DE112009002662T5

DE112009002662T5 - Radlager mit Sensor

Info

Publication number: DE112009002662T5
Application number: DE112009002662T
Authority: DE
Inventors: Yujiro Ono; Kantaro Nishikawa; Koji Kametaka; Takayuki Norimatsu; Kentaro Ikki; Toru Takahashi
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2010052864A1; US8596146B2; US20110209562A1; KR101596395B1; KR20110087276A

Abstract

Eine Radtraglager-Baugruppe enthält Wälzkörper (5), die zwischen zweireihigen Wälzflächen (3, 4) von äußeren und inneren Elementen (1, 2), die einander gegenüberliegen, angeordnet sind. Elektronische Bauelemente, die eine Vielzahl der Sensoreinheiten (20), einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis (25) zum Verarbeiten des entsprechenden Sensorausgangssignals davon und ein Signalkabel (26) zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe umfassen, sind im Innern einer ringförmigen Schutzabdeckung (27) angeordnet, um eine ringförmige Sensorbaugruppe (28) bereitzustellen. Die Sensorbaugruppe (28) ist an einer Umfangsfläche eines feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht.

Description

QUERVERWEIS AUF DIE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen und nimmt deren Priorität der Verbandsübereinkunft in Anspruch: Nr. 2008-284079 , eingereicht am 5. November 2008, Nr. 2008-302296 , eingereicht am 27. November 2008, Nr. 2008-314164 , eingereicht am 10. Dezember 2008, Nr. 2008-324965 , eingereicht am 22. Dezember 2008 und Nr. 2009-022215 , eingereicht am 3. Februar 2009, wobei die gesamte Offenbarung aller dieser Patentanmeldungen durch Verweis als Teil dieser Anmeldung hierin enthalten ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Sensor ausgerüstete Radtraglager-Baugruppe mit einem darin eingebauten Lastsensor zum Erfassen einer auf eine Lagereinheit für ein Fahrzeugrad aufgebrachten Last.
(Beschreibung des Standes der Technik)
Als eine Technik zum Erfassen einer auf jedes der Fahrzeugräder wirkenden Last ist eine Radtraglager-Baugruppe mit Sensor vorgeschlagen worden (zum Beispiel in dem nachstehend aufgeführten Patentdokument 1), bei der eine in einer äußeren Radkranz-Durchmesserfläche eines äußeren Rings der Radtraglager-Baugruppe, der als feststehender Ring wirkt, auftretende Last erfasst wird. Es wird auch eine weitere Radtraglager-Baugruppe mit Sensor vorgeschlagen (zum Beispiel in dem nachstehend aufgeführten Patentdokument 2), bei der, wie in 66 gezeigt ist, zum Erfassen der Dehnung ein Dehnungsmessstreifen 51 an einen äußeren Ring 50 der Radtraglager-Baugruppe geklebt ist.
Eine weitere Radtraglager-Baugruppe mit Sensor wird (zum Beispiel in dem nachstehend aufgeführten Patentdokument 3) vorgeschlagen, bei der eine Sensoreinheit, die aus einem Dehnungserzeugungselement und einem an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Dehnungssensor zusammengesetzt ist, an einer inneren Durchmesserfläche eines äußeren Elements des Lagers, das als feststehender Ring wirkt, angebracht ist, und das Dehnungserzeugungselement ein Kontaktbefestigungssegment an mindestens zwei Stellen relativ zu dem äußeren Element und einen Ausschnitt an mindestens einer Stelle zwischen den benachbarten Kontaktbefestigungssegmenten aufweist, wobei der Dehnungssensor auf diesem Ausschnitt angeordnet ist.
Gemäß der oben in dem Patentdokument 3 offenbarten Radtraglager-Baugruppe mit Sensor wird, wenn während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs eine Last auf einen drehbaren Ring wirkt, diese Last durch Wälzkörper auf den feststehenden Ring übertragen, so dass sich der feststehende Ring verformt und daher eine solche Verformung eine Dehnung in der Sensoreinheit herbeiführt. Der in der Sensoreinheit vorgesehene Dehnungssensor erfasst eine solche in der Sensoreinheit auftretende Dehnung. Wenn zuvor Beziehungen zwischen der Dehnung und der Last durch eine Reihe von Experimenten und/oder Simulationen ermittelt werden, kann die auf das Fahrzeugrad wirkende Last oder dergleichen von einem Ausgang des Dehnungssensors erfasst werden.
[Vorveröffentlichungen]

[Patentdokument 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-098138
[Patentdokument 2] Japanische veröffentlichte internationale Anmeldung Nr. 2003-530565
[Patentdokument 3] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2007-057299 .

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es wurde jedoch festgestellt, dass der in dem oben aufgeführten Patentdokument 1 offenbarte Aufbau, bei dem der Dehnungssensor auf der äußeren Durchmesserfläche eines Außenring-Flanschteils der Radtraglager-Baugruppe vorgesehen ist, und der in dem oben aufgeführten Patentdokument 2 offenbarte Aufbau, bei dem, wie in 66 gezeigt ist, der Dehnungsmessstreifen 51 an den äußeren Ring 50 der Radtraglager-Baugruppe angeklebt ist, nicht ausreichen, um den Sensor vor der äußeren Umgebung zu schützen. Aus diesem Grund kann es sein, dass der Sensor beschädigt wird, sobald kleine Steine auf der Straße, wenn sie während der Fahrt des Kraftfahrzeugs hochspringen, gegen den Sensor schlagen, oder sobald der Sensor während der Fahrt des Kraftfahrzeugs mit Schmutzwasser bespritzt wird.
Andererseits ist die Sensoreinheit gemäß dem Aufbau, der in dem oben aufgeführten Patentdokument 3 offenbart ist, an der inneren Durchmesserfläche des Außenrings der Radtraglager-Baugruppe angebracht, und deshalb kann der Sensor vor der äußeren Umgebung geschützt werden, wobei es jedoch schwierig ist, einen Vorgang zum Ziehen eines Signalkabels vom Innern der Lagerbaugruppe zur Außenseite der Lagerbaugruppe und eine Montage der Sensoreinheit zustande zu bringen.
Auf jeden Fall findet sich in keinem der oben genannten Patentdokumente 1 bis 3 ein Hinweis auf die Verdrahtung des Sensors. In der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor des Typs, bei der die Sensoreinheit an dem äußeren Element der Radtraglager-Baugruppe angebracht ist, wie es bei dem Patentdokument 3 der Fall ist, insbesondere, wenn die Sensoreinheit in mehrfacher Anzahl verwendet wird und ein zum Verarbeiten entsprechender Sensorausgangssignale dieser Sensoreinheiten verwendeter, integrierter Signalverarbeitungsschaltkreis an dem äußeren Element angebracht ist, verursacht zum Beispiel das Anbringen der Sensoreinheiten und des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises an dem äußeren Element und eine anschließende Verdrahtung einzelner Signalkabel zum Senden des verarbeiteten Sensorausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe die folgenden Probleme:

(1) Die Zahl der verwendeten Bauteile erhöht sich, was mit einem Anstieg der Kosten verbunden ist, und deshalb kann keine Gewichtsreduzierung erreicht werden.
(2) Bei Ausführung der beabsichtigten Verdrahtung wird eine beträchtliche Zeitdauer benötigt, die wiederum einen Anstieg der Kosten verursacht.
(3) Recht oft ist es so, dass die Leistung wegen einer falschen Verdrahtung und/oder weil einige der elektronischen Bauelemente während der Verdrahtung beschädigt werden, reduziert wird, wobei dies ebenfalls einen Anstieg der Kosten verursacht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, bei der etwaige in dem Sensor unter dem Einfluss der äußeren Umgebung auftretende Schwierigkeiten vermieden werden können, so dass die Last, die auf die Radtraglager-Baugruppe oder eine in Kontakt mit einer Straßenoberfläche befindliche Reifenlauffläche oder einen Reifenumfang wirkt, über einen wesentlichen Zeitraum erfasst werden kann, und bei der die Verdrahtung der Signalkabel und die Montage der Sensoren leicht ausgeführt werden kann.
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine mit Sensor ausgerüstete Radtraglager-Baugruppe zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeugkarosseriestruktur, die ein äußeres Element mit einem Innenumfang aufweist, der mit zweireihigen Wälzflächen gebildet ist; ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen gebildet ist, die in einer gegenüberliegenden Beziehung zu den Wälzflächen in dem äußeren Element gehalten werden; zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und eine Sensorbaugruppe, die an der Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist. Die Sensorbaugruppe enthält elektronische Bauelemente, die eine Vielzahl von Sensoreinheiten, von denen jede ein an einer Umfangsfläche eines der äußeren und inneren Elemente befestigtes Dehnungserzeugungselement ist, das als feststehendes Element wirkt, sich in Kontakt mit diesem und mit einem an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Sensor zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement bewirkten Dehnung befindet, einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zur Verarbeitung eines Ausgangssignals von dem Sensor sowie ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe umfassen. Die elektrischen Bauteile sind im Innern einer ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet, um eine ringförmige Sensorbaugruppe bereitzustellen. Das feststehende Element ist zum Beispiel ein äußeres Element.
Wenn auf die Radtraglager-Baugruppe oder zwischen dem Radreifen des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche eine Last wirkt, so wird diese Last auf das feststehende Element (zum Beispiel das äußere Element) aufgebracht, was mit einer Verformung desselben verbunden ist. Da das Dehnungserzeugungselement in jeder der Sensoreinheiten an dem mit diesem in Kontakt befindlichen feststehenden Element angebracht ist, wird die in dem feststehenden Element auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt worden ist, zu dem Dehnungserzeugungselement übertragen, wobei eine solche Dehnung durch den Sensor mit einer hohen Empfindlichkeit erfasst wird, was zu einer genauen Schätzung der Last führt.
Insbesondere sind die elektronischen Bauelemente einschließlich der Vielzahl von Sensoreinheiten, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises zum Verarbeiten des Ausgangssignals des Sensors in jeder der Sensoreinheiten und des Signalkabels zum Übertragen der verarbeiteten Ausgangssignale zur Außenseite der Lagerbaugruppe im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet, um die ringförmige Sensorbaugruppe bereitzustellen, die wiederum an der Umfangsfläche des feststehenden Elements in einer koaxialen Beziehung zu diesem feststehenden Element angebracht ist. Daher können die oben bezeichneten elektronischen Bauelemente mit der Schutzabdeckung bedeckt werden, so dass eine etwaige mögliche Beschädigung an den Sensoren unter dem Einfluss der äußeren Umgebung vermieden werden kann und folglich die auf die Radtraglager-Baugruppe oder die Reifenlauffläche wirkende Last über längere Zeit genau erfasst werden kann. Zum Beispiel können die elektronischen Bauelemente einschließlich der Sensoren, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises und des Signalkabels vor kleinen Steinen, die während der Fahrt des Kraftfahrzeugs von der Straßenoberfläche hochspringen und/oder vor Schmutzwasser, das während der Fahrt des Kraftfahrzeugs hochgespritzt wird, geschützt werden. Außerdem können Verdrahtun des Signalkabels und die Montage der Sensoren erleichtert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung hat die ringförmige Sensorbaugruppe vorzugsweise einen Aufbau, der in zwei Bauteile in deren Umfangsrichtung geteilt werden kann. Zum Beispiel ist es vorzuziehen, dass die ringförmige Sensorbaugruppe in die zwei Bauteile an einem Umfangsmittelpunkt geteilt werden kann.
Wenn die Sensorbaugruppe zum Beispiel an der äußeren Durchmesserfläche des feststehenden Elements angebracht wird, kann die Sensorbaugruppe wegen ihres oben beschriebenen teilbaren Aufbaus leicht an dem feststehenden Element angebracht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann jede der Sensoreinheiten an das feststehende Element geschraubt werden. Insbesondere wenn die jeweilige Sensoreinheit auf diese Weise angeschraubt wird, können die Schutzabdeckung und die Sensoreinheiten gleichzeitig an der Lagerbaugruppe befestigt werden. Da diese Befestigung eine Befestigungsstruktur darstellt, die kein trennendes Element, wie zum Beispiel ein Formmaterial erfordert, kann jede der Sensoreinheiten fest angebracht werden, und selbst unter Last tritt kein Verrutschen an einer Befestigungsstelle auf, was zu einer Erhöhung der Erfassungsgenauigkeit führt.
Bei der vorliegenden Erfindung können Teile der an dem feststehenden Element angebrachten elektronischen Bauelemente in der Sensorbaugruppe, die von der Schutzabdeckung freiliegend sind, mit einem Formmaterial abgedichtet werden. Zum Beispiel wird die Sensorbaugruppe durch eine sekundäre Formgebung mit dem Formmaterial abgedichtet, das eingefüllt wird, nachdem ihr der teilbare Aufbau gegeben wurde, wie es hier zuvor beschrieben worden ist, oder wird durch Verschrauben an der Lagerbaugruppe befestigt. Es sei angemerkt, dass anstelle des Formmaterials eine zylindrische Schutzabdeckung an eine äußere Durchmesserfläche der Sensorbaugruppe geklebt werden kann, nachdem ein Klebematerial oder ein Dichtungsmittel eingefüllt wurde.
Im Falle dieser Konstruktion können die elektronischen Bauelemente wie zum Beispiel die Sensoreinheiten, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis und das Signalkabel vollständig mit der Schutzabdeckung und dem Formmaterial bedeckt werden, und deshalb kann eine unerwünschte Beschädigung an diesen elektronischen Bauelementen unter dem Einfluss der äußeren Umgebung zweifellos vermieden werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann jedes der Dehnungserzeugungselemente eine dünne Platte einer streifenförmigen Struktur umfassen, die von oben betrachtet eine gleichmäßige Breite aufweist, oder eine streifenförmige Struktur, die von oben betrachtet einen Ausschnitt an einem seitlichen Abschnitt desselben aufweist.
Im Falle dieser oben beschriebenen Konstruktion kann es sein, dass die in dem feststehenden Element auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt worden ist, auf das Dehnungserzeugungselement übertragen wird, und folglich wird eine solche Dehnung mit hoher Empfindlichkeit erfasst, ist die in dessen Ausgangssignal erscheinende Schalthysterese reduziert und kann die Last genau eingeschätzt werden. Außerdem wird die Form des Dehnungserzeugungselements vereinfacht und folglich kann eine Verkleinerung und Herstellung zu geringen Kosten erreicht werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Vielzahl von Sensoreinheiten an den gleichen Positionen in einer Richtung axial zu dem feststehenden Element vorgesehen werden.
Im Falle dieser oben beschriebenen Konstruktion können alle Sensoreinheiten leicht mit der Schutzabdeckung bedeckt werden, weil die Sensoreinheiten in der gleichen axialen Position in dem feststehenden Element ausgerichtet sind, wobei die Schutzabdeckung im Aufbau kompakt gestaltet werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Umfangsfläche des feststehenden Elements vorzugsweise mit einem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich über dessen gesamten Umfang versehen, wobei in diesem Fall Teile des zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereichs, an dem sich jeweils die Dehnungserzeugungselemente berühren, als flach geschliffene Flächenabschnitte ausgeführt sind. Insbesondere, wenn das feststehende Element das äußere Element ist, wird es vorgezogen, dass der äußere Umfang zu dem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich über dessen gesamten Umfang gemacht wird. Im Falle dieser Konstruktion kann das Anbringen der Sensorbaugruppe an dem feststehenden Element erleichtert werden, und die Dehnungserzeugungselemente können ganz sicher im Kontakt mit der Umfangsfläche des feststehenden Elements gehalten werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das feststehende Element das äußere Element sein, und die Sensorbaugruppe kann an einer äußeren Durchmesserfläche des feststehenden Elements angebracht werden. Im Falle dieser oben beschriebenen Konstruktion wird das Anbringen der Sensorbaugruppe an dem feststehenden Element leicht, und ein Schutz der elektronischen Bauelemente einschließlich der Sensoreinheiten, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises und des Signalkabels können ohne weiteres mit der Schutzabdeckung ausgeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Vielzahl der Sensoreinheiten an oberen, unteren, linken und rechten Flächenabschnitten des feststehenden Elements, die jeweils oberen, unteren, linken und rechten Positionen bezüglich einer Reifenlauffläche entsprechen, angeordnet werden. Im Falle dieser oben beschriebenen Konstruktion kann die Last unter beliebigen Lastsbedingungen genau eingeschätzt werden. Mit anderen Worten, wenn die Last in einer bestimmten Richtung groß wird, in einem Abschnitt, an dem die Wälzkörper die Wälzflächen berühren und einem Abschnitt, an dem die Wälzkörper die Wälzflächen nicht berühren, in einem Phasenunterschied von 180° erscheinen, ermöglicht das Positionieren der Sensoreinheiten in einem Phasenunterschied von 180° gemäß einer solchen bestimmten Richtung, dass die auf das feststehende Element durch die Wälzkörper aufgebrachte Last auf eine beliebige dieser Sensoreinheiten unbedingt übertragen werden kann und der entsprechende Dehnungssensor eine solche Last erfassen kann.
Bei der vorliegenden Erfindung können die elektronischen Bauelemente ein flexibles Substrat enthalten, das einen Verdrahtungsschaltung zur Verdrahtung zwischen den Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis und dem Signalkabel aufweist.
