders 4 erstreckt sich zu einem
kurvenförmigen
Bereich 25 des Spritzringes 3.
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In
dem Falle solch einer Konstruktion dieses Beispiels kann die Breitendimension
W4 in der diametralen Richtung des Encoders 4 weiter vergrößert werden
und die Bonding-Stärke
zwischen dem Encoder 4 und dem Spritzring 3 kann
weiter verbessert werden.
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Weiterhin
ist der innere Umfangsrandbereich des Encoders 4, wenn
er an die Wälzlagereinheit
eingepaßt
wird, elastisch zwischen dem kurvenförmigen Bereich 25 und
dem äußeren Umfangsbereich
des inneren Rings 6 (2) zusammengedrückt, so
daß er
den Raum zwischen dem äußeren Umfang
des inneren Rings 6 und dem inneren Umfang des Spritzrings 3 abdichtet.
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Wenn
die vorliegende Erfindung implementiert wird, kann die Erfassungsgenauigkeit
der Drehgeschwindigkeit gesichert werden, indem die Größe so gesetzt
ist, daß größtenteils charakteristische
Effekte erhalten werden und indem die Breitendimension des Encoders
vergrößert wird.
Der Grund hierfür wird
unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
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Als
erstes beträgt
die Querschnittshöhe
eines Dichtungsbereiches, wo der erfindungsgemäße mit einem Encoder ausgestattete
Kombinationsdichtungsring 1 eingepaßt ist, das heißt ein in 2 gezeigter
Raum H zwischen der inneren Umfangsseite an dem Endbereich auf der
axial inneren Seite des äußeren Rings 5 und
der äußeren Umfangsseite
an dem Endbereich auf der axial inneren Seite des inneren Rings 6,
4 bis 7 mm.
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In
dem Fall einer relativ großen
Wälzlagereinheit,
in welcher der Raum oder die Querschnittshöhe H 7 mm überschreitet, kann die Erfassungsgenauigkeit
der Drehgeschwindigkeit gesichert werden, ohne sich auf die vorliegende
Erfindung zu stützen.
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Allerdings
wird es schwierig, die Erfassungsgenauigkeit der Drehgeschwindigkeit
zu sichern, sogar mit der vorliegenden Erfindung, wenn der Raum oder
die Querschnittshöhe
H weniger als 4 mm beträgt.
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Im übrigen wird
angenommen, daß die
Breitendimension W4 des Encoders 4 50% oder mehr von dem
oben beschriebenen Raum H annimmt (W4 ≥ 0,5 H). Wenn die Bedingung W4 ≥ 0,5 H nicht
erfüllt ist,
ist es schwierig, die Erfassungsgenauigkeit der Drehgeschwindigkeit
zu sichern, sogar wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Weiterhin ist es notwen dig, sicherzustellen, daß die Breitendimension W4 des
Encoders 4 2,0 mm oder mehr beträgt (W4 ≥ 2,0 mm).
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Der
Grund, warum die Bedingung W4 ≥ 2,0 mm
lautet, wird unten beschrieben.
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Der
Erfinder bereitete drei Arten von Encodern 4 mit der Breitendimension
W4 von 3,75 mm, 2,8 mm und 2,0 mm vor, und maß den Grad, in dem sich die
magnetische Flußdichte
an einem Ort in der diametralen Richtung änderte. Das heißt, daß die magnetische
Flußdichte,
wie in 5 gezeigt, in einem Wälzkreisbereich von jedem Encoder 4 und
an einem 1,0 mm von der Seitenfläche
von jedem Encoder 4 entfernten Ort (ein Bereich von Punkt
A in 5) mit 1 bezeichnet ist, und Änderungen
in der magnetischen Flußdichte
wurden bezüglich
entsprechender Fälle
gemessen, indem die Meßposition
in diametraler Richtung gewechselt wurde. Die Dicke von jedem Encoder 4 betrug
0,8 mm und die Dicke des aus einer Stahlplatte gefertigten Spritzringes
betrug 0,6 mm. Die Ergebnisse sind in 6 gezeigt.
