轴承装置、传感器轴承单元以及包括至少一个这种轴承装置的设备

摘要

本发明涉及一种轴承装置(10)，包括：轴承(20)，其包括定心于中心轴线(X1)上的内圈(30)和外圈(40)；脉冲环(60)，其包括：目标保持器(70)，其被固定到所述内圈(30)，并且沿径向延伸超过所述外圈(40)至所述中心轴线(X1)，和目标(80)，其被固定到超过所述外圈(40)的目标保持器(70)，并且适于与检测装置(6)配合，用于跟踪所述脉冲环(60)绕所述中心轴线(X1)的旋转；以及移动装置(90)，用于相对于所述外圈(40)沿轴向移动所述脉冲环(60)。所述移动装置(90)不同于所述目标保持器(70)。本发明还涉及一种传感器轴承单元(4)和包括至少一个这种轴承装置(10)的设备(1)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承装置，其包括轴承和脉冲环。本发明还涉及一种传 感器轴承单元以及一种包括至少一个这种轴承装置的设备。

背景技术

今天，传感器轴承单元通常用于汽车、航空和其他技术领域。这些单元 提供高品质的信号和传输，同时允许集成在更简单、更紧凑的设备中。

这种传感器轴承单元通常包括轴承、脉冲环和面向脉冲环的检测装置。 该冲动环可以包括目标保持器和包含交替的北极和南极的目标，其数量取决 于轴承尺寸及特定应用。采用具有适当尺寸的轴承，脉冲环可以被固定到该 轴承的旋转环，而检测装置可以被固定到该轴承的非旋转环。

采用具有小尺寸的轴承，可能有必要将检测装置定位在轴承的旁边，而 脉冲环被固定到内圈并且沿径向延伸超过轴承的外圈。总之，轴承和脉冲环 形成可被固定到旋转轴的轴承装置。然而，当轴、内圈和脉冲环高速旋转时， 目标保持器的变形可能会导致与外圈干扰，而这是要必须避免的。

FR-A-2 884 367描述了这种传感器轴承单元。目标保持器具有特定的形 状和加强肋，以避免与外圈干扰，但是这会增加脉冲环的制造复杂性以及成 本。

发明内容

本发明的目的是提供一种更简单的轴承装置。

为此，本发明涉及一种轴承装置，包括：轴承，其包括定心于中心轴线 上的内圈和外圈；脉冲环，其包括：目标保持器，其被固定到所述内圈，并 且沿径向延伸超过所述外圈至所述中心轴线，和目标，其被固定到超过所述 外圈的目标保持器，并且适于与检测装置配合，用于跟踪所述脉冲环绕所述 中心轴线的旋转；以及移动装置，用于相对于所述外圈沿轴向移动所述脉冲 环。该轴承装置的特征在于，所述移动装置不同于所述目标保持器。

由于本发明，可以避免固定外圈与旋转脉冲环之间的干扰，而目标保持 器仍具有简单的形状。

根据本发明的有利的但不是强制的进一步的方面，这种轴承装置可以包 括一个或多个以下特征：

-所述移动装置靠在该目标保持器的内侧部分附近的目标保持器。

-所述移动装置位于所述内圈上或靠着该内圈，并且沿着所述中心轴线 在所述轴承的对面轴向地延伸超过所述外圈。

-所述移动装置沿着所述中心轴线将轴向间隙限定在所述外圈与所述 目标保持器的中间部分之间，所述轴向间隙优选地基本在所述外圈的最大外 径的2％和4％之间。

-所述移动装置包括位于所述目标保持器和所述内圈之间的垫圈。

-所述移动装置包括所述内圈的侧部。

-所述目标保持器的中间部分包括刚性装置。

-所述轴承是滚动轴承，所述滚动轴承包括位于所述内圈和所述外圈之 间的滚动元件。

-所述轴承的至少一个轴向侧包括位于所述内圈和所述外圈之间的密 封装置。

-所述目标保持器具有外侧部分，所述外侧部分支撑所述目标并且对着 所述轴承延伸。

-所述脉冲环是磁脉冲环，磁目标包括磁极。

-所述脉冲环的目标是径向目标。

-所述脉冲环的目标是轴向目标。

本发明还涉及一种传感器轴承单元，包括检测装置和如上所述的轴承装 置。

本发明还涉及一种设备，包括旋转轴、检测装置和至少一个如上所述的 轴承装置。所述轴承的内圈被固定在所述旋转轴上，所述检测装置与所述脉 冲环相关联，用于跟踪所述旋转轴的旋转。