Da die zuvor erwähnten elektronischen Bauelemente insbesondere so ausgelegt sind wie die ringförmige Sensorbaugruppe mit der Vielzahl von Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Sensoren der Sensoreinheiten, dem Signalkabel zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe und dem flexiblen Substrat mit der Verdrahtungsschaltung zur Verdrahtung zwischen den Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis und dem Signalkabel, kann eine Beschädigung an den elektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel den Sensoren, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung mit einer vereinfachten Verdrahtung vermieden werden, und daher kann die auf die Radtraglager-Baugruppe oder die Reifenlauffläche wirkende Last genau erfasst werden.
Weil die Sensoreinheiten, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis und das Signalkabel mittels Verdrahtungsschaltung des flexiblen Substrats miteinander verdrahtet sind, ist auch die Anzahl verwendeter Bauelemente verringert, und folglich kann eine Kosten- und Gewichtsreduzierung erreicht werden. Weil die Verdrahtung automatisiert werden kann, kann außerdem die Anzahl von Verdrahtungsschritten, eine falsche Verdrahtung und Beeinträchtigung der elektronischen Bauelemente wegen der Verdrahtung reduziert werden.
Weil das flexible Substrat biegbar ist, kann die Sensorbaugruppe, auch nachdem die elektronischen Bauelemente zu einer Einheit gemacht wurden, trotzdem in dieser Weise angebracht werden, dass sie der Umfangsfläche des feststehenden Elements der zusammengebauten Radtraglager-Baugruppe folgt. Mit anderen Worten, da es keine Notwendigkeit zum Montieren der Lagerbaugruppe gibt, nachdem die Sensoreinheit an dem eigenständigen feststehenden Element angebracht worden ist, können deshalb beliebige Fertigungsanlagen genutzt werden, um die mit Sensor ausgerüstete Radtraglager-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen. Folglich kann eine Radtraglager-Baugruppe mit Sensor erhalten werden, die preiswert ist und eine hohe Zuverlässigkeit besitzt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Sensorbaugruppe durch das Dichtungselement an der Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu diesem angebracht werden.
Gemäß der oben beschriebenen Konstruktion sind die elektronischen Bauelemente mit der Vielzahl der Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Sensoreinheiten und dem Signalkabel zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zu der Außenseite der Lagerbaugruppe im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet, um die ringförmige Sensorbaugruppe zu bilden, die wiederum an dem feststehenden Element koaxial zu diesem angebracht ist. Folglich kann das elektronische Bauelement mit der Schutzabdeckung geschützt werden, wobei etwaige in den Sensoren unter dem Einfluss der äußeren Umgebung auftretende Probleme unter der Bedingung, dass die Schutzabdeckung der Verformung des feststehenden Elements nicht folgen kann, vorteilhaft vermieden werden können, womit die auf die Radtraglager-Baugruppe oder die Reifenlauffläche wirkende Last über längere Zeit genau erfasst werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Dichtungselement ein ringförmiges Kernmetall, das einer Umfangsfläche der Schutzabdeckung folgt, und ein Paar ringförmiger elastischer Segmente, die an gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls über dessen gesamten Umfang von einer inneren Durchmesserfläche desselben zu einer äußeren Durchmesserfläche desselben verbunden sind, umfassen.
Mit anderen Worten, die elastischen Segmente hüllen sich um das Kernmetall über dessen innere und äußere Durchmesserfläche.
Da, wo die von der inneren Durchmesserfläche zu der äußeren Durchmesserfläche des Kernmetalls verbundenen elastischen Segmente in den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls, wie oben beschrieben, vorgesehen sind, sind die elastischen Segmente auf den gegenüberliegenden Seitenkanten des Dichtungselements zwischen der Umfangsfläche des feststehenden Elements und der Umfangsfläche der Schutzabdeckung angeordnet. Aus diesem Grund kann das Innere und das Äußere der Schutzabdeckung vollständig mit den elastischen Segmenten abgeschirmt werden, was es ermöglicht, dass das Dichtungselement eine erhöhte Dichtwirkung zeigt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die ringförmige Schutzabdeckung in Form eines Formkörpers eines gummiähnlichen elastischen Elements sein, wobei in dem Fall diese ringförmige Schutzabdeckung an einer Umfangsfläche des feststehenden Elements durch einen Ring angebracht wird, der sich um die Schutzabdeckung hüllt und an dieser befestigt wird.
Gemäß der oben beschriebenen Konstruktion sind die elektronischen Bauelemente mit der Vielzahl der Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten der entsprechenden Ausgangssignale der Sensoren und dem Signalkabel zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zu der Außenseite der Lagerbaugruppe an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu diesem angebracht, und gleichzeitig ist die Sensorbaugruppe mit der ringförmigen Schutzabdeckung bedeckt, die zum Beispiel in Form des Formkörpers aus elastomerem Kunststoff hergestellt ist, wobei diese ringförmige Schutzabdeckung an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements durch den um die Schutzabdeckung gehüllten und daran befestigten Ring angebracht ist. Folglich kann die Sensorbaugruppe mit der Schutzabdeckung bedeckt werden, und Beschädigungen an den Sensoren unter dem Einfluss der äußeren Umgebung werden verhindert, so dass die auf die Radtraglager-Baugruppe und die Reifenlauffläche wirkende Last über längere Zeit erfasst werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die ringförmige Schutzabdeckung einen Innendurchmesser aufweisen, der zu einer getriebeseitigen Seite der Sensorbaugruppe hin zunimmt, wobei in diesem Fall das getriebeseitige Ende der Schutzabdeckung auf einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht ist und die Schutzabdeckung, die auch ein radseitiges Ende aufweist, durch den Dichtungsring eines elastischen Elements an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht wird.
Gemäß der oben beschriebenen Konstruktion sind die elektronischen Bauelemente mit der Vielzahl der Sensoreinheiten zum Erfassen der Last, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten der jeweiligen Ausgangssignale der Sensoren und dem Signalkabel zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu diesem angeordnet und gleichzeitig ist die Sensorbaugruppe mit der Schutzabdeckung eines Typs bedeckt, dessen Innendurchmesser zur getriebeseitigen Seite hin zunimmt. Weil das getriebeseitige Ende dieser Schutzabdeckung an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements montiert ist und das radseitige Ende der Schutzabdeckung durch den aus dem elastischen Element hergestellten Dichtungsring an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht wird, kann die Sensorbaugruppe mit der Schutzabdeckung bedeckt werden, und Beschädigungen an den Sensoren unter dem Einfluss der äußeren Umgebung werden verhindert, so dass die auf die Radtraglager-Baugruppe oder die Reifenlauffläche wirkende Last über längere Zeit genau erfasst werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Schutzabdeckung eine gestufte zylindrische Form aufweisen, wobei ihr getriebeseitiges Ende einen großen Durchmesser besitzt. Der Gebrauch der Schutzabdeckung der gestuften zylindrischen Form mit ihrem einen großen Durchmesser aufweisenden, getriebeseitigen Ende erleichtert das Aufpressen der Schutzabdeckung auf die äußere Umfangsfläche des feststehenden Elements von dessen radseitiger Seite in vorteilhafter Weise.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Auf jeden Fall wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen klarer verständlich werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird. Jedoch dienen die Ausführungsformen und die Zeichnungen nur zum Zweck der Veranschaulichung und Erläuterung und sind nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränkend, in welcher Weise auch immer, zu verstehen, wobei der Umfang durch die beigefügten Ansprüche bestimmt werden soll. In den beigefügten Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile durchweg in den verschiedenen Ansichten zu kennzeichnen; darin zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1;
3 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Einbauort einer Sensorbaugruppe in einem äußeren Element zeigt;
4 eine Vorderansicht mit einem weggebrochenen Abschnitt, die einen Teil des äußeren Elements, von der radseitigen Seite aus betrachtet, zeigt;
5 eine Seitenansicht des äußeren Elements;
6A eine Vorderansicht, die eine ringförmige Schutzabdeckung darstellt;
6B eine Seitenansicht, welche die ringförmige Schutzabdeckung zeigt;
7A eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIA-VIIA in 6B;
7B eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIB-VIIB in 6A;
8 eine schematische Darstellung, die in einer entwickelten Form verschiedene in einer Sensorbaugruppe verwendete elektronische Bauelemente zeigt;
9A eine Vorderansicht der Sensorbaugruppe;
9B eine Seitenansicht der Sensorbaugruppe;
10A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XA-XA in 9B;
10B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XB-XB in 9A;
11A eine Vorderansicht, welche die Sensorbaugruppe in einem geschlossenen Zustand zeigt;
11B eine Vorderansicht, welche die Sensorbaugruppe in einem geöffneten Zustand zeigt;
12A eine Seitenansicht, die einen geteilten Körper einer ringförmigen äußeren Abdeckung zeigt;
12B eine Vorderansicht, welche die ringförmige äußere Abdeckung zeigt;
13 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV in 13;
15 eine vergrößerte Schnittansicht des äußeren Elements, die einen Abschnitt außer einer Verbindung zwischen einer Sensoreinheit und einer Verdrahtungsschaltung auf einem flexiblen Substrat zeigt;
16 eine vergrößerte Schnittansicht des äußeren Elements, die die Verbindung zwischen der Sensoreinheit und der Verdrahtungsschaltung auf dem flexiblen Substrat zeigt;
17A eine Vorderansicht, die ein Dichtungselement zeigt;
17B eine Seitenansicht, die das Dichtungselement zeigt;
18A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIIIA-XVIIIA in 17B;
18B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIIIB-XVIIIB in 17A;
19 eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht, die ein Beispiel des Dichtungselements zeigt;
20 eine Seitenansicht, die das äußere Element zeigt;
21A eine Vorderansicht, welche die ringförmige Schutzabdeckung zeigt;
21B eine Seitenansicht, welche die ringförmige Schutzabdeckung zeigt;
22A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIIA-XXIIA in 21B;
22B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIIB-XXIIB in 21A;
23A eine entwickelte Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigt;
23B eine Schnittansicht von 23A;
24A eine entwickelte Draufsicht, die ein weiteres Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigt;
24B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIVB-XXIVB in 24A;
25A eine entwickelte Draufsicht, die ein weiteres Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigt;
25B eine Schnittansicht von 25A;
26A eine entwickelte Draufsicht, die noch ein weiteres Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigt;
26B eine Schnittansicht von 26A;
27A eine Vorderansicht, die die Sensorbaugruppe zeigt;
27B eine Seitenansicht, welche die Sensorbaugruppe zeigt;
28A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXVIIIA-XXVIIIA in 27B;
28B eine Querschnittansicht entlang der Linie XXVIIIB-XXVIIIB in 27A;
29 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Umfangsposition zeigt, wo die Sensoreinheit in der axialen Position, an der die Sensorbaugruppe in dem äußeren Element eingebaut ist, angeordnet ist;
31 eine vergrößerte Schnittansicht, welche die Umfangsposition zeigt, wo die Sensoreinheit in der axialen Position, an der die Sensorbaugruppe in dem äußeren Element eingebaut ist, nicht angeordnet ist;
32A eine Vorderansicht, die das Dichtungselement zeigt;
32B eine Seitenansicht von 32A;
33A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXIIIA-XXXIIIA in 32B;
33B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXIIIB-XXXIIIB in 32A;
34A eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht, die ein Beispiel des Dichtungselements zeigt;
34B eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Dichtungselements zeigt;
34C eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Dichtungselements zeigt;
35A eine Vorderansicht der ringförmigen Schutzabdeckung;
35B eine Seitenansicht der in 35A gezeigten ringförmigen Schutzabdeckung;
36A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXVIA-XXXVIA in 35B;
36B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXVIB-XXXVIB in 35A;
37 eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht, die die Schutzabdeckung zeigt;
38A eine Vorderansicht, welche die Sensorbaugruppe zeigt;
38B eine Seitenansicht, welche die in 38A dargestellte Sensorbaugruppe zeigt;
39A eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXIXA-XXXIXA in 38B;
39B eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXIXB-XXXIXB in 38A;
40 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
41 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor mit der am Lager angebrachten Sensorbaugruppe zeigt;
42 eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Bildung einer oberflächenbehandelten Schicht in dem Lager zeigt;
43 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
44 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXXIV-XXXXIV in 43;
45 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXXV-XXXXV in 43;
46 eine Seitenansicht der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor;
47 eine Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendete Schutzabdeckung entfernt ist;
48 eine Schnittansicht, die das äußere Element in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, von der radseitigen Seite aus betrachtet, zeigt;
49A eine Vorderansicht, welche die in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendete Schutzabdeckung zeigt;
49B eine Seitenansicht von 49A;
50A eine Vorderansicht, die einen in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendeten Ring zeigt;
50B eine Seitenansicht von 50A;
51 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen in 44 durch C angedeuteten Abschnitt zeigt;
52 eine Draufsicht, die den Einbauort der Sensoreinheit in dem in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendeten äußeren Element zeigt;
53 eine Draufsicht, die den Einbauort der Sensoreinheit in dem äußeren Element zeigt, bevor die Sensoreinheit angebracht wird;
54 eine Vorderansicht, die das äußere Element, von der radseitigen Seite aus betrachtet, zeigt;
55 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
56 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXXXVI-XXXXXVI in 55;
57 eine Seitenansicht der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor;
58 eine Seitenansicht, die den Zustand zeigt, bei dem die Schutzabdeckung in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor entfernt ist;
59A eine Schnittansicht, die das äußere Element in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, von der radseitigen Seite aus betrachtet, zeigt;
59B eine fragmentarische Vorderansicht, die einen in 59A durch E angedeuteten Abschnitt, entlang des Pfeils P betrachtet, zeigt;
60A eine Vorderansicht, welche die in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendete Schutzabdeckung zeigt;
60B eine Seitenansicht von 60A;
61A eine Draufsicht, die einen Abschnitt zeigt, bei dem ein in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendetes Signalkabel nach außen gezogen ist;
61B eine seitliche Schnittansicht von 61A;
62 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen in 56 durch D angedeuteten Abschnitt zeigt;
63 eine Draufsicht, die den Einbauort der Sensoreinheit auf dem in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor verwendeten äußeren Element zeigt;
64 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer siebenten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
65 eine Schnittansicht, welche die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
66 eine perspektivische Darstellung, die das herkömmliche Beispiel zeigt.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit besonderem Bezug auf 1 bis 12A und 12B ausführlich beschrieben. Die darin gezeigte Ausführungsform ist auf eine Radtraglager-Baugruppe zur Lagerung eines Fahrzeugantriebsrades angewandt, welches ein rotierendes Modell mit Innenring vom Typ der dritten Generation ist. Es sei angemerkt, dass im Folgenden in dieser Beschreibung die Begriffe „radseitig” und „getriebeseitig” jeweils eine Seite der Fahrzeugkarosserie entfernt von dem Längsmittelpunkt der Fahrzeugkarosserie und die andere Seite der Fahrzeugkarosserie nahe dem Längsmittelpunkt der Fahrzeugkarosserie, bei Montage in der Fahrzeugkarosserie, darstellen.
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, wie es in 1 in einer Schnittdarstellung am besten ersichtlich ist, ein äußeres Element 1 mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen 3 gebildet ist, ein inneres Element 2 mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen 4 gebildet ist, die in einer gegenüberliegenden Beziehung mit den jeweiligen Wälzflächen 3 gehalten werden, und zweireihige Wälzkörper 5, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen 3 und 4 in dem äußeren Element 1 und dem inneren Element 2 angeordnet sind. Diese Radtraglager-Baugruppe ist in der Art eines zweireihigen Schrägkugellagers ausgeführt, bei dem die Wälzkörper 5 die Form von Kugeln haben und jede Reihe der Wälzkörper 5 durch einen Käfig 6 festgehalten wird. Die Wälzflächen 3 und 4 stellen eine bogenförmige Schnittform dar und sind so gebildet, dass sie jeweilige Kugelkontaktwinkel besitzen, die in einer O-Anordnung zueinander gehalten werden. Gegenüberliegende ringförmige Enden eines zwischen dem äußeren Element 1 und dem inneren Element 2 begrenzten Lagerzwischenraums sind durch jeweilige Dichtungselemente 7 und 8 abgedichtet.
Das äußere Element 1 dient als feststehendes Element und weist eine Konstruktion aus einem Stück einschließlich eines Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a auf, der in dessen Außenumfang gebildet ist, wobei der Flansch 1a an einem Gelenk (nicht gezeigt) befestigt werden soll, das einen Teil eines an der Karosseriestruktur des Fahrzeugs montierten Fahrzeugfahrwerksystems (ebenfalls nicht gezeigt) bildet. Der Flansch 1a weist eine Vielzahl von darin an entsprechenden Umfangsstellen mit Innengewinde versehenen Befestigungsbohrungen 14 auf, wobei dieser Fahrzeugkarosserie-Montageflansch 1a starr an dem Gelenk befestigt ist, wenn in entsprechende, in dem Gelenk definierte Schraubeneinsetzbohrungen getriebeseitig verwendete Gelenkschrauben (nicht gezeigt) in die zugehörigen mit Innengewinde versehenen Befestigungsbohrungen 14 fest eingeschraubt werden.