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Wie
von 6 klar wird, beträgt der Bereich in der diametralen
Richtung, der 90% oder mehr der magnetischen Flußdichte in dem Wälzkreisbereich sichern
kann, etwa 2,2 mm, wenn die Breitendimension W4 3,75 mm beträgt, etwa
1,4 mm, wenn die Breitendimension W4 2,8 mm beträgt, und etwa 1,0 mm, wenn die
Breitendimension W4 2,0 mm beträgt. In
dem Fall, wo die Erfassungsgenauigkeit der Drehgeschwindigkeit aufrechterhalten
ist, ist es notwendig, den Sensor so zu fertigen, daß er sich
gegenüber einem
Bereich befindet, wo die oben beschriebene magnetische Flußdichte
90% der magnetischen Flußdichte
in dem Wälzkreis überschreitet.
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Wenn
man andererseits Positionsfehler des einzupassenden Sensors relativ
zu dem Encoder 4 betrachtet, wird der Bereich ungefähr 0,5 mm.
Das heißt,
daß es
notwendig ist, eine Diskrepanz von etwa 0,1 mm zwischen dem Rotationszentrum
des Encoders 4 und dem Rotationszentrum des inneren Rings
oder des drehbaren Rings 6 zu berücksichtigen.
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Es
ist ebenso notwendig, eine Diskrepanz von etwa 0,1 mm zwischen dem äußeren Ring 5 (2)
und einem an den äußeren Ring 5 zum
Tragen des Sensors befestigten Träger, zu berücksichtigen.
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Weiterhin
ist es notwendig, eine Diskrepanz von etwa 0,2 mm zwischen dem Träger und
einer Halterung für
das Einbetten und Tragen des Sensors zu berücksichtigen. Es ist auch notwendig,
eine Diskrepanz von etwa 0,1 mm zwischen der Halterung und dem Sensor
zu berücksichtigen.
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Wenn
alle diese Diskrepanzen addiert sind, wird der oben beschriebene
Positionsfehler des einzupassenden Sensors relativ zu dem Encoder 4 etwa 0,5
mm, wie oben beschrieben. Es ist erforderlich, daß die Breitendimension
W4 des Encoders 4, wie oben beschrieben, wenigstens 2,0
mm beträgt,
um sicherzustellen, daß die
von dem Sensor erfaßte
magnetische Flußdichte
90% der magnetischen Flußdichte
in den Wälzkreisbereich überschreitet,
auch wenn diese Diskrepanz in entweder der Richtung der Innendurchmesserseite
oder der Außendurchmesserseite
auftritt.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt, ist die Dicke des
Gummimagneten des Encoders 4 nicht speziell begrenzt, in
dem Fall eines Aufbaus, bei dem der gesamte Encoder 4 an
den drehba ren kreisförmigen Ringbereich 13 gebondet
ist und von diesem getragen ist. Im Gegenteil, wie in 3 und 4 gezeigt, ist
es erforderlich, daß,
in dem Fall eines Aufbaus, bei dem der äußere Umfangsrandbereich des
Encoders 4 von dem äußeren Umfangsrand
des Spritzringes 3 in der diametralen Richtung herausragt,
die Dickendimension des Gummimagneten des Encoders 4 0,2 mm
bis 1,0 mm beträgt.
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Wenn
die Dickendimension weniger als 0,2 mm beträgt, besteht eine Möglichkeit,
daß örtliches Abblättern auftritt.
Im Gegensatz besteht eine Möglichkeit,
daß die
planare Genauigkeit in einem Bereich des Gummimagneten der entsprechenden
Encoder 4, welcher diametral von den Spritzringen 3 hervorragt,
nicht aufrechterhalten wird, so daß dieser Bereich axial oszilliert,
falls die Dickendimension 1,0 mm überschreitet. In beiden Fällen besteht
eine Möglichkeit,
daß es
nicht möglich
ist, eine Distanz zwischen der Seitenfläche der Encoder 4 und
dem Sensor konstant zu halten, und eine genaue Erfassung der Drehgeschwindigkeit
kann nicht geleistet werden.
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Der
erfindungsgemäße mit einem
Encoder ausgestattete Kombinationsdichtungsring ist wie oben beschrieben
aufgebaut und betrieben. Daher weist er eine exzellente Dichtungseigenschaft
auf und kann die Erfassungsgenauigkeit einer Drehgeschwindigkeit
durch eine Drehgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung verbessern.