附图说明

下面参照相应的附图，对本发明进行说明，作为说明性示例，不限制本 发明的目的。在附图中：

-图1是根据本发明的轴承装置的分解透视图；

-图2是图1的轴承装置的轴向剖视图，装配根据本发明的设备；

-图3是图2中细节III的更大比例的剖视图；

-图4是根据本发明第二实施例的轴承装置的局部剖视图；

-图5和6是分别类似于根据本发明第三实施例的轴承装置的图1和4 的视图；以及

-图7和8是分别类似于根据本发明第四实施例的轴承装置的图5和6 的视图。

具体实施方式

在图1至3上所示的、根据本发明的轴承装置10适于装配设备1，比如 电机、制动系统、悬挂系统或任何旋转机器，特别是用于机动车辆。

图2上部分地示出了设备1。设备1包括旋转轴2和传感器轴承单元4， 其包括检测装置6和轴承装置10。轴2和轴承装置10定心于设备1的中心 轴线X1上。轴承装置10包括安装在轴2上的轴承20、安装在轴承20上的 磁脉冲环60以及位于轴承20与脉冲环60之间的垫圈90。检测装置6与脉 冲环60相关联，用于跟踪旋转轴2的旋转。

轴承20包括定心于轴线X1上的旋转内圈30和固定外圈40。轴承20 还包括滚动元件50，其位于内圈30和外圈40之间并且定位在轴承保持架 52中。内圈30具有内侧部分32，其包括第一圆柱形孔34、大致环形槽35 和第二圆柱形孔36。参照中心轴线X1，孔34的直径小于孔36的直径。在 脉冲环60所位于的轴承20的一侧上(比孔34更接近孔36)，圈30和40 具有环形侧面，分别为38和48。内圈30固定在装配到孔34中的旋转轴2 上。外圈40可被安装在未示出的支承件(其属于设备1)中。

优选地，轴承20的每个轴向侧包括位于内圈30和外圈40之间的密封 装置，分别为54和56。例如，密封装置54和56是橡胶密封件。每个密封 件54和56包括固定在外圈40上的底座54a或56a、与内圈30接触的密封 唇54b或56b、以及位于底座和唇之间的刚性插入件54c或56c。作为替代， 轴承20可以不包括任何密封装置。作为另一替代，轴承20的仅一侧可以包 括密封装置54或56。作为另一替代，密封装置54和/或56可以具有任何合 适的配置。

脉冲环60包括目标保持器70和目标80。目标保持器70被固定到内圈 30，并且沿径向延伸超过外圈40至轴线X1。目标80被固定到目标保持器 70，沿径向超过外圈40至轴线X1。目标80是包括磁极的塑料模制部件， 具有朝向检测装置6的外表面82。目标80和检测装置6相互配合，用于跟 踪脉冲环60、内圈30以及轴2围绕中心轴线X1的旋转。间隙g0沿径向设 置到介于表面82和检测装置6之间的轴线X1。换言之，脉冲环60的目标 80是径向目标。

目标保持器70可以由金属或塑料制成，通过冲压或通过任何其它合适 的过程形成。远离中心轴线X1，目标保持器70包括轴向部72、弯曲部73、 径向部74、弯曲部75、轴向部76、弯曲部77和径向部78。轴向部72和76 平行于轴线X1延伸，而径向部74和78沿径向延伸至轴线X1。轴向部72 和径向部74由弯曲部73相连，径向部74和轴向部76由弯曲部75相连， 而轴向部76和径向部78由弯曲部77相连。

换言之，目标保持器70具有包括轴向部72和径向部73的内侧部分70A、 包括径向部74的中间部分70B、以及包括弯曲部75、轴向部76、弯曲部77 和径向部78的外侧部分70C。内侧部分70A和外侧部分70C相对于中间部 分70B朝向轴承20延伸。内侧部分70A的轴向部72装配在内圈30的孔36 中。目标80固定在外侧部分70C上，位于外圈40周围。

作为替代，脉冲环60可以具有轴向目标，间隙沿轴向限定在目标和检 测装置6之间。在这种情况下，目标保持器70的外侧部分70C必须适配。

作为另一替代，检测装置6和脉冲环60可以使用任何其它合适的技术 来代替磁技术。例如，可以在传感器轴承单元4内实施感应技术或光学技术。

垫圈或间隔件90具有定心于轴线X1上的大致环形形状。垫圈90包括 圆柱形外表面92、环形侧表面94、圆柱形内表面96和环形侧表面98。垫圈 90还包括形成在表面96和98之间的锥形倒角97。垫圈90位于内圈30和 目标保持器70之间。更准确地，表面94靠在内圈30的面38，表面98靠在 目标保持器70的内侧部分70A附近的径向部74，表面96被装在轴向部72 上且倒角97定向成朝向弯曲部73。作为替代，径向间隙可设置在表面96 和轴向部72之间。