Das innere Element 2 dient als drehbares Element und umfasst eine Nabeneinheit 9, die aus einem Radbefestigungs-Nabenflansch 9a und einer mit dem Radbefestigungs-Nabenflansch 9a starren oder integralen Nabenachse 9b und einem auf dem getriebeseitigen Seitenende der Nabenachse 9b der Nabeneinheit angebrachten Innenring 10 zusammengesetzt ist. Die zweireihigen Wälzflächen 4, auf die zuvor hingewiesen wurde, sind jeweils in der Nabeneinheit 9 und dem Innenring 10 gebildet. Der Außenumfang des getriebeseitigen Seitenendes der Nabeneinheit 9 ist radial nach innen vertieft, um einen Innenring-Befestigungsflächenbereich 12 mit reduziertem Außendurchmesser zu bilden, wobei der Innenring 10, auf den oben hingewiesen wurde, auf diesem Innenring-Befestigungsflächenbereich 12 fest angebracht ist. Die Nabeneinheit 9 weist eine darin gebildete Mittenbohrung 11 auf, die sich in einer Richtung ihrer Länge nach erstreckt. Der Nabenflansch 9a ist mit Presssitzbohrungen 16 gebildet, die in diesem in einer sich über dessen Umfang erstreckenden Reihe definiert sind, um entsprechende Nabenschrauben 15 aufzunehmen, die darin eingepresst werden. Ein Fußabschnitt des Nabenflansches 9a der Nabeneinheit 9 weist einen zylindrischen Führungsabschnitt 13a auf, der zu der radseitigen Seite hin vorsteht, um ein Fahrzeugrad und ein Bremsenbauteil (nicht gezeigt) zu führen.
Die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, das als feststehendes Element dient, ist mit vier Sensoreinheiten 20 versehen. In der dargestellten Ausführungsform sind diese Sensoreinheiten 20 auf oberen, unteren, linken und rechten Flächenabschnitten der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht, die jeweils oberen, unteren, vorderen und hinteren Positionen bezüglich einer mit der Straßenoberfläche in Kontakt befindlichen Reifenlauffläche oder einem Reifenumfang entsprechen.
Jede dieser Sensoreinheiten 20 besteht aus einem Dehnungserzeugungselement 21 und einem an diesem angebrachten Dehnungssensor 22 zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement 21 verursachten Dehnung. Das Dehnungserzeugungselement 21 ist aus einer dünnen und elastisch verformbaren, metallischen Platte mit einer Dicke von 2 mm oder kleiner, wie zum Beispiel einem Stahlwerkstoff, hergestellt und stellt, von oben betrachtet, eine streifenähnliche Form mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Breite über deren gesamte Länge dar, mit einem Ausschnitt 21a, der der Länge nach an einem Zwischenabschnitt jeder seiner gegenüberliegenden Seitenkanten so gebildet ist, dass er sich im Innern des Dehnungserzeugungselements 21 erstreckt.
Außerdem ist der Dehnungssensor 22, auf den oben hingewiesen wurde, an einem Abschnitt des jeweiligen Dehnungserzeugungselements 21 angeklebt, bei dem die Dehnung im Verhältnis zu einer in verschiedenen Richtungen wirkenden Last maximiert werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist für den Abschnitt des Dehnungserzeugungselements 21, an dem der Dehnungssensor 22 angeklebt ist, der Länge nach ein Zwischenabschnitt einer äußeren Fläche des Dehnungserzeugungselements 21, der zwischen den Ausschnitten 21a in dessen gegenüberliegenden Seitenkanten übrig bleibt, so gewählt, dass der Dehnungssensor 22 die in einer Umfangsrichtung in der Nähe dieser Ausschnitte 21a wirkende Dehnung erfassen kann. Gegenüberliegende Endabschnitte des Dehnungserzeugungselements 21, die in einer Richtung längs davon im Abstand angeordnet sind und auf jeweiligen Seiten des Dehnungssensors 22 liegen, sind mit entsprechenden Schraubeneinsetzbohrungen 24 zur Aufnahme von entsprechenden Schrauben 23 (2) gebildet, die genutzt werden, um die jeweilige Sensoreinheit 20 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 zu befestigen.
Das Dehnungserzeugungselement 21 ist vorzugsweise von einer Art, die keine elastische Verformung erfährt, selbst wenn die maximal erwartete Kraft als eine äußere Kraft aufgebracht wird, die auf das als feststehendes Element dienende äußere Element 1 wirkt, oder eine zwischen dem Radreifen und der Straßenoberfläche wirkende Betriebskraft. Wenn die elastische Verformung in dem Dehnungserzeugungselement 21 auftritt, wird die Verformung des äußeren Elements 1 nicht auf die entsprechende Sensoreinheit 20 übertragen, womit die Messung der Dehnung beeinflusst wird. Mit dem Begriff „maximal erwartete Kraft”, auf die vorstehend und im Folgenden hingewiesen wird, soll die höchste Kraft innerhalb des Kraftbereiches gemeint sein, mit der zum Beispiel die Lagerbaugruppe nicht nachteilig beeinflusst werden wird, selbst wenn auf die Lagerbaugruppe eine ungewöhnlich große Kraft wirkt, sondern ein normaler Lauf, bis auf das Sensorsystem, hinsichtlich der Lagerbaugruppe fortgesetzt werden kann, sobald eine solche Kraft beseitigt ist.
Die vier Sensoreinheiten 20, auf die oben hingewiesen wurde, sind im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung 27, wie in 6A und 6B jeweils in Vorder- und Seitenansichten gezeigt, zusammen mit elektronischen Bauelementen angeordnet, die einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 zum Verarbeiten von entsprechenden Ausgangssignalen der Dehnungssensoren 22, ein Signalkabel 26 (8) zur Verbindung jeder der Sensoreinheiten 20 mit dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und zum Zuführen der Ausgangssignale, die dann verarbeitet worden sind, zu der Außenseite der Lagerbaugruppe, um dadurch eine ringförmige Sensorbaugruppe 28 fertig zu stellen, wie es jeweils in 9A und 9B in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht am besten gezeigt ist. 8 veranschaulicht in einer entwickelten Form die elektronischen Bauelemente, die im Innern der Schutzabdeckung 27 angeordnet sind. Zwischen den Sensoreinheiten 20 sind die Signalkabel 26 Kabeladern innerhalb einer Ausnehmung 29 der Schutzabdeckung 27, und der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis ist an einem Punkt in der Mitte des Signalkabels 26 angeordnet. Das Signalkabel 26 ist so eingerichtet, als wäre es um eine untere Fläche der Ausnehmung 29 gewickelt. Eine herausgeführte Leitung 26a der Signalkabel 26, die zu der Kraftfahrzeug-Karosseriestruktur hin herausgezogen ist, ist von der Schutzabdeckung 27 an einer Stelle der letzteren nach außen gezogen. Die Schutzabdeckung 27 kann aus einem Material hergestellt sein, das aus der aus Kunststoff, Gummi und Metall bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Wie es in 7A und 7B, welche die entlang der Linien VIIA-VIIA in 6B bzw. VIIB-VIIB in 6A geführten Querschnitte zeigen, am besten dargestellt ist, sind vier im Abstand über den Umfang angeordnete Flächenbereiche der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27, in denen die zugehörigen Sensoreinheiten 20 angeordnet sind, über eine vorbestimmte Umfangslänge so geformt und ausgeführt, dass entsprechende flache Oberflächenbereiche 27a gebildet werden. Die Schutzabdeckung 27 weist eine äußere Durchmesserfläche auf, die mit der sich über den Umfang erstreckenden Ausnehmung 29 gebildet und mit rechteckigen Öffnungen 30 gebildet ist, die an deren jeweiligen Stellen gebildet sind, wo die flachen Flächenbereiche 27a definiert sind, wie es zuvor beschrieben wurde, wobei sich jede dieser rechteckigen Öffnungen 30 über die Dicke von der Ausnehmung 20 zur inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 erstreckt. Im axialen Abstand angeordnete, gegenüberliegende Seitenkanten auf einer inneren Durchmesserseite dieser rechteckigen Öffnungen 30 sind entlang einer Umfangsrichtung mit jeweiligen Eingriffsabstufungen 30a versehen, die mit den Dehnungserzeugungselementen 21 in den vier Sensoreinheiten 20 in Eingriff bringbar sind. Jede dieser Eingriffsabstufungen 30a ist in dem entsprechenden flachen Oberflächenbereich 27a vorgesehen. Folglich ist jede der Sensoreinheiten 20, wie es am besten in 10A und 10B gezeigt ist, welche die entlang der Linien XA-XA in 9B bzw. XB-XB in 9A geführten Querschnitte darstellen, an dem jeweiligen flachen Oberflächenbereich 27a angebracht, um im Innern der entsprechenden rechteckigen Öffnung 30 in der Schutzabdeckung 27 eingepasst zu werden, wobei das zugehörige Dehnungserzeugungselement 21 zu der inneren Durchmesserseite hin freiliegend ist.
Weil, wie zuvor beschrieben, jede der Sensoreinheiten 20 an der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 mit dem freiliegenden Dehnungserzeugungselement 21 angebracht wird, ist es möglich, das Dehnungserzeugungselement 21 in festem Kontakt mit der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, das als feststehendes Element arbeitet, zu halten, so dass die in dem äußeren Element 1 auftretende elastische Verformung wirksam auf das Dehnungserzeugungselement 21 übertragen werden kann. Jede der rechteckigen Öffnungen 30 ist eine Öffnung, die gebildet ist, um die Verdrahtung und das Verschrauben der zugehörigen Sensoreinheit 20 von einer äußeren Umfangsseite der Schutzabdeckung 27 ausführen zu können.
Die ringförmige Sensorbaugruppe 28 ist an ihrem Mittelpunkt in zwei Einzelteile teilbar, wie es am besten in 11A und 11B dargestellt ist. Insbesondere ist die ringförmige Schutzabdeckung 27 von einer Struktur mit zwei geteilten Einzelteilen 27A und 27B, die an ihrem einen Ende durch ein Gelenk 31 miteinander gelenkig verbunden sind, so dass die zwei bogenförmigen Komponenten der Sensorbaugruppe 28 durch das Gelenk 31 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können. Der zwischen jeweiligen freien Enden beider bogenförmiger Einzelteile 27A und 27B begrenzte maximale Zwischenraum W gegenüber dem Gelenk 31 ist, wenn die Sensorbaugruppe 28 in einer völlig geöffneten Position, wie am besten in 11B dargestellt, gehalten wird, als ein Wert gewählt, der größer ist als die äußere Durchmesserabmessung D (4) des äußeren Elements 1. Folglich kann die Sensorbaugruppe 28 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 in einer Richtung radial im Innern des äußeren Elements 1 eingebaut werden, während die Schutzabdeckung 27 völlig geöffnet ist, damit der Zwischenraum W zwischen den jeweiligen freien Enden der bogenförmigen Einzelteile 27A und 27B den maximalen Wert annehmen kann.
4 stellt in einer fragmentarischen Vorderansicht mit einem weggebrochenen Abschnitt das äußere Element 1 radseitig betrachtet dar. Der mit dem äußeren Element 1 integrale oder starre Fahrzeugkarosserie-Montageflansch 1a ist in Form von radial nach außen ragenden Ansätzen 1aa ausgeführt, die durch jeweilige vorstehende Umfangsabschnitte des Flansches 1a, wo die Befestigungsbohrungen 14 definiert sind, zu einer äußeren Durchmesserseite gebildet sind, das heißt in einer Richtung radial nach außen zu dem Flansch 1a über den verbleibenden Umfangsabschnitt eines solchen Flansches 1a hinaus. Eine axiale Stelle des äußeren Elements 1, an der die Sensorbaugruppe 28 angebracht ist, ist mit einem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich 1b versehen, der sich über den gesamten Umfang des äußeren Elements 1 erstreckt. Außerdem sind jeweils vier Abschnitte des zylindrisch geschliffenen Flächenbereiches 1b, wo sich die Dehnungserzeugungselemente 21 der jeweiligen Sensoreinheiten 20 berühren, das heißt, obere, untere, linke und rechte Oberflächenabschnitte des zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereiches 1b in einem flach geschliffenen Oberflächenabschnitt 1c gebildet, wie es am besten in 5 gezeigt ist. Folglich können die Dehnungserzeugungselemente 21 der Sensoreinheiten 20 mit den entsprechenden flach geschliffenen Oberflächenabschnitten 1c sicher in Kontakt gehalten werden.
Außerdem ist jeder der flach geschliffenen Oberflächenabschnitte 1c mit zwei mit Innengewinde versehenen Schraubenbohrungen 32 in einer Linie mit den entsprechenden, in jedem der Dehnungserzeugungselemente 21 definierten Schraubeneinsetzbohrungen 24 ausgebildet. Folglich können die Sensoreinheiten 20, wenn die durch die Schraubeneinsetzbohrungen 24 in den Dehnungserzeugungselementen 21 verwendeten Schrauben 23 in die entsprechenden Schraubenbohrungen 32 eingeschraubt sind, nachdem die Sensorbaugruppe 28 auf dem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich 1b in dem äußeren Element 1 angebracht ist, auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 befestigt werden und gleichzeitig kann auch die Sensorbaugruppe 28 in ihrer Gesamtheit in der richtigen Lage befestigt werden.
Ein Bereich jedes der flach geschliffenen Oberflächenabschnitte 1c, der zwischen den zwei Schraubenbohrungen 32 liegt, ist mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Ausnehmung 1d gebildet. Folglich ist der Zwischenbereich, an dem die Ausschnitte 21a in dem Dehnungserzeugungselement 21 angeordnet sind, von dem flach geschliffenen Oberflächenabschnitt 1c getrennt, und deshalb kann eine durch Dehnung verursachte Verformung in der Nähe der Ausschnitte 21a erleichtert werden. Die vier Sensoreinheiten 20 sind an jeweiligen Positionen vorgesehen, wo die Dehnungssensoren 22 in diesen Sensoreinheiten 20 an den entsprechenden Stellen liegen, an denen sie die gleichen Positionen bezüglich der axialen Richtung einnehmen.
Die Steile, an der die Sensorbaugruppe 28 auf dem äußeren Element 1 angebracht wird, ist in 3 in einem vergrößerten Maßstab dargestellt. Wie darin gezeigt ist, werden die jeweiligen Teile der elektronischen Bauelemente (einschließlich der Sensoreinheit 20, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25 und des Signalkabels 26), nachdem die Sensorbaugruppe 28 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 montiert worden ist, in der Sensorbaugruppe 28, die von der Schutzabdeckung 27 freiliegend sind, mit einer Formmasse 33 abgedichtet. Mit anderen Worten, mit der Formmasse 33 erfolgt eine sekundäre Verkleidung. Insbesondere wird die Formmasse 33 in die in der Schutzabdeckung 27 definierte Ausnehmung 29 eingefüllt, so dass sie sich über den gesamten Umfang der letzteren erstreckt, um dadurch die frei liegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente abzudichten.
Es sei angemerkt, dass anstelle der Verwendung der Formmasse 33 zum Abdichten der freiliegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente, auf die oben hingewiesen wurde, ein ringförmiges, äußeres Abdeckelement 34, das aus zwei halbkreisförmiger, geteilten Stücken 34A und 34B gemäß 12A und 12B besteht, mit einer äußeren Durchmesserfläche der Sensorbaugruppe fest verbunden werden kann, wie es durch die zweipunktierte Linie in 3 dargestellt ist, nachdem ein Bindungsmaterial oder ein Dichtungsmaterial in die Umfangsaussparung 29 in der Schutzabdeckung 27 gefüllt wurde. Mit anderen Worten, das ringförmige, äußere Abdeckelement 34 kann an der äußeren Durchmesserfläche der Sensorbaugruppe 28 angebracht werden, nachdem die Sensorbaugruppe 28 an der Lagerbaugruppe angebracht wurde.
Für den Dehnungssensor 22 in jeder der Sensoreinheiten 20 kann ein beliebiger von verschiedenen Typen verwendet werden. Zum Beispiel kann der Dehnungssensor 22 in Form eines Folien-Dehnungsmessstreifens verwendet werden. In solch einem Fall wird dessen Befestigung an dem Dehnungserzeugungselement 21 im Allgemeinen mittels einer Bindetechnik durchgeführt. Der Dehnungssensor 22 kann außerdem alternativ in Form eines auf dem Dehnungserzeugungselement 21 gebildeten Dickschicht-Widerstandselements verwendet werden.
Der Dehnungssensor 22 jeder der Sensoreinheiten 20 ist mit dem vorher beschriebenen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 verbunden. Der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 schätzt eine Kraft ab (eine vertikale Last Fz, eine Last Fx, von der erwartet wird, dass sie eine Antriebskraft oder eine Bremskraft wird, eine axiale Last Fy), die auf die Radtraglager-Baugruppe oder zwischen dem Fahrzeugrad und der Straßenoberfläche (die Reifenlauffläche) wirkt und umfasst zum Beispiel einen Signalverarbeitungsschaltkreis und/oder eine Korrekturschaltung. Der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 weist ein Verhältniseinstellmodul (nicht gezeigt) auf, in dem Verhältnisse zwischen der Betriebskraft und dem Ausgangssignal des Dehnungssensors hinsichtlich Berechnungsgleichungen und/oder Tabellen eingestellt werden, und ist betriebsfähig, um einen Wert der Betriebskraft aus dem darin eingegebenen Ausgangssignal durch das Verhältniseinstellmodul abzuschätzen und anschließend auszugeben. Die Inhalte des Verhältniseinstellmoduls werden durch eine Serie von Experimenten und/oder Simulationen ermittelt, bevor sie in dem Verhältniseinstellmodul eingestellt werden.
Wenn zwischen dem Radreifen und der Straßenoberfläche eine Last wirksam ist, wird eine solche Last auch auf das äußere Element 1, das als das feststehende Element der Radtraglager-Baugruppe dient, aufgebracht, was mit einer Verformung verbunden ist. Weil das Dehnungserzeugungselement 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 an der Umfangsfläche des in Kontakt damit befindlichen äußeren Elements 1 befestigt ist, wird die in dem äußeren Element 1 auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt wurde, zu dem Dehnungserzeugungselement 21 übertragen, wobei eine solche Dehnung anschließend durch den Dehnungssensor 22 mit einer hohen Empfindlichkeit erfasst wird und deshalb die Last genau beurteilt werden kann.
Insbesondere sind die elektronischen Bauelemente einschließlich der zahlreichen Sensoreinheiten 90, der integrierten Signalverarbeitungsschaltkreise 25 zur Verarbeitung der jeweiligen Ausgangssignale der Dehnungssensoren 22 und der Signalkabel 26 zur Verbindung der Sensoreinheiten 20 mit dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und zur Übertragung der verarbeiteten Ausgangssignale zu der Außenseite der Lagerbaugruppe im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung 27 angeordnet, um dadurch die Sensorbaugruppe 28 zu bilden, die wiederum an der Umfangsfläche des äußeren Elements 1 in koaxialer Beziehung mit letzterem angebracht ist. Folglich können die elektronischen Bauelemente einschließlich der Sensoreinheiten 20 davor geschützt werden, beschädigt zu werden (Beschädigungen, die durch kleine Steine verursacht werden, die während der Fahrt des Kraftfahrzeugs von der Straßenoberfläche hochspringen und/oder durch von Schmutzwasser oder Salzwasser verursachte Korrosion), wobei die Last deshalb über längere Zeit genau erfasst werden kann. Außerdem kann eine Verdrahtung der Signalkabel 26 und eine Montage der Dehnungssensoren 22 erleichtert werden.
Bei der Beschreibung der vorerwähnten Ausführungsform wurde auf die Erfassung der zwischen dem Radreifen und der Straßenoberfläche wirkenden Betriebskraft Bezug genommen, wobei die Erfassung jedoch nicht nur von der zwischen dem Radreifen und der Straßenoberfläche wirkenden Betriebskraft sondern auch von einer auf die Radtraglager-Baugruppe wirkenden Kraft (zum Beispiel dem Betrag einer Vorlast) vorgenommen werden kann.
Wenn die erfasste Last, die von der oben beschriebenen Radtraglager-Baugruppe mit Sensor des oben beschriebenen Aufbaus erhalten wird, bei der Steuerung des Kraftfahrzeugs verwendet wird, kann ein Beitrag zu einer stabilisierten Fahrt des Kraftfahrzeugs geleistet werden. Außerdem können die Lastsensoren, wenn die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor des oben beschriebenen Aufbaus genutzt wird, im Kraftfahrzeug ordentlich und genau passend installiert werden, was zu einer ausgezeichneten Massenproduktivität bei demzufolge reduzierten Kosten führt.
Weil in der oben beschriebenen Ausführungsform die Sensorbaugruppe 28 in die zwei halbkreisförmigen Komponenten am Umfangsmittelpunkt teilbar ausgeführt ist, kann auch das Befestigen der Sensorbaugruppe 28 auf der Umfangsfläche des äußeren Elements 1 erleichtert werden, was mit einer besseren Montierbarkeit verbunden ist.
Weil bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Dehnungserzeugungselement 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 an der Umfangsfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 durch Verwendung der Schrauben 23 direkt befestigt ist, wodurch das Dehnungserzeugungselement 21 ohne Einschaltung der Formmasse in der richtigen Lage angebracht werden kann, kann die jeweilige Sensoreinheit 20 auch stabil befestigt werden. Außerdem wird das unerwünschte Auftreten eines Gleitschlupfes zwischen jeder der Sensoreinheiten 20 und dem als feststehendes Element dienenden äußeren Element 1 vermieden und deshalb kann die Erfassungsgenauigkeit entsprechend erhöht werden. Weil das Befestigen jeder der Sensoreinheiten 20 an dem äußeren Element 1 durch die Verwendung der Schrauben 23 es ermöglicht, die Sensorbaugruppe 28 gleichzeitig an dem äußeren Element 21 anzubringen, kann auch die Montierbarkeit weiter verbessert werden. Weil die Durchgangslöcher oder rechteckigen Öffnungen 30 in der Schutzabdeckung 27 vorgesehen sind, kann die Schutzabdeckung 27, nachdem die Sensorbaugruppe 28 an dem äußeren Element 1 angebracht ist, an dem äußeren Element 1 befestigt werden, wobei sowohl die Dehnungserzeugungselemente 21 als auch die Schrauben 23 der Sensorbaugruppe 28 in direktem Kontakt mit dem äußeren Element 1 gehalten werden.
Wenn die axialen Positionen der an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 voneinander abweichen, weichen entsprechende von der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 auf die Dehnungserzeugungselemente 21 übertragene Dehnungen auch voneinander ab. In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Sensoreinheiten 20 an den gleichen Positionen in der axialen Richtung des äußeren Elements 1 vorgesehen und deshalb können die elektronischen Bauelemente einschließlich der zahlreichen Sensoreinheiten 20 durch die diese axialen Positionen dann umgebende Schutzabdeckung 27 geschützt werden, was somit die kompaktere Bauweise der Schutzabdeckung 27 erleichtert.
Außerdem ist die Sensorbaugruppe 28 in der oben beschriebenen Ausführungsform an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 angeordnet, und der zylindrisch geschliffene Oberflächenbereich 1b ist über dem gesamten Umfang des äußeren Elements 1 vorgesehen, womit diese Abschnitte des zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereichs 1b, an dem sich die Dehnungserzeugungselemente 21 in den Sensoreinheiten 20 berühren, zu flach geschliffenen Oberflächenabschnitten 1c gemacht werden. Folglich kann das Befestigen der Sensorbaugruppe 28 an dem äußeren Element 1 erleichtert werden, und es kann der gesicherte Kontakt zwischen den Dehnungserzeugungselementen 21 und der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 erreicht werden.
Weil in der oben beschriebenen Ausführungsform das Dehnungserzeugungselement 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 aus einem dünnen Plattenmaterial einer im Allgemeinen rechteckigen Form, wenn gemäß 8 von oben aus betrachtet, hergestellt ist, wobei ihre gegenüberliegenden seitlichen Kantenabschnitte mit den jeweiligen Ausschnitten 21a gebildet sind, kann die in dem äußeren Element 1 auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt wurde, auch leicht auf das Dehnungserzeugungselement 21 übertragen werden, wobei eine solche Dehnung durch den entsprechenden Dehnungssensor 22 mit einer hohen Empfindlichkeit erfasst werden kann, weshalb die im Ausgangssignal des Dehnungssensors 22 auftretende Schalthysterese reduziert werden kann, was es möglich macht, die Last genau zu messen. Weil die Form des Dehnungserzeugungselements 21 auch vereinfacht werden kann, kann es im Aufbau kompakt und kostengünstig hergestellt werden. Dies trifft ebenso auch dort zu, wo das Dehnungserzeugungselement 21 die Form eines Streifens aufweist, der, von oben betrachtet, eine gleichmäßige Breite aufweist.
Weil die Sensoreinheiten 20 in der oben beschriebenen Ausführungsform an den oberen, unteren, linken und rechten Flächenabschnitten der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 vorgesehen sind, kann die Last sogar unter beliebigen Belastungsbedingungen genau eingeschätzt werden. Wenn die in einer bestimmten Richtung wirkende Last groß wird, erscheint sozusagen ein Teil, an dem die Wälzkörper 5 die Wälzflächen 3 nicht berühren, in einem Phasenunterschied von 180°, und daher macht es das Positionieren der Sensoreinheiten 20 in einem Phasenunterschied von 180° entsprechend einer solchen bestimmten Richtung möglich, dass die auf das äußere Element 1 durch die Wälzkörper 5 aufgebrachte Last notwendigerweise auf eine beliebige dieser Sensoreinheiten 20 übertragen werden kann und der entsprechende Dehnungssensor 22 eine solche Last erfassen kann.
In einem solchen Fall sind die oberen und unteren Flächenabschnitte der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, an denen jeweils die Sensoreinheiten 20 vorgesehen sind, vorzugsweise so gewählt, dass sie mit Punkten an einer Zwischenstelle des Abstandes B zwischen den linken und rechten radialen Ansätzen 1aa des Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a, die über einem solchen Abstand B einander benachbart sind, wie es in 4 gezeigt ist, fluchten. Außerdem sind die linken und rechten Flächenabschnitte der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, an denen die Sensoreinheiten 20 jeweils vorgesehen sind, vorzugsweise so gewählt, dass sie mit Punkten an einer Zwischenstelle des Abstandes A zwischen den oberen und unteren radialen Ansätzen 1aa des Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a, die über einem solchen Abstand A einander benachbart sind, wie es in 4 gezeigt ist, fluchten. Wenn die Positionen, an denen die Sensoreinheiten 20 jeweils befestigt sind, so wie oben beschrieben gewählt werden, kann ein unerwünschter Einfluss, der durch einen seitlichen Gleitschlupf um die Gelenkschraube verursacht wird und dazu neigt, den Grund von Schalthysterese zu bilden, minimiert werden, und die in den Ausgangssignalen der Dehnungssensoren 22 auftretende Schalthysterese kann entsprechend reduziert werden, wobei die Last mit einer hohen Genauigkeit entsprechend eingeschätzt wird.
Es wird nun eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit speziellem Bezug auf 13 bis 28A und 28B ausführlich beschrieben. Bei der Beschreibung der zweiten bevorzugten Ausführungsform werden Bauteile, die denen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich sind und mit Bezug auf
1 bis 12A und 12B dargestellt und beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und deshalb werden deren Einzelheiten der Kürze halber nicht wiederholt. Diese zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen ähnlich ihrer zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, weicht von dieser jedoch dadurch ab, dass elektronische Bauelemente ein flexibles Substrat 35 mit einer Verdrahtungsschaltung zur Verdrahtung zwischen den Sensoreinheiten 20, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und den Signalkabeln 26 enthalten.
Bei der Anwendung dieser zweiten Ausführungsform ist jede der Sensoreinheiten 20, die auf der äußeren Durchmesserfläche des als das feststehende Element dienenden äußeren Elements 1 vorgesehen sind, im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung 27. angeordnet, wie es in 21A und 21B jeweils in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht am besten dargestellt ist, zusammen mit einem elektronischen Bauelement einschließlich eines integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25, der ein integrierter Schaltkreis zur Verarbeitung eines Ausgangssignals des Dehnungssensors 22 ist, eines Verdrahtungsteils 26b (23A und 23B) des Signalkabels 26 zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe, und eines flexiblen Substrats 35 mit einer Verdrahtungsschaltung 36 zur Verdrahtung zwischen der Sensoreinheit 20, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und dem Signalkabel-Verdrahtungsteil 26b, um dadurch eine ringförmige Sensorbaugruppe 28 bereitzustellen, die in 27A und 27B in einer Vorderansicht und Seitenansicht am besten dargestellt ist.
23A und 23B stellen die elektronischen Bauteile dar, die im Innern der Schutzabdeckung 27 angeordnet sind, jeweils in einer entwickelten Draufsicht und einer Schnittansicht. In diesem Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauteile sind die Verdrahtungsschaltung 36 zur Verdrahtung zwischen jeder der Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und der entsprechende Signalkabel-Verdrahtungsteil 26b auf dem streifenförmigen, flexiblen Substrat 35 als Schaltkreismuster aufgedruckt, wobei der Integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis direkt an diesem flexiblen Substrat 35 eingerichtet ist. Die Sensoreinheit 20 und der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 sind mit der Verdrahtungsschaltung 36 verbunden, und die herausgeführte Leitung 26a zum Herausziehen des Signalkabels 26 zum Fahrzeugkarosserieaufbau hin wird mit dem Signalkabel-Verdrahtungsteil 26 zum Beispiel durch Verzinnen verbunden. Die jeweilige Sensoreinheit 20 ist von dem flexiblen Substrat 35 bis auf den Verbindungsübergang mit der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 getrennt.
Außerdem besitzt das flexible Substrat 35 eine Struktur mit einem Teil großer Breite an einer Einbaustelle des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25 und Teile enger Breite an anderen Stellen als der Einbaustelle des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25, wobei die Sensoreinheiten 20 auf einem Seitenabschnitt von jedem der Abschnitte enger Breite des flexiblen Substrats 35 angeordnet sind, so dass die gesamte Anordnungsstruktur keine erhöhte Breite aufweisen wird. Folglich kann die Sensorbaugruppe 28 im Aufbau kompakt konstruiert werden.
Jede der Sensoreinheiten 20 ist von einer konstruktiven Auslegung, bei der eine von gegenüberliegenden Flächen des entsprechenden Dehnungserzeugungselements 21 gegenüber dessen in Kontakt mit dem äußeren Element 1 gehaltener Fläche als gedruckte Schaltungsfläche verwendet wird und an dem flexiblen Substrat 35, auf das oben hingewiesen wurde, angeordnet ist, wobei die gedruckte Schaltungsfläche einer gedruckten Fläche der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 gegenübersteht. Folglich bildet die Fläche jeder der Sensoreinheiten 20, die mit dem äußeren Element 1 in festem Kontakt gehalten wird, eine flache Oberfläche, auf der nichts von der gedruckten Schaltungsfläche und Weichlotablagerungen vorhanden ist, was es ermöglicht, die jeweiligen Sensoreinheiten 20 an dem äußeren Element 1 in festem Kontakt mit diesem anzubringen.
Das flexible Substrat 35 ist in der Umfangsrichtung entlang einer in der Schutzabdeckung 27 definierten Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite angeordnet. Da sich das flexible Substrat 35 entlang der Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite in der ringförmigen Schutzabdeckung 27, wie oben beschrieben, erstreckt, ist ein Basismaterial für das flexible Substrat 35 vorzugsweise Polyimid. Die Auswahl von Polyimid als Basismaterial für das flexible Substrat 35 ermöglicht es, dass das flexible Substrat 35 eine ausreichende Biegsamkeit und ausreichende Hitzebeständigkeit aufweist und deshalb leicht gewölbt werden kann, um der Krümmung der Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite in der Umfangsrichtung der Schutzabdeckung 27 zu folgen. Die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels wird von einer Stelle auf der Schutzabdeckung 27 zu der Außenseite der Schutzabdeckung 27 herausgezogen.
Die Schutzabdeckung 27 ist so gebildet, wie es in 22A und 22B gezeigt ist, die jeweilige Querschnitte, die entlang der Linien XXIIA-XXIIA in 21B und XXIIB-XXIIB in 21A geführt sind, darstellen. 21A und 21B sowie 22A und 22B entsprechen 6A und 6B sowie 7A und 7B, die jeweils der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind, wobei daher Bauteile, die den darin gezeigten ähnlich sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und deren Einzelheiten der Kürze halber folglich nicht wiederholt werden. Insbesondere hat jedoch jede der Öffnungen 30 in der Schutzabdeckung 27, die bei Anwendung der nun erörterten, zweiten Ausführungsform verwendet wird, eine im Allgemeinen längliche Form, die sich in der Umfangsrichtung der Schutzabdeckung 27 erstreckt, wobei eine ihrer Hälften aus dem Grund, der später beschrieben wird, im Abschnitt 30b großer Breite gebildet ist. Bauliche Merkmale, die anders sind als die oben beschriebenen, sind denen in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich und zeigen gemäß 28A und 28B entsprechende Querschnitte, die entlang der Linien XXVIIIA-XXVIIIA in 27B und XXVIIIB-XXVIIIB in 27A geführt sind, wobei jede der Sensoreinheiten 20 in einer Linie mit der entsprechenden Öffnung 30 in der Schutzabdeckung 27 angeordnet ist und das zugehörige Dehnungserzeugungselement 21 radial nach innen zu der Schutzabdeckung 27 freiliegend ist.
Weil es eine Stufe gibt zwischen dem flexiblen Substrat 35, das im Innern der Ausnehmung 29A des äußeren Durchmessers der Schutzabdeckung 27 angeordnet ist, und jeder der radial nach innen zu der Schutzabdeckung 27 angeordneten Sensoreinheiten 20, ist die Verbindungsstelle in dem flexiblen Substrat 35 mit den Sensoreinheiten 20 so gebogen, dass sie bei Betrachtung im Schnitt gemäß 28B eine Form ähnlich der Form „S” darstellt. Da jede der Sensoreinheiten 20 von dem flexiblen Substrat 35 bis auf seine Verbindungsstelle mit der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 getrennt ist, wird eine sich aus einer Biegekraft des flexiblen Substrats 35 ergebende Dehnung kaum in der Sensoreinheit 20 auftreten, selbst wenn die Sensoreinheit 20 an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 angebracht wird, nachdem die Verdrahtung vorgenommen wurde. Folglich wird der anfänglichen Verschiebung zum Zeitpunkt der Sensormontage abgeholfen, um die Last genau erfassen zu können.