如图2和图3所示，当轴2未绕着轴线X1旋转时，中间部分70B的径 向部74大致平行于轴承20的面38和48延伸。垫圈90位于对着内圈30， 并且沿着轴线X1在轴承20的对面轴向地延伸超过外圈40。沿着平行于轴 线X1的轴向方向，间隙g10还是由垫圈90限定在外圈40的面48和中间部 分70B的径向部74之间。优选地但不是强制地，此时轴向间隙g10在外圈 40的最大外径的2％和4％的之间。因此，轴承装置10沿轴线X1具有减小 的体积。

当轴2高速旋转时，轴承装置10的内圈30和脉冲环60也绕轴线X1 高速旋转。该旋转可能导致径向部74朝向轴承20变形。如果径向部74摩 擦外圈40，则轴承装置10可能会发生关键功能失常。

在这些条件下，垫圈90形成隔开或移动装置，用于相对于外圈40沿轴 向移动脉冲环60，更精确的是目标保持器70的中间部分70B。根据本发明， 这些移动装置90不同于目标保持器70的配置。同现有技术中具有复杂形状 的目标保持器的中间部分相反，装备根据本发明的轴承10的目标保持器70 的形状得以大大地简化。

图4至8上示出了本发明的其他实施例。在这些实施例中，与第一实施 例相同的元件具有相同的附图标记。下文中仅就相对于第一实施例的区别进 行说明。图4、6和8上示出了轴线X1，尽管与其实际位置偏移。

图4上示出了根据本发明的轴承装置110的第二实施例。以相同方式工 作但具有与第一实施例不同结构的元件具有的附图标记增加了100。

轴承装置110包括轴承20、垫圈90以及脉冲环160，该脉冲环包括目 标80和目标保持器170。更精确地，目标保持器170具有与部分70C不同 的外侧部分170C，同时具有与目标保持器70相同的部分70A和70B。外侧 部分170C包括各部175、176、177和178。外侧部分170C相对于部分70A 和70B对着轴承20延伸。目标80固定在外侧部分170上，其同部分70C 相比不位于围绕着外圈40。由此，轴承装置110适于装到具有与配备轴承装 置10所不同的配置的设备1中。

图5和6上示出了根据本发明的轴承装置210的第三实施例。以相同方 式工作但具有与第一实施例不同结构的元件具有的附图标记增加了200。

轴承装置210包括轴承20(为了简化，图5上并未示出)、垫圈290和 脉冲环260，该脉冲环包括目标80和目标保持器270。更精确地，目标保持 器270具有与目标保持器70不同的内侧部分270A和中间部分270B，同时 具有与目标保持器70相同的外侧部分70C。垫圈290类似于垫圈90，但是 沿着轴线X1更长。因此，内侧部分270A的轴向部272沿着轴线X1比轴向 部72更长。远离轴线X1，中间部分270B包括逐渐接近轴承20的径向部 274a、弯曲部274b、径向部274c、倾斜部274d和径向部274e。当轴2不旋 转时，沿着平行于轴线X1的轴向方向，间隙g210由垫圈290最初限定在外 圈40的面48和中间部分270B的径向部274e之间。

由于其特殊的配置，各部274b、274c和274d形成中间部分270B的刚 性装置，特别是当轴2旋转时。可替代地，中间部分270B可以具有任何合 适的刚性装置，用于在轴2旋转时限制其变形，同时限制目标保持器270的 整个体积和复杂性。

图7和8上示出了根据本发明的轴承装置310的第四实施例。以相同方 式工作但具有与第一实施例不同结构的元件具有的附图标记增加了300。

轴承装置310包括轴承320和脉冲环360，该脉冲环包括目标80和目标 保持器370。更精确地，目标保持器370具有与目标保持器70不同的内侧部 分370A，同时具有与目标保持器270相似的中间部分270B和与目标保持器 70相似的外侧部分70C。轴承装置310还包括移动装置，其直接由内圈330 的侧部331形成，而不是由垫圈。换句话说，该侧部331位于内圈330上， 并且沿着轴线X1对着轴承320轴向地延伸超过外圈40。内圈330具有内侧 部分332，其包括第一圆柱形孔334、大致环形槽335和第二圆柱形孔336。 沿着轴线X1，内侧部分370A的轴向部372比轴向部72更短，而孔334比 孔34更长。当轴2不旋转时，沿着平行于轴线X1的轴向方向，间隙g310 由侧部331最初限定在外圈40的面48和中间部分270B的径向部274e之间。 因此，轴承装置310具有的体积类似于装置210，但不包括附加的垫圈。

在不脱离本发明范围的情况下，可以实施设备1和/或轴承装置10、110、 210或310的其它未示出的实施例。

此外，不同实施例的技术特征可以全部地或部分地彼此结合。因此，设 备1和轴承装置10、110、210或310可在成本方面适应或者适于本申请的 任何特定要求。