Wenn die Sensoreinheiten 20 auf der inneren Durchmesserseite der Schutzabdeckung 27 angeordnet werden sollen, sind die Verbindungsstellen in dem flexiblen Substrat 35 mit den Sensoreinheiten 20 auf de Abschnitte 30b großer Breite der jeweiligen Öffnungen 30 der Schutzabdeckung 27 ausgerichtet, wie es in 27B am besten gezeigt ist. Folglich können die Verbindungsstellen in dem flexiblen Substrat 35 mit den Sensoreinheiten 20 leicht gebogen werden.
24A veranschaulicht eine entwickelte Draufsicht, die ein weiteres oder zweites Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigt, und 24B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIVB-XXIVB in 24A. In diesem zweiten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente sind alle Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und das Signalkabel-Verdrahtungsabschnitt 26b auf dem flexiblen Substrat 35 angebracht. Auch in diesem Fall weist jede der Sensoreinheiten 20 eine konstruktive Auslegung auf, bei der eine der gegenüberliegenden Flächen der jeweiligen Dehnungserzeugungselemente 21, die der mit dem äußeren Element 1 in Kontakt gehaltenen Fläche gegenüber liegt, zu einer gedruckten Schaltungsfläche gemacht wird und an dem flexiblen Substrat 35 angebracht wird, wobei die gedruckte Schaltungsfläche einer gedruckten Fläche der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 gegenübersteht. In diesem zweiten Beispiel ist eine streifenförmige Öffnung 35a, die sich der Länge nach in einer Richtung des flexiblen Substrats 35 erstreckt, in einem Abschnitt des flexiblen Substrats 35 ausgebildet, der auf gegenüberliegende Seiten von jeder der Sensoreinheiten 20 an der Anordnungsstelle einer solchen Sensoreinheit 20 ausgerichtet ist. Dieses flexible Substrat 35 ist außerdem mit Schraubeneinsetzbohrungen 35b an entsprechenden Stellen ausgebildet, die auf die Einsetzbohrungen 24 für die zum Befestigen der Sensoreinheiten 20 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 verwendeten Schrauben 23 (14) ausgerichtet werden können.
Wenn die streifenförmigen Öffnungen 35a in den jeweiligen Abschnitten des flexiblen Substrats 35 gebildet sind, die auf die gegenüberliegenden Seiten der Sensoreinheiten 20 an den Anordnungsstellen dieser Sensoreinheiten 20, wie oben beschrieben, ausgerichtet sind, ist es folglich denkbar, die Möglichkeit zu vermeiden, dass die Verformung des Dehnungserzeugungselements 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 durch das flexible Substrat 35 eingeschränkt werden kann, was es ermöglicht, die Genauigkeit der Erfassung einer Last entsprechend zu erhöhen.
Andere bauliche Merkmale als die oben beschriebenen sind denen im ersten erwähnten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente ähnlich, das in 23A und 23B dargestellt und mit speziellem Bezug darauf beschrieben ist.
25A und 25B stellen eine entwickelte Draufsicht und eine Schnittansicht dar, die ein drittes Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigen. Auch in diesem dritten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente sind die Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und der Signalkabel-Verdrahtungsabschnitt 26b alle an dem flexiblen Substrat 35 angebracht. Auch in diesem Fall ist jede der Sensoreinheiten 20 von einer konstruktiven Auslegung, bei der eine der gegenüberliegenden Flächen der jeweiligen Dehnungserzeugungselemente 21, die sich gegenüber der in Kontakt mit dem äußeren Element 1 gehaltenen Fläche befindet, zu einer gedruckten Schaltungsfläche gemacht wird und an dem flexiblen Substrat 35 angebracht wird, wobei die gedruckte Schaltungsfläche einer gedruckten Fläche der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 gegenübersteht. Jedoch ist in diesem dritten Beispiel eine rechteckförmige Öffnung 35c in einem Abschnitt des flexiblen Substrats 35 gebildet, die auf die Anordnungsstelle der zugehörigen Sensoreinheit 20 ausgerichtet ist, durch welche es möglich ist, die jeweilige Sensoreinheit 20 in ihrer Gesamtheit nach außen freizulegen.
Wenn die länglichen Öffnungen 35c in den jeweiligen Verbindungsstellen in dem flexiblen Substrat 35 mit den Sensoreinheiten 20 so gebildet sind, dass die Sensoreinheiten 20 in ihrer Gesamtheit durch diese länglichen Öffnungen 35c nach außen freiliegend werden können, ist es denkbar, die Möglichkeit zu vermeiden, dass die Verformung des Dehnungserzeugungselements 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 durch das flexible Substrat 35 eingeschränkt werden kann, was es ermöglicht, die Genauigkeit einer Erfassung der Last entsprechend zu erhöhen.
Andere bauliche Merkmale als die oben beschriebenen sind denen im ersten erwähnten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente ähnlich, das in 23A und 23B dargestellt und mit speziellem Bezug darauf beschrieben ist.
26A und 26B stellen eine entwickelte Draufsicht und eine Schnittansicht dar, die ein viertes Anordnungsbeispiel der in der Sensorbaugruppe verwendeten elektronischen Bauelemente zeigen. In diesem vierten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente sind die Sensoreinheiten 20 von dem flexiblen Substrat 35 bis auf die Verbindungsstellen mit der Verdrahtungsschaltung 36 in dem flexiblen Substrat 35 getrennt, wie es bei dem Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente der Fall ist, das in 23A und 23B dargestellt und mit speziellem Bezug darauf beschrieben ist. In diesem vierten Beispiel weist das flexible Substrat 35 eine Streifenform mit derselben gleichmäßigen Breite auf, wobei jede der Sensoreinheiten 20 auf der einen Seite des flexiblen Substrats 35 in einer Längsrichtung des flexiblen Substrats 35 angeordnet ist. Andere bauliche Merkmale als die oben beschriebenen sind denen ähnlich, die im ersten Anordnungsbeispiel der elektronischen Bauelemente erwähnt werden, das in 23A und 23B dargestellt und mit speziellem Bezug darauf beschrieben ist.
Die ringförmige Sensorbaugruppe 28 ist an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element der Lagerbaugruppe dienenden äußeren Elements 1 durch ein Dichtungselement 40 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht. 17A und 17B stellen eine Vorderansicht und Seitenansicht dar, die jeweils das Dichtungselement 40 zeigen. Gemäß 18A und 18B, die jeweils entlang der Linien XVIIIA-XVIIIA in 17B und XVIIIB-XVIIIB in 17A geführte Querschnitte zeigen, besteht das Dichtungselement 40 aus einem ringförmigen Kernmetall 41, das der Krümmung der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 folgt, und einem Paar ringförmiger elastischer Segmente 42, die mit dem gesamten Umfang gegenüberliegender Seitenkanten des Kernmetalls 41 zusammengefügt werden, so dass sie sich von einer inneren Durchmesserfläche derselben zu der äußeren Durchmesserfläche derselben erstrecken. Umfangsabschnitte des Dichtungselements 40, die den Anordnungsstellen der zugehörigen Sensoreinheiten 20 in der Sensorbaugruppe 28 gegenüberstehen, sind mit jeweiligen, die Sensoreinheit freilegenden Öffnungen 43 versehen, die sich jeweils in radialer Richtung davon öffnen.
Folglich kann bewirkt werden, dass jede der Sensoreinheiten 20 mit der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch die Öffnung 43 in dem Dichtungselement 40 in Kontakt kommt, die die zugehörige Sensoreinheit zeigt, während die Sensorbaugruppe 28 durch das Dichtungselement 40 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht wird.
Das Kernmetall 41 des Dichtungselements 40 wird mittels einer bekannten Druckarbeit durch Verwendung eines korrosionsbeständigen Stahlwerkstoffs gebildet und wird, wie es am besten in 19 gezeigt ist, die einen Abschnitt von C in 18B in vergrößertem Maßstab darstellt, jede seiner gegenüberliegenden Seitenkanten darstellend, wo die ringförmigen elastischen Segmente 42 zusammengefügt sind, zu einem abgeschrägten Abschnitt 41a gemacht, dessen innere Durchmesserfläche einen Durchmesser aufweist, der verkleinert ist, so dass er sich in einer Richtung der Breite nach oder einer axialen Richtung im Innern davon ändert, und dessen äußere Durchmesserfläche ebenfalls einen Durchmesser aufweist, der verkleinert ist, so dass er sich in einer Richtung der Breite nach im Innern davon ändert. Wenn eine solche wie oben beschriebene Verbundstruktur verwendet wird, können die ringförmigen elastischen Segmente 42 sicher mit den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 1 zusammengefügt werden, ohne dass irgendein Bindungsmaterial verwendet wird. Das Dichtungselement 40, auf das oben hingewiesen wurde, wird auf die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 in einem Zustand, bevor es in die Lagerbaugruppe montiert wird, aufgepresst und folglich daran befestigt.
Außerdem sind gegenüberliegende Seitenabschnitte der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 für die ringförmige Sensorbaugruppe 28, auf die oben hingewiesen wurde, mit entsprechenden Ausnehmungen 29B der inneren Durchmesserseite gebildet, mit denen die ringförmigen elastischen Segmente 42 des Dichtungselements 40 in festem Kontakt gehalten werden, wie es in 15 und 16 am besten dargestellt ist. So wie es bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der Fall ist, ist die ringförmige Sensorbaugruppe 28 von einem Typ, der in die zwei Einzelteile an deren Umfangsmittelpunkt teilbar ist, wie es in 11A und 11B gezeigt ist. Folglich kann die Sensorbaugruppe 28, nachdem das Dichtungselement 40 auf die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 aufgepresst wurde, in einer Weise angebracht werden, bei der das Dichtungselement 40 überlappt wird, wenn die Sensorbaugruppe 28 vollständig geöffnet ist, um deren Zwischenraum W auf den maximalen Wert zu setzen.
Die axiale Position, in der die Sensorbaugruppe 28 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht wird, ist gemäß 20 mit einem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich 1b versehen, wie es bei der in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der Fall ist, wobei jeweils vier Abschnitte des zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereichs 1b, wo sich die Dehnungserzeugungselemente 21 der jeweiligen Sensoreinheiten 20 berühren, mit einem flach geschliffenen Oberflächenabschnitt 1c gebildet sind. Folglich kann jedes der Dehnungserzeugungselemente 21 in den Sensoreinheiten 20 mit dem jeweiligen flachen, geschliffenen Oberflächenabschnitt 1c sicher in Kontakt gehalten werden. Außerdem ist jeder dieser flach geschliffenen Oberflächenabschnitte 1c mit Schraubenbohrungen mit Innengewinde 32 in einer Linie mit den jeweiligen Schraubeneinsetzbohrungen 24 in dem Dehnungserzeugungselement 21 versehen. Folglich werden die Schrauben 23, die durch die Schraubeneinsetzbohrungen 24 (23A und 23B) in jedem der Dehnungserzeugungselemente 21, wie in 14 gezeigt, hindurch geführt wurden, nachdem die Sensorbaugruppe 28 an dem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich 1b durch das Dichtungselement 40 montiert wurde, in die entsprechenden Schraubenbohrungen 32 eingeschraubt, so dass die jeweilige Sensoreinheit 20 direkt an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 befestigt werden kann und die Sensorbaugruppe 28 gleichzeitig als Ganzes in der richtigen Lage angebracht werden kann.
Der Abschnitt des äußeren Elements 1, an dem die Sensorbaugruppe 28 in dem äußeren Element 1 angebracht wird, ist in 15 und 16 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Wie darin gezeigt ist, wurde die Sensorbaugruppe 28, nachdem sie sich in montiertem Zustand befindet, bei dem das äußere Element 1 in die Lagerbaugruppe montiert wurde, an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch das Dichtungselement 40 angebracht, wobei diejenigen Abschnitte der elektronischen Bauelemente (die Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25, der Signalkabel-Verdrahtungsabschnitt 26b und das flexible Substrat 35) in der Sensorbaugruppe 28, die von der Schutzabdeckung 27 freiliegend sind, durch die sekundäre Formgebung mit der Formmasse 33 abgedichtet werden. Insbesondere wird die Formmasse 33 in die Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite der Schutzabdeckung 27 über deren gesamten Umfang eingefüllt, um dadurch diese freiliegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente abzudichten.
Es sei angemerkt, dass 15 eine vergrößerte Schnittansicht desjenigen Abschnitts jeder der Sensoreinheiten 20 darstellt, der nicht mit der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 verbunden ist, wogegen 16 eine vergrößerte Schnittansicht desjenigen Abschnitts jeder der Sensoreinheiten 20 darstellt, der mit der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 verbunden ist, wobei beide Ansichten in einer Richtung quer zum Umfang des äußeren Elements 1 dargestellt sind.
Auch die Radtraglager-Baugruppe mit dem Aufbau, der gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ausgeführt ist, funktioniert in einer Weise, die im Grunde jener ähnlich ist, die der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht und bringt Wirkungen zustande, die denen ähnlich sind, die durch jene geboten werden, die der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform entsprechen.
Außerdem werden bei Anwendung der zweiten Ausführungsform die elektronischen Bauelemente einschließlich der Vielzahl der Sensoreinheiten 20, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25 zur Verarbeitung der jeweiligen Sensorausgangssignale der Sensoreinheiten 20, des Signalkabel-Verdrahtungsabschnitts 26b, durch den das verarbeitete Sensorausgangssignal der Außenseite der Lagerbaugruppe zugeführt wird, und des flexiblen Substrats 35 mit der Verdrahtungsschaltung 36 zur Verdrahtung zwischen den Sensoreinheiten 20, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und dem Signalkabel-Verdrahtungsabschnitt 26b, im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung 27 angeordnet, um die ringförmige Sensorbaugruppe 28 bereitzustellen, wobei diese Sensorbaugruppe 28 an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht ist. Folglich können die elektronischen Bauelemente einschließlich der Sensoreinheiten 20 durch eine vereinfachte Verdrahtungsbearbeitung davor geschützt werden, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung beschädigt zu werden (Beschädigungen, die durch kleine Steine verursacht werden, die von der Straßenoberfläche während der Fahrt des Kraftfahrzeugs hochspringen und/oder eine durch Schmutzwasser oder Salzwasser verursachte Korrosion), so dass in den elektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel den Sensoren, auftretende Schwierigkeiten durch den Einfluss der äußeren Umgebung vermieden werden können und deshalb die auf die Radtraglager-Baugruppe oder die Reifenlauffläche wirkende Last über längere Zeit genau erfasst werden kann.
Weil die Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und der Signalkabel-Verdrahtungsabschnitt 26b durch die Verdrahtungsschaltung 36 auf dem flexiblen Substrat 35 miteinander elektrisch verdrahtet sind, kann außerdem die Anzahl verwendeter Bauelemente reduziert werden, so dass auch die Kosten verringert und dann das Gewicht vermindert werden können. Weil die Verdrahtung automatisiert werden kann, kann auch die Anzahl von Verdrahtungsschritten, eine fehlerhafte Verdrahtung und mögliche Beschädigungen an den elektronischen Bauelementen, die durch die Verdrahtung verursacht werden, verringert werden.
Weil das flexible Substrat 35 anpassungsfähig genug ist, um biegbar zu sein, kann die Sensorbaugruppe 28 außerdem an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element der zusammengebauten Lagerbaugruppe dienenden äußeren Elements 1 angebracht werden, um der Krümmung einer solchen äußeren Durchmesserfläche zu folgen, auch nachdem die elektronischen Bauelemente zu einer Einheit gemacht, d. h. zu einer einheitlichen Struktur gestaltet wurden. Mit anderen Worten, weil es keine Notwendigkeit gibt, die Lagerbaugruppe zu montieren, nachdem die Sensorbaugruppe 28 an dem äußeren Element 1 angebracht ist, während letzteres ein unabhängiges Bauteil ist, können vorhandene, gegenwärtig genutzte Fertigungsanlagen ohne einen daran vorgenommenen Umbau für die Produktion der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser zweiten Ausführungsform verwendet werden. Folglich kann die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor erhalten werden, die nicht teuer und äußerst zuverlässig ist.
Weil in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform die Sensoreinheiten 20 an dem flexiblen Substrat 35 so angebracht sind, dass dessen gedruckte Schaltungsfläche in einer gegenüberliegenden Beziehung mit der gedruckten Fläche der Verdrahtungsschaltung 36 des flexiblen Substrats 35 gehalten wird, ist die Oberfläche jeder der Sensoreinheiten 20, die mit dem als feststehendes Element dienenden äußeren Element 1 in Kontakt gehalten wird, frei von Stufen, die sonst durch die Weichlotablagerungen und/oder gedruckten Schaltungsflächen erzeugt werden würden, und können deshalb an dem äußeren Element 1 in festem Kontakt mit diesem angebracht werden.
Weil in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform Polyimid als Basismaterial für das flexible Substrat 35 gewählt ist, kann das flexible Substrat 35 außerdem eine ausreichende Biegsamkeit und eine ausreichende Hitzebeständigkeit aufweisen.
Mit Bezug nun auf 29 bis 39A und 39B wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Bei der anschließenden Beschreibung der dritten Ausführungsform werden Bauteile, die denen in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und deshalb werden deren Einzelheiten nicht wiederholt. In jedem Fall ist diese dritte Ausführungsform der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform jedoch ähnlich, weicht aber von dieser dadurch ab, dass die Sensorbaugruppe 28 an der Umfangsfläche des feststehenden Elements durch das Dichtungselement 40 koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist.
35A und 35B sowie 36A und 36B entsprechen jeweils 6A und 6B sowie 7A und 7B, die sich beide auf die zuvor beschriebene erste Ausführungsform beziehen; und 38A und 38B sowie 39A und 39B entsprechen jeweils 9A und 9B sowie 10A und 10B, die sich beide auf die zuvor beschriebene erste Ausführungsform beziehen, wobei deren Einzelheiten daher nicht wiederholt werden. In diesen Figuren entspricht die Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite, die in der äußeren Durchmesserfläche der ringförmigen Schutzabdeckung 27 so definiert ist, dass sie sich in einer Richtung im Umfang der letzteren erstreckt, der Ausnehmung 29, die in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführung verwendet und beschrieben wurde.
Die in 38A und 38B sowie 39A und 39B gezeigte ringförmige Sensorbaugruppe 28 ist an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element der Lagerbaugruppe dienenden äußeren Elements 1 durch das Dichtungselement 40 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht. Wie es am besten in 33A und 33B dargestellt ist, die jeweils die entlang der Linien XXXIIIA-XXXIIIA in 32B und XXXIIIB-XXXIIIB in 32A geführten Querschnitte zeigen, besteht das Dichtungselement 40 aus einem ringartigen, d. h. ringförmigen Kernmetall 41, das der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 folgt, und einem Paar ringartiger, d. h. ringförmiger elastischer Segmente 42, die an den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 von dessen innerer Durchmesserfläche zu der äußeren Durchmesserfläche über dessen gesamten Umfang zusammengefügt sind. Umfangsstellen dieses Dichtungselements 40, die den jeweiligen Einbaustellen der Sensoreinheiten 20 gegenüberstehen, sind mit länglichen, die Sensoreinheit freilegenden Öffnungen 43 versehen, die sich vollständig in der radialen Richtung erstrecken. Folglich können in einem Zustand, bei dem die Sensorbaugruppe 28 durch das Dichtungselement 40 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht ist, die Sensoreinheiten 20 mit der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch die die Sensoreinheit freilegenden Öffnungen 43 in dem Dichtungselement 40 mit der äußeren Durchmesserfläche in Kontakt gebracht werden.
Das Kernmetall 41 des Dichtungselements 40 wird durch eine bekannte Druckarbeit bei Verwendung eines korrosionsbeständigen Stahlwerkstoffs gebildet und, wie es zum Beispiel in 34, die einen Abschnitt von C in 33B in vergrößertem Maßstab darstellt, am besten gezeigt ist, wird jede seiner gegenüberliegenden Seitenkanten, wo die ringförmigen, elastischen Segmente 42 zusammengefügt sind, zu einem im Durchmesser erweiterten, gebogenen Abschnitt 41b gemacht, dessen Durchmesser sich in radialer Richtung nach außen erweitern lässt. Insbesondere besteht der im Durchmesser erweiterte, gebogene Abschnitt 41b aus einem senkrechten Teilabschnitt, der sich zu einer äußeren Durchmesserseite hin erstreckt, und einem zylindrischen Abschnitt, der sich von einer Spitze des senkrechten Teilabschnitts in einer Richtung der Breite nach außen erstreckt. Jedes der ringförmigen, elastischen Segmente 42 wird zu einer Form gemacht, die im Allgemeinen die Form eines U-Profils mit einem ausgenommenen Abschnitt 42a in einer nach innen gerichteten Seitenfläche aufweist, um sich in einer Umfangsrichtung zu erstrecken, wobei die ringförmigen, elastischen Segmente 42 an den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 mit dem im Durchmesser erweiterten, gebogenen Abschnitt 41b des in die entsprechenden ausgenommenen Abschnitte 42a eingepressten Kernmetalls zusammengefügt sind. Wenn eine solche, wie oben beschriebene Verbundstruktur verwendet wird, können die ringförmigen, elastischen Segmente 42 fest an den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 gefügt werden, ohne dass irgendein Bindungsmaterial verwendet wird. Außerdem sind die elastischen Segmente 42 in Kontakt mit den senkrechten Teilabschnitten des im Durchmesser erweiterten, gebogenen Abschnitts 41b angeordnet.
Anders als die oben beschriebenen, können die gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41, die zu Fügeteilen des jeweiligen elastischen Segments werden, eine solche Schnittform einer Spitze aufweisen, so dass sie einen abgeschrägten Abschnitt 41c darstellen, dessen innere Durchmesserseite eines Durchmessers sich in einer Richtung in der Breite nach innen davon verringert, wie es am besten in 34B gezeigt ist. Alternativ dazu können sie, wie es in 34C am besten gezeigt ist, eine solche Schnittform der Spitze aufweisen, um die Kombination eines abgeschrägten Abschnitts 41c, dessen innere Durchmesserseite eines Durchmessers sich in einer Richtung in der Breite nach innen verringert, und eines abgeschrägten Abschnitts 41d, dessen äußere Durchmesserseite eines Durchmessers sich in einer Richtung in der Breite nach innen erweitert, darzustellen. Auch wenn die gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 so wie oben beschrieben geformt sind, können die ringförmigen, elastischen Segmente 42 an den gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 durch Aufpressen der Ausnehmungsabschnitte 42a der ringförmigen, elastischen Segmente 42 auf den abgeschrägten Abschnitt 41c oder die abgeschrägten Abschnitte 41c, 41d des Kernmetalls 41 leicht und fest zusammengefügt werden, ohne dass irgendein Bindungsmaterial verwendet wird. Außerdem ist es dort, wo der abgeschrägte Abschnitt 41c oder die abgeschrägten Abschnitte 41c und 41d vorgesehen ist/sind, möglich, eine unerwünschte übermäßige Dickenzunahme jedes der elastischen Segmente 42 zu vermeiden, während jedes der elastischen Segmente 42 so aufgebaut ist, dass es die innere Durchmesserseite und die äußere Durchmesserseite des Kernmetalls 41 umhüllt. Weil wegen der Verwendung des abgeschrägten Abschnitts 41c oder der abgeschrägten Abschnitte 41c und 41d die Spitze jeder der Seitenkanten des Kernmetalls 41 schmäler gemacht ist, kann auch eine Montagearbeit leicht durchgeführt werden, wenn das elastische Element 42 mit dem ausgenommenen Abschnitt 42a oder dergleichen auf der entsprechenden Seitenkante des Kernmetalls 41 mittels Presssitz angebracht wird.
Das Dichtungselement 40, auf das oben hingewiesen wurde, kann auf die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 der Lagerbaugruppe vor der Montage der ringförmigen Sensorbaugruppe 28 aufgepresst und daran befestigt werden.
Außerdem sind gegenüberliegende Seitenabschnitte der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 für die in 30 dargestellte ringförmige Sensorbaugruppe 28 mit entsprechenden Ausnehmungen 29B der inneren Durchmesserseite gebildet, wie es in 37 gezeigt ist, mit denen die ringförmigen, elastischen Segmente 42 des Dichtungselements 40 in festem Kontakt gehalten werden. Die ringförmige Sensorbaugruppe 28 wird an deren Umfangsmittelpunkt zu den beiden Bauteilen teilbar gemacht, wie es mit derjenigen der Fall ist, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 11A und 11B dargestellt und beschrieben wird. Andere als die oben beschriebenen baulichen Merkmale und die Funktion sind denen in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich, und daher werden deren Einzelheiten nicht wiederholt.
Mit Bezug auf 29 ist die axiale Stelle, an der die Sensorbaugruppe 28 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht wird, mit einem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich 1b über den gesamten Umfang, wie in 20 dargestellt gebildet, wie es bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform der Fall ist, wobei die in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform gemachte Beschreibung in gleicher Weise Anwendung findet. Folglich werden deren Einzelheiten der Kürze halber nicht wiederholt.
Der Abschnitt des äußeren Elements 1, an dem die Sensorbaugruppe 28 gemäß 29 angebracht wird, ist in 30 und 31 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Wie darin gezeigt ist, sind diese freiliegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente (die Sensoreinheiten 20, der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 und das Signalkabel 26), nachdem die Sensorbaugruppe 28 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch das Dichtungselement 40 angebracht wurde, mit der Formmasse 33 abgedichtet. Insbesondere wird die Formmasse 33 in die Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite der Schutzabdeckung 27 über deren gesamten Umfang eingefüllt, um die freiliegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente abzudichten.
Es sei angemerkt, dass 30 eine vergrößerte Schnittansicht der Einbaustelle der Sensoreinheit 20 darstellt, während 31 eine vergrößerte Schnittansicht der Stelle veranschaulicht, an der die Sensoreinheit nicht eingebaut wird, wobei beide Ansichten in einer Richtung quer zum Umfang des äußeren Elements 1 dargestellt sind.
Beim Abdichten dieser freiliegenden Abschnitte der elektronischen Bauelemente, wie oben erörtert, kann anstelle der Verwendung der oben bezeichneten Formmasse 33 ein ringförmiges äußeres Abdeckelement 34, das aus zwei halbkreisförmigen geteilten Stücken 34A und 34B wie in 12A und 12B gezeigt, besteht, fest mit einer äußeren Durchmesserfläche der Sensorbaugruppe 28 verbunden werden, wie es durch die zweipunktierte Linie in 30 und 31 dargestellt ist, nachdem ein Verbindungsmaterial oder ein Dichtungsmaterial in die Ausnehmung 29A der äußeren Durchmesserseite in der Schutzabdeckung 27 in einer Weise eingefüllt wurde, die der ähnlich ist, die zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Es wird nun die Funktionsweise der oben beschriebenen Konstruktion beschrieben. Die Funktionsweise ist im Grunde derjenigen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich, und deshalb werden deren Einzelheiten nicht wiederholt. Im Fall dieser Konstruktion sind die elektronischen Bauelemente mit der Vielzahl von Sensoreinheiten 20, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 zur Verarbeitung der jeweiligen Ausgangssignale der Dehnungssensoren 22 in diesen Sensoreinheiten 20 und dem Signalkabel 26 zur Übertragung des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe im Innern der ringförmigen Schutzabdeckung 27 angeordnet, um die ringförmige Sensorbaugruppe 28 zur Verfügung zu stellen, die wiederum an der Umfangsfläche des äußeren Elements 1 durch das Dichtungselement 40 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht wird. Folglich können die elektronischen Bauelemente einschließlich der Sensoreinheiten 20 davor geschützt werden, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung beschädigt zu werden (Beschädigungen, die durch kleine Steine verursacht werden, die bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs von der Straßenoberfläche hochspringen und/oder durch Schmutzwasser oder Salzwasser verursachte Korrosion), was es ermöglicht, die Last über längere Zeit genau zu erfassen.
Insbesondere weil die Sensorbaugruppe 28 durch das Dichtungselement 40 an der Umfangsfläche des äußeren Elements 1 angebracht ist, können Beschädigungen an den elektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel den Dehnungssensoren 22, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung auch unter der Bedingung sicher vermieden werden, dass die Schutzabdeckung 27 nicht in der Lage ist, der Verformung des äußeren Elements 1 zu folgen.
In dieser dritten, oben beschriebenen Ausführungsform besteht das Dichtungselement 40 aus dem ringförmigen Kernmetall 41, das der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 folgt, und dem Paar der ringförmigen elastischen Segmente 42, die am gesamten Umfang der gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls 41 zusammengefügt sind, so dass es sich von dessen innerer Durchmesserfläche zu dessen äußerer Durchmesserfläche erstreckt. Folglich sind die elastischen Segmente 42 auf den gegenüberliegenden Seitenkanten des Dichtungselements 40 zwischen der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 und der inneren Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 angeordnet, um dadurch das Innere der Schutzabdeckung 27 von außen vollständig abzuschirmen, womit die durch das Abdichtungselement 40 zustande gebrachte Dichtungswirkung erhöht werden kann.
Weil bei dieser oben beschriebenen dritten Ausführungsform das Kernmetall 41 des Dichtungselements 40 in Form eines durch eine bekannte Druckarbeit unter Verwendung eines korrosionsbeständigen Stahlwerkstoffs hergestellten Produkts vorliegt, ist es außerdem möglich, sowohl einen ausreichenden Widerstand gegen die auf das Dichtungselement 40 wirkende Last zu verleihen als auch eine durch Schmutzwasser oder Salzwasser von außen verursachte, unerwünschte Korrosion zu verhindern. Folglich kann sicher verhindert werden, dass die elektronischen Bauelemente wie zum Beispiel die Sensoreinheiten 20 unter dem Einfluss der äußeren Umgebung beschädigt werden.
Da bei dieser dritten oben beschriebenen Ausführungsform die innere Durchmesserfläche der Schutzabdeckung 27 in der Sensorbaugruppe 28 mit der Ausnehmung 29B der inneren Durchmesserseite versehen ist, die fest an den elastischen Segmenten 42 des Dichtungselements 40 haftet, kann die durch das Dichtungselement 40 gebotene Dichtungswirkung mit den elastischen Segmenten 42 des in festem Kontakt mit der Ausnehmung 29B der inneren Durchmesserseite gehaltenen Dichtungselements 40 erhöht werden.
40 und 41 stellen eine vierte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß der vierten Ausführungsform ist der ähnlich, die der zuvor mit Bezug auf 29 bis 39A und 39B beschriebenen dritten Ausführungsform entspricht, weicht jedoch von dieser dadurch ab, dass die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, an der die ringförmige Sensorbaugruppe 28 angebracht ist, mit einer Oberflächenbehandlungsschicht 44 gebildet ist, die Korrosionsbeständigkeit oder eine korrosionshemmende Eigenschaft aufweist. Bei der vierten Ausführungsform ist die oben bezeichnete Oberflächenbehandlungsschicht 44 so gebildet, dass sie einen Oberflächenbereich einschließlich einer äußeren Umfangsfläche und ein radseitiges Profil des mit dem äußeren Element 1 eine Einheit bildenden oder starren Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a, eine äußere Umfangsfläche des äußeren Elements 1 auf der radseitigen Seite des Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a und diesem benachbart sowie eine radseitige Stirnfläche des äußeren Elements 1 bedeckt. Ein Flächenbereich, der von einem Teil der äußeren Umfangsfläche des äußeren Elements 1 auf der radseitigen Seite des Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a und diesem benachbart zu der getriebeseitigen Stirnfläche des Fahrzeugkarosserie-Montageflansches 1a verläuft, ist ein Flächenbereich, der eine Gelenkkontaktfläche bilden wird und ohne eine darauf ausgebildete Oberflächenbehandlungsschicht 44 unbedeckt gelassen wird.
Es sei angemerkt, dass die oben bezeichnete Oberflächenbehandlungsschicht 44 auf der gesamten äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 gebildet werden kann, wie es in 42 gezeigt ist. Die Sensorbaugruppe 28 des oben erörterten Typs kann durch das Dichtungselement 40 an der mit der Oberflächenbehandlungsschicht 44 gebildeten äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, wie es in 41 gezeigt ist, angebracht werden. Bauliche Merkmale, die anders sind als die oben beschriebenen, sind denen ähnlich, die in Verbindung mit der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 29 bis 39A und 39B gezeigt und beschrieben sind.
Für die Oberflächenbehandlungsschicht 44 mit Korrosionsbeständigkeit oder einer korrosionshemmenden Eigenschaft, kann zum Beispiel eine durch ein Galvanisierverfahren gebildete metallisierte Schicht, eine durch ein Lackierverfahren gebildete lackierte Schicht oder eine durch ein Beschichtungsverfahren gebildete Überzugsschicht einzeln aufgeführt werden. Als Metallisierungsverfahren kann das Verzinken, einfarbiges Verchromen, Chromatieren, Vernickeln, Verchromen, chemisches Veenickeln, Kanigen-Plattieren (Handelsbezeichnung), Magnetitbeschichten (Oberflächenbehandlung mit schwarzem Oxid) oder Raydent^® in geeigneter Weise verwendet werden. Für das Lackierverfahren können elektrochemische Kationenabscheidung, elektrochemische Anionenabscheidung oder elektrochemische Abscheidung von Fluor in geeigneter Weise verwendet werden. Als Beschichtungsverfahren kann die keramische Beschichtung zum Beispiel mit Siliziumnitrid in geeigneter Weise verwendet werden.
Weil, wie oben beschrieben, bei Anwendung dieser vierten Ausführungsform die Korrosionsbeständigkeit oder korrosionshemmende Eigenschaft aufweisende Oberflächenbehandlungsschicht 44 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 gebildet wird, an der die Sensorbaugruppe 28 angebracht ist, kann verhindert werden, dass die Sensorbaugruppe 28 wegen örtlichen Quellens der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, verursacht durch Rosten, abgehoben wird, und/oder kann ein Weiterrosten der Sensoreinheiten 20 der Sensorbaugruppe 28 aufgrund von Kontakt mit dem verrosteten äußeren Element 1 verhindert werden, und folglich kann eine aus dem Rost resultierende fehlerhafte Funktion der Sensoren 22 gemindert werden, um die Lasterfassung über längere Zeit genau durchführen zu können.
Weil bei der in 40 und 41 gezeigten vierten Ausführungsform die Oberflächenbehandlungsschicht 44 in dem Oberflächenbereich gebildet ist, der sich von dem Fahrzeugkarosserie-Montageflansch 1a zu dessen radseitigem Ende nicht über die gesamte Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 hinaus erstreckt, kann beim Schleifen der Wälzflächen 3 in dem äußeren Element 1 außerdem ein Abschnitt unbearbeiteter Oberfläche an dem getriebeseitigen Ende der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 beibehalten werden, und die Wälzflächen 3 können äußerst genau einem bekannten Schleifverfahren unterzogen, werden.
Es wird nun mit speziellem Bezug auf 43 bis 54 eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Bei dieser fünften Ausführungsform sind Bauteile, die denen ähnlich sind, die mit speziellem Bezug auf 1 bis 12A und 12B in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und daher werden deren Einzelheiten nicht wiederholt. In jedem Fall ist diese fünfte Ausführungsform der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich, weicht jedoch von dieser dadurch ab, dass die ringförmige Schutzabdeckung 27a ein Formkörper in Form eines gummiähnlichen, elastischen Elements ist, und dass die so hergestellte Schutzabdeckung 27 an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements mit einem darum befestigten Ring 38 angebracht ist.
Bei Anwendung dieser fünften Ausführungsform ist jede der Sensoreinheiten 20 gemäß 51, die einen in 44 durch C angegebenen Abschnitt im vergrößerten Maßstab darstellt, und auch gemäß 52 gebildet, die eine Draufsicht davon darstellt. Bezüglich des Dehnungserzeugungselements 21 in jeder der Sensoreinheiten 20 sind Bauteile, die ähnlich denen sind, die in 8, die sich auf die zuvor beschriebene erste Ausführungsform bezieht, gezeigt sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und deshalb werden deren Einzelheiten nicht wiederholt. Gemäß dieser fünften Ausführungsform sind die gegenüberliegenden Endabschnitte des Dehnungserzeugungselements 21 mit Kontaktbefestigungssegmenten 21b gebildet, die an der damit in Kontakt befindlichen äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 befestigt werden können. Es sei jedoch angemerkt, dass abhängig von der Form des Dehnungserzeugungselements 21 die Zahl der Kontaktbefestigungssegmente 21b drei oder mehr sein kann.
Wie es in 47 am besten gezeigt ist, ist jede der Sensoreinheiten 20 so angeordnet, dass die zwei Kontaktbefestigungssegmente 21b des entsprechenden Dehnungserzeugungselements 21 in den gleichen Positionen in der Richtung axial zu dem äußeren Element 1 gehalten werden können und in einem Abstand voneinander in der Richtung im Umfang des äußeren Elements 1 angeordnet werden können, und diese Kontaktbefestigungssegmente 21b sind durch die Schrauben 23 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 befestigt. Um die jeweilige Sensoreinheit 20 stabil an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 zu befestigen, sind Abschnitte der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, an der die Kontaktbefestigungssegmente 21b direkt befestigt sind, als flacher Oberflächenabschnitt 1c gebildet, der dem bei Anwendung der ersten Ausführungsform verwendeten flach geschliffenen Oberflächenabschnitt entspricht, wie es auch in 3 am besten ersichtlich ist. Außerdem ist ein weiterer Abschnitt der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, der zwischen zwei Stellen dazwischenliegend angeordnet ist, an denen die zwei Kontaktbefestigungssegmente 21b befestigt sind, mit einer Ausnehmung 1e versehen. Die Schrauben 23 werden nacheinander durch die jeweiligen, in den Kontaktbefestigungssegmenten 21b definierten Schraubeneinsetzbohrungen 24 geführt, so dass sie sich vollständig durch diese hindurch radial erstrecken, und werden anschließend in die in der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 definierten Schraubenbohrungen 32 eingeschraubt. Mit den zwei Kontaktbefestigungssegmenten 21b des an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 auf jeweiligen Seiten der Ausnehmung 1e in oben beschriebener Art und Weise befestigten Dehnungserzeugungselements 21 kann der dazwischen liegende Abschnitt des Dehnungserzeugungselements 21 in Ausführung einer dünnen Platte mit Ausschnitten 21a von der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 im Abstand angeordnet werden, womit eine durch Dehnung verursachte Verformung in der Nähe der Ausschnitte 21a erleichtert wird.
Die vier Sensoreinheiten 20 sind, wie es in 47 am besten ersichtlich ist, in einem ringförmige Muster mit den elektronischen Bauelementen, die zum Beispiel den integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis 25 zum Verarbeiten der jeweiligen Ausgangssignale von dessen Dehnungssensoren 22 und das Signalkabel 26 zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals durch dieses hindurch zu der Außenseite der Lagerbaugruppe verbunden, um die Sensorbaugruppe 28 zu bilden, wobei die Sensorbaugruppe 28, die ringförmig ausgeführt ist, wiederum an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, koaxial zu dem äußeren Element 1, angebracht ist. Das Signalkabel 26 ist zwischen den Sensoreinheiten 20 verdrahtet, und der integrierte Signalverarbeitungsschaltkreis 25 ist auf halbem Weg durch das Signalkabel 26 angeordnet. In diesem Fall sind die vier Sensoreinheiten 20 an den gleichen axialen Stellen der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 gemäß 44, die einen Querschnitt zeigt, der entlang der Linie XXXXIV-XXXXIV in 43 geführt ist, angeordnet.
Die an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebrachte Sensorbaugruppe 28 wird durch eine ringartige, das heißt ringförmige Schutzabdeckung 27 koaxial zu dem äußeren Element 1 bedeckt. Diese Schutzabdeckung 27 weist im Allgemeinen die Anordnung einer umgekehrten U-Form mit einem Paar senkrechter Wände 27a auf, die in einer axialen Richtung im Abstand voneinander angeordnet sind, so dass sie sich radial erstrecken, und einer zylindrischen Wand 27b, die jeweils äußere Durchmesserseitenenden dieser senkrechten Wände 27a miteinander verbinden.
Die Schutzabdeckung 27 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird an der äußeren Durchmesserfläche des Außendurchmessers 1 durch Befestigen eines solchen Rings 38 um den Außendurchmesser 1 herum angebracht, wie es in 50A und 50B gezeigt ist. Diese Schutzabdeckung 27 hat die Form eines Formkörpers eines gummiähnlichen, elastischen Elements, wie zum Beispiel eines elastomeren Formkörpers. Insbesondere kann das Material für die Schutzabdeckung 27 in Form eines Gummimaterials (Polychloroprenkautschuk, Siliconkautschuk, Polyethylenchloridkautschuk, Urethankautschuk, Acrylethylen) oder eines thermoplastischen Elastomers verwendet werden. Als Material für den Ring 38 kann ein metallischer Werkstoff wie beispielsweise Edelstahl verwendet werden.
Wie in 47 gezeigt, ist die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 mit sich über den Umfang erstreckenden Befestigungsrillen 1f der Schutzabdeckung versehen, die an zwei Stellen axial im Abstand zu der Sensorbaugruppe 28, die zwischen ihnen liegt, angeordnet sind, wobei mit den senkrechten Wänden 27a der Schutzabdeckung 27, die gemäß 43 innerhalb der jeweiligen Befestigungsrillen 1f aufgenommen ist, die Schutzabdeckung 27 in axialer Richtung positioniert wird und gleichzeitig die Sensorbaugruppe 28 durch die Schutzabdeckung 27 sicher abgedichtet wird.
Die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels 26 in der Sensorbaugruppe 28, die nach außen zu der Karosseriestruktur des Fahrzeugs hin gezogen wird, wird von einer Stelle der Schutzabdeckung 27 nach außen zur Außenseite der Schutzabdeckung 27 hin gezogen, wie es in 45 gezeigt ist, die einen entlang der Linie XXXXV-XXXXV in 43 und 46 geführten Querschnitt dargestellt. In diesem Beispiel ist gemäß 47 ein O-Ring 37 an der Stelle angebracht, wo die herausgeführte Leitung 26a von der Schutzabdeckung 27 nach außen gezogen wird, und folglich wird eine Abdichtung an einem Abschnitt der Schutzabdeckung 27 bewirkt, von dem die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels nach außen gezogen ist. Es sei jedoch angemerkt, dass anstelle des O-Rings 37, an diesem Abschnitt der Schutzabdeckung 27 ein Dichtungsmaterial eingefüllt werden kann, um dadurch diesen Abschnitt der Schutzabdeckung 27 abzudichten, von dem die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels nach außen gezogen ist.
Wie in einem Abschnitt D in 48 und einem Abschnitt E in 49A gezeigt ist, sind außerdem ein Abschnitt einer der senkrechten Wände 27a der Schutzabdeckung 27 in Umfangsrichtung und ein Abschnitt der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, der dem Abschnitt dieser einen der senkrechten Wände 27a gegenübersteht, mit jeweiligen Ausschnitten 46 und 45 gebildet, durch welche die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels geführt wird. Folglich kann die herausgeführte Leitung 36a des Signalkabels bezüglich der Umfangsrichtung angeordnet werden.
Die Montage der mit Sensor ausgerüsteten Radtraglager-Baugruppe gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführungsform wird in folgender Art und Weise durchgeführt. Zu Beginn, in einem Zustand, bei dem das äußere Element 1 unabhängig ist, oder die Wälzkörper 5 an dem äußeren Element 1 montiert sind, wird die ringförmige Sensorbaugruppe 28 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht (oder eingebaut), wie es in 47 gezeigt ist. Dann wird die Sensorbaugruppe 28 mit der ringförmigen Schutzabdeckung 27 bedeckt, die ihrerseits an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 mit dem darum befestigten Ring 38 angebracht ist, wobei die Lagerbaugruppe anschließend in ihrer Gesamtheit zusammengebaut ist. Wenn in dieser Art und Weise montiert wird, kann die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, bei der die an dem äußeren Element 1 angebrachte Sensorbaugruppe 28 mit der dann um den äußeren Durchmesser 1 herum mittels Ring 38 befestigten Schutzabdeckung 27 bedeckt ist, leicht zusammengebaut werden.
Es wird nun die Art und Weise beschrieben, wie die Last in der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor im Aufbau gemäß der fünften Ausführungsform erfasst wird. Deren Einzelheiten werden nicht wiederholt, weil die grundlegende Arbeitsweise ähnlich der in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ist. Insbesondere ist im Falle dieser fünften Ausführungsform die Sensorbaugruppe, in der die elektronischen Bauelemente einschließlich der zahlreichen Sensoreinheiten 20, des integrierten Signalverarbeitungsschaltkreises 25 zum Verarbeiten des jeweiligen Ausgangssignals der Dehnungssensoren 22 und des Signalkabels 26 zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe in einem ringförmigen Muster verbunden sind, an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht, und gleichzeitig wird diese Sensorbaugruppe 28 mit der ringförmigen Schutzabdeckung 27 in Form eines elastomeren Formkörpers mit dem um diese Schutzabdeckung 27 herum befestigten Ring 38 bedeckt, um letztere an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 anzubringen. Folglich können die elektronischen Bauelemente einschließlich Sensoreinheiten 20 davor geschützt werden, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung beschädigt zu werden (Beschädigungen, die durch kleine Steine verursacht werden, die während der Fahrt des Kraftfahrzeugs von der Straßenoberfläche hochspringen und/oder durch Schmutzwasser oder Salzwasser verursachte Korrosion), wodurch es möglich wird, die Last über längere Zeit genau zu erfassen.
Im Falle dieser fünften Ausführungsform, bei der das äußere Element 1 als feststehendes Element dient, ist die Schutzabdeckung 27 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht, und deshalb kann die Schutzabdeckung 27 leicht montiert und der Schutz der Sensorbaugruppe 28 mit der Schutzabdeckung 27 ohne weiteres erreicht werden.
Bei dieser oben beschriebenen, fünften Ausführungsform wird der Gummi oder das thermoplastische Elastomer als Material für die Schutzabdeckung 27 verwendet und deshalb kann deren Ausbildung auch ohne weiteres ausgeführt und die Schutzabdeckung 27 mit einer hohen Dichtungsfähigkeit an dem äußeren Element 1 angebracht werden.
Weil der Ring 38 aus dem metallischen Material hergestellt ist, kann ferner das Anbringen der Schutzabdeckung 27 auf der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 bei dieser oben beschriebenen Ausführungsform fest und äußerst dicht zustande gebracht werden.
Weil die Schutzabdeckungs-Befestigungsrillen 1f bei dieser oben beschriebenen fünften Ausführungsform in der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 so gebildet sind, dass sie sich in deren Umfangsrichtung erstrecken und die Schutzabdeckung 27 in diese Befestigungsrillen 1f eingreift, kann darüber hinaus nicht nur die Schutzabdeckung 27 in axialer Richtung positioniert werden, sondern kann die Sensorbaugruppe 28 auch sicher im Innern der Schutzabdeckung 27 abgedichtet werden.
Außerdem besitzt bei dieser oben beschriebenen fünften Ausführungsform die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels 26 zum Herausziehen des Signalkabels 26 aus der Schutzabdeckung 27 den fest darauf montierten O-Ring, und deshalb kann die Dichtungsfähigkeit der Schutzabdeckung 27 weiter erhöht werden. Eine Wirkung, die der oben beschriebenen ähnlich ist, kann auch erreicht werden, wenn das Dichtungsmaterial in den Abschnitt der Schutzabdeckung 27 eingefüllt wird, von dem die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels zur Außenseite der Schutzabdeckung 27 gezogen wird.
Außerdem sind bei dieser oben beschriebenen fünften Ausführungsform die Ausschnitte 45 und 46 in der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 bzw. der Schutzabdeckung 27 vorgesehen, um das Herausziehen der herausgeführten Leitung 26a des Signalkabels 26 aus der Schutzabdeckung 27 zu erleichtern, weshalb die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels bezüglich der Umfangsrichtung positioniert werden kann.
Wenn die axialen Positionen der Kontaktbefestigungssegmente 21b des Dehnungserzeugungselements 21 der Sensoreinheiten 20, die an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 angebracht sind, voneinander abweichen, weichen die vom äußeren Element 1 zu den Dehnungserzeugungselementen 21 übertragenen Dehnungen ebenfalls voneinander ab. Bei dieser oben beschriebenen fünften Ausführungsform sind die Kontaktbefestigungssegmente 21b des Dehnungserzeugungselements 21 der Sensoreinheiten 20 an den entsprechenden Positionen auf dem äußeren Element 1, an der sie die gleiche Abmessung annehmen, vorgesehen, und deshalb werden sich diese Dehnungen wahrscheinlich auf dem Dehnungserzeugungselement 21 konzentrieren, womit die Empfindlichkeit einer Erfassung erhöht wird. Weil die Sensoreinheiten 20 bei dem äußeren Element 1 in der gleichen axialen Position angeordnet sind, macht das bloße Positionieren der Schutzabdeckung 27 an dieser axialen Position es außerdem möglich, die aus den elektronischen Bauelementen einschließlich der Sensoreinheiten 20 bestehende Sensorbaugruppe 28 zu bedecken, und deshalb kann die Schutzabdeckung 27 kompakt konstruiert werden.
Weil das Dehnungserzeugungselement 21 jeder der Sensoreinheiten 20 die Form einer dünnen Platte einer Streifenform, von oben betrachtet, mit den in den gegenüberliegenden Seitenabschnitten desselben definierten Ausschnitten 21 wie am besten in 52 ersichtlich, aufweist, kann außerdem gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführungsform die im äußeren Element 1 auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt wurde, in geeigneter Weise auf das Dehnungserzeugungselement 21 übertragen werden, und deshalb kann eine solche Dehnung durch den entsprechenden Dehnungssensor 22 mit einer hohen Empfindlichkeit erfasst werden, wobei die in dessen Ausgangssignal auftretende Schalthysterese so reduziert werden kann, dass die Last mit einer hohen Genauigkeit abgeschätzt werden kann. Außerdem wird die Form des Dehnungserzeugungselements 21 vereinfacht und kann kompakt und kostengünstig hergestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die mit Bezug auf 4 in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform gemachte Beschreibung in gleicher Weise für jedes der in 54 gezeigten Dehnungserzeugungselemente 21 Anwendung findet, und deshalb werden deren Einzelheiten der Kürze halber nicht wiederholt.
Es wird nun mit speziellem Bezug auf 55 bis 63 eine sechste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Bei Beschreibung der sechsten Ausführungsform sind Bauelemente, die denen ähnlich sind, die mit Bezug auf 1 bis 12A und 12B in Verbindung mit der ersten Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und deren Einzelheiten werden deshalb nicht wiederholt. In jedem Fall ist die sechste Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzabdeckung 27, die der ringförmigen Schutzabdeckung 27 entspricht, die in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform verwendet und beschrieben wurde, eine konstruktive Auslegung aufweist, bei der die Schutzabdeckung 57 so hergestellt ist, dass sie einen Innendurchmesser aufweist, der zur Getriebeseite hin zunimmt, und die Schutzabdeckung 57 ein getriebeseitiges Ende aufweist, das an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht ist, und außerdem einen radseitiges Ende aufweist, das an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements durch einen Dichtungsring (O-Ring) 73 aus elastischem Material angebracht ist.
Während jede der bei Anwendung der sechsten Ausführungsform verwendeten Sensoreinheiten 20 so gebildet ist, wie es in 62 gezeigt ist, die einen Abschnitt D in 56 in vergrößertem Maßstab und in einer Draufsicht in 63 zeigt, findet die mit Bezug auf 8 und in Verbindung mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform gemachte Beschreibung in gleicher Weise Anwendung, und deshalb werden deren Einzelheiten nicht wiederholt.
Bei Anwendung der sechsten Ausführungsform weisen die in 58 gezeigten vier Sensoreinheiten 20 den Aufbau auf, der im Wesentlichen den in 47 gezeigten und in Verbindung mit der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschriebenen Konstruktionen ähnlich ist, und daher werden deren Einzelheiten nicht wiederholt.
Die an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebrachte Sensorbaugruppe 28 wird durch die Schutzabdeckung 57 in der in 55 gezeigten Weise bedeckt. Die bei einer Anwendung der sechsten Ausführungsform verwendete Schutzabdeckung 57 besitzt eine Ausführung, bei der ein getriebeseitiges Teil der Schutzabdeckung 57 einen Innendurchmesser aufweist, der sich getriebeseitig vergrößert und stellt eine rohrförmige Gestalt mit einer großen Abmessung in deren axialer Richtung dar. Insbesondere weist die Schutzabdeckung 57 eine axiale gestufte zylindrische Anordnung auf, in welcher deren getriebeseitige Hälfte einen Abschnitt 57a mit großem Durchmesser bildet, und deren radseitige Hälfte einen Abschnitt 57b mit reduziertem Durchmesser bildet. Auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 ist ein getriebeseitiges Ende der Schutzabdeckung 57 angebracht, während auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 ein radseitiges Ende dieser Schutzabdeckung durch einen O-Ring 73, der ein Dichtungsring aus elastischem Material ist, koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht ist.
Der Durchmesser des Abschnitts 57b mit reduziertem Durchmesser der Schutzabdeckung 57 verringert sich fortschreitend zu dem radseitigen Ende hin, das heißt, ist so zu dem radseitigen Ende hin verjüngt, dass er der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 mit einem zwischen ihm und der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 definierten Spalt folgt. Dagegen bildet deren Abschnitt 57a mit großem Durchmesser einen die Baueinheit aufnehmenden Zwischenraum zwischen einer inneren Umfangsfläche dieses Abschnitts 57a mit großem Durchmesser und der äußeren Umfangsfläche des äußeren Elements 1 zur Aufnahme der Sensoreinheiten 20. Für die Schutzabdeckung 57 wird ein Material in Form eines metallischen Materials, wie zum Beispiel Edelstahl oder dergleichen, oder ein harzartiges Material, wie zum Beispiel PA66 + GF, verwendet.
Eine sich über den Umfang erstreckende Befestigungsrille 1g zur Aufnahme des O-Rings 73 ist in einem Teil der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 getriebeseitig gebildet, wie es am besten in 58 gezeigt ist, wobei der O-Ring 73, wie in 55 gezeigt, in dieser Befestigungsrille 1g in Eingriff gebracht wird, um den O-Ring 73 bezüglich dessen axialer Richtung zu positionieren, wodurch ein Spalt zwischen dem getriebeseitigen Ende der Schutzabdeckung 57 und der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 sicher abgedichtet wird. Der O-Ring 37 besteht aus einem Gummimaterial wie zum Beispiel Nitrylgummi oder Silikongummi. Folglich ist die durch den O-Ring 37 gezeigte Dichtungsfähigkeit sichergestellt.
Weil die Sensoreinheiten 20 und die Signalverarbeitungseinheit 20, die beide in der Sensorbaugruppe 28 enthalten sind, an der Außenfläche des äußeren Elements 1 und einwärts von der Schutzabdeckung 57 angebracht sind, ist es denkbar, die Möglichkeit zu vermeiden, dass diese Befestigung infolge von Korrosion, die durch die äußere Umgebung verursacht wird, instabil werden würde. Der innere Zwischenraum der Schutzabdeckung 57 kann mit einem elastischen Füllmaterial, wie zum Beispiel Formharz oder Urethanschaum, gefüllt werden. In solch einem Fall können die elektronischen Bauelemente mit den Sensoreinheiten 20, der Signalverarbeitungseinheit 25 und dem Signalkabel 26 vor kleinen Steinen, Schmutzwasser, Salzwasser oder dergleichen von außen geschützt werden, weil das elastische Füllmaterial so eingefüllt ist.
Außerdem kann die gesamte äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 so behandelt werden, das sie eine rostbeständige Schicht aufweist. In diesem Fall ist es möglich, die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 vor dem Rosten bei Kontakt mit Schmutzwasser oder Salzwasser zu schützen, und deshalb ist es denkbar zu vermeiden, dass das in der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 auftretende Rosten auf die dann mit der Schutzabdeckung 57 bedeckte Sensorbaugruppe 28 ausgeweitet wird.
Die herausgeführte Leitung 16a des Signalkabels 26, durch die das Signalkabel 26 in der Sensorbaugruppe 28 zur Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs hin herausgezogen wird, wird zu der Außenseite von einem Abschnitt der Schutzabdeckung 57 wie in 57 gezeigt, herausgezogen. Insbesondere ist, wie es in jeweiligen Abschnitten von E und F in 59A und 59B und einem Abschnitt G von 60B gezeigt ist, ein Umfangsabschnitt einer gestuften Vorderseite in der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, die der radseitigen Seite gegenübersteht, und ein Abschnitt des getriebeseitigen Endes der Schutzabdeckung 57, der diesem Umfangsabschnitt der gestuften Vorderseite gegenüberliegt, mit entsprechenden Ausschnitten 45 und 46 gebildet, durch die die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels geleitet wird.
Der Ausschnitt kann in diesem Fall nur in der Schutzabdeckung 57 oder der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 gemäß 61A und 61B gebildet werden. An sich ist die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels 26, wie in 61A und 61B gezeigt, am Umfang angeordnet, indem sie in die Ausschnitte 45 und 46 eingelegt wurde. Ein Teil oder eine Öffnung, an der die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels von den Ausschnitten 45 und 46 herausgezogen wird, kann mit einem Dichtungsmaterial gefüllt werden, um dadurch die Stelle oder die Öffnung, an der die herausgeführte Leitung 26a des Signalkabels herausgeführt werden kann, abzudichten. Indem so verfahren wird, kann die Dichtungsfähigkeit der Schutzabdeckung 57 weiter erhöht werden.
Die Montage der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform wird in der folgenden Weise durchgeführt. Zu Beginn wird die ringförmige Sensorbaugruppe 28 in einem Zustand, bei dem das äußere Element 1 unabhängig ist oder die Wälzköper 5 auf dem äußeren Element 1 montiert sind, im Anschluss an das Montieren des O-Rings 73 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1, so dass er mit der Befestigungsrille 1g in Eingriff gebracht wird, an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 gemäß 58 angebracht (oder daran montiert). Anschließend wird die rohrförmige Schutzabdeckung 57 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht, wobei deren radseitiges Ende auf die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 aufgepresst wird, bis deren getriebeseitiges Ende auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht ist und dann das radseitige Ende an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch den O-Ring 73 angebracht wird, wodurch die Sensorbaugruppe 28 mit der Schutzabdeckung 57 bedeckt werden kann. Danach ist die Lagerbaugruppe in ihrer Gesamtheit zusammengebaut.
Mit der so in der oben beschriebenen Weise zusammengebauten Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, kann die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor, bei der die an dem äußeren Element 1 angebrachte Sensorbaugruppe 28 mit der Schutzabdeckung 57 bedeckt ist, leicht montiert werden.
Es wird nun die Art und Weise des Erfassens der Last bei der Radtraglager-Baugruppe mit Sensor des oben vollständig beschriebenen Aufbaus beschrieben. Die grundlegende Funktionsweise ist der in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich, und deshalb werden deren Einzelheiten nicht wiederholt. Jedoch ist im Fall dieser oben beschriebenen sechsten Ausführungsform die Sensorbaugruppe 28, in der die elektronischen Bauelemente mit den zahlreichen Sensoreinheiten 20, der Signalverarbeitungseinheit 25 zum Verarbeiten der jeweiligen Ausgangssignale der Dehnungssensoren 22 und dem Signalkabel 26 zum Übertragen des verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe in einem ringförmigen Muster verbunden sind, an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 koaxial zu dem äußeren Element 1 angebracht und mit der rohrförmigen Schutzabdeckung 57 bedeckt, deren Innendurchmesser sich getriebeseitig hin vergrößert, und außerdem ist der getriebeseitige Endabschnitt der Schutzabdeckung 57 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht, wobei das radseitige Ende der Schutzabdeckung 57 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 durch den O-Ring 73 angebracht ist. Folglich können die elektronischen Bauelemente mit den Sensoreinheiten 20 davor geschützt werden, unter dem Einfluss der äußeren Umgebung beschädigt zu werden (Beschädigungen, die durch kleine Steine verursacht werden, die von der Straßenoberfläche während der Fahrt des Kraftfahrzeugs hochspringen, und/oder Korrosion, die durch Schmutzwasser oder Salzwasser verursacht wird), womit eine genaue Erfassung der Last über längere Zeit ermöglicht wird.
Im Fall dieser sechsten Ausführungsform, bei der das feststehende Element das äußere Element 1 ist, ist es einfach, die Schutzabdeckung 57 daran anzubringen, weil die Schutzabdeckung 57 an der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht wird, und der Schutz der Sensorbaugruppe 28 mit der Schutzabdeckung 57 kann ohne weiteres erreicht werden.
Bei dieser oben beschriebenen sechsten Ausführungsform kann das Aufpressen der Schutzabdeckung 57 auf die äußere Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 auch von dessen radseitiger Seite aus ohne weiteres erreicht werden, weil die Schutzabdeckung 57 so gestaltet ist, dass sie eine gestufte, ringförmige Gestalt mit getriebeseitig großem Durchmesser aufweist.
Außerdem kann bei dieser oben beschriebenen sechsten Ausführungsform das Anbringen auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 mit einer hohen Dichtungsfähigkeit durchgeführt werden, weil als Material für die Schutzabdeckung 57 das metallische Material oder das harzartige Material verwendet werden. Mit anderen Worten, in dem Fall, wo das Material für die Schutzabdeckung 57 in Form des metallischen Materials verwendet wird, kann das Anbringen der Schutzabdeckung 57 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 fest und mit einer hohen Dichtungsfähigkeit erreicht werden. Außerdem kann in dem Fall, wo das harzartige Material als Material für die Schutzabdeckung 57 verwendet wird, die Schutzabdeckung 57 ohne weiteres in Form eines Formkörpers gebildet werden und das Anbringen der Schutzabdeckung 57 auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 kann mit einer hohen Dichtungsfähigkeit durchgeführt werden. Folglich können die Beschädigungen an den Sensoren unter dem Einfluss der äußeren Umgebung sicher vermieden werden.
Wenn die axialen Positionen der Kontaktbefestigungssegmente 21b des Dehnungserzeugungselements 21 der Sensoreinheiten, die an der äußeren Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 angeordnet sind, voneinander abweichen, weichen die vom äußeren Element 1 auf die Dehnungserzeugungselemente 21 übertragenen Dehnungen ebenfalls voneinander ab. Bei dieser oben beschriebenen sechsten Ausführungsform sind die Kontaktbefestigungssegmente 21b des Dehnungserzeugungselements 21 der Sensoreinheiten 20 an den gleichen Positionen in der axialen Richtung vorgesehen und daher werden sich diese Dehnungen wahrscheinlich auf dem Dehnungserzeugungselement 21 konzentrieren, womit die Erfassungsempfindlichkeit erhöht wird. Weil die Sensoreinheiten 20 in dem äußeren Element 1 in der gleichen axialen Position angeordnet sind, macht auch nur das Positionieren der Schutzabdeckung 57 an dieser axialen Position es möglich, die aus den elektronischen Bauelementen einschließlich der Sensoreinheiten 20 zusammengesetzte Sensorbaugruppe 28 zu bedecken, wodurch die Schutzabdeckung 57 kompakt konstruiert werden kann.
Weil das Dehnungserzeugungselement 21 jeder der Sensoreinheiten 20 die Form einer dünnen Platte oder eine Streifenform, von oben betrachtet, aufweist mit den in deren gegenüberliegenden Seitenabschnitten definierten Ausschnitten 21a, wie es in 63 am besten gezeigt ist, kann auch bei dieser oben beschriebenen sechsten Ausführungsform die in dem äußeren Element 1 auftretende Dehnung, nachdem sie verstärkt worden ist, wahrscheinlich auf das Dehnungserzeugungselement 21 übertragen werden, und deshalb kann eine solche Dehnung durch den entsprechenden Dehnungssensor 22 mit einer hohen Empfindlichkeit erfasst werden, wobei die in dessen Ausgangssignal auftretende Schalthysterese reduziert und die Last mit einer hohen Genauigkeit abgeschätzt werden kann. Außerdem wird die Form des Dehnungserzeugungselements 21 vereinfacht und kann kompakt und kostengünstig hergestellt werden.
64 stellt eine siebente bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß der siebenten Ausführungsform ist derjenigen ähnlich, die mit Bezug auf 55 bis 63 in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, weicht jedoch von dieser dadurch ab, dass nicht nur der radseitige Endabschnitt der Schutzabdeckung 57 mit einem nach innen ausgerichteten Flansch 57c gebildet ist, sondern dass auch die äußere Durchmesserfläche des als feststehendes Element dienenden äußeren Elements 1 mit einem Vorsprung 60 versehen ist, der sich in einer Richtung in dessen Umfang erstreckt und dem nach innen gerichteten Flansch 57c der Schutzabdeckung 57 axial gegenübersteht, wobei der O-Ring 73A zwischen diesem Vorsprung und dem nach innen gerichteten Flansch 57c der Schutzabdeckung 57 angeordnet ist. Andere als diese oben beschriebenen baulichen Merkmale sind den mit Bezug auf 55 bis 63 in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform gezeigten und beschriebenen ähnlich.
Dort wo, wie oben beschrieben, der O-Ring 73A zwischen dem nach innen gerichteten Flansch 57c der Schutzabdeckung 57 und dem sich im Umfang erstreckenden Vorsprung 60 in der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angeordnet ist, kann nicht nur der O-Ring 73A bezüglich der axialen Richtung positioniert werden, sondern kann auch zwischen dem radseitigen Ende der Schutzabdeckung 57 und der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 eine sichere Abdichtung erreicht werden.
65 stellt eine achte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser achten Ausführungsform ist der in 55 bis 63 in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform gezeigten und beschriebenen ähnlich, weicht von dieser jedoch dadurch ab, dass die Schutzabdeckung 57 in ihrer Gesamtheit aus einem harzartigen Material hergestellt ist und ein metallisches Material 54 in einem Abschnitt des getriebeseitigen Endes der Schutzabdeckung 57 eingebettet ist, die auf der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 angebracht ist. Andere als diese oben beschriebenen baulichen Merkmale sind denen mit Bezug auf 55 bis 63 in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform gezeigten und beschriebenen ähnlich.
Dort wo das metallische Material 54 in das getriebeseitige Ende der Schutzabdeckung 57 aus harzartigem Material eingebettet ist, kann ein Eingriff zwischen der äußeren Durchmesserfläche des äußeren Elements 1 am getriebeseitigen Ende der Schutzabdeckung 57 fest und mit einer hohen Dichtungsfähigkeit hergestellt werden, und außerdem kann die Formgebung der Schutzabdeckung 57 erleichtert werden.
Bei der Beschreibung der verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde auf das äußere Element 1 Bezug genommen, das wie das stationäre feststehende Element funktioniert, jedoch kann die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf die Radtraglager-Baugruppe des Typs angewandt werden, bei dem das innere Element als feststehendes Element funktioniert. In diesem Fall ist die oben bezeichnete Sensorbaugruppe 28 auf einer Umfangsfläche des inneren Elements vorzusehen.
Obwohl jede der verschiedenen Ausführungsformen als auf die Radtraglager-Baugruppe vom Typ der dritten Generation angewandt beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auch auf die Radtraglager-Baugruppe vom Typ der ersten oder zweiten Generation, bei der die Lagereinheit und die Nabe voneinander getrennte Bauteile sind, und auch auf die Radtraglager-Baugruppe vom Typ der vierten Generation, bei der ein Teil des inneren Elements durch einen äußeren Ring eines Kardangelenks konstanter Geschwindigkeit gebildet ist, anwendbar sein. Außerdem kann die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor der vorliegenden Erfindung auf eine Radtraglager-Baugruppe zur Lagerung eines angetriebenen Fahrzeugrades und auch auf die Radtraglager-Baugruppe vom Typ einer beliebigen Generation durch Einsatz von Kegelrollen angewandt werden. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf die Radtraglager-Baugruppe anwendbar sein, bei der das äußere Element wie ein drehbares Element funktioniert. In diesem Fall kann die Sensorbaugruppe auf dem äußeren Umfang des inneren Elements vorgesehen werden.
Nachfolgend werden verschiedene Anwendungsformen der zuvor ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Form 1]
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser Form 1 ist eine Radtraglager-Baugruppe zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeug-Karosseriestruktur, die Folgendes umfasst:
ein äußeres Element mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen gebildet ist;
ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen gebildet ist, die mit den Wälzflächen in dem äußeren Element in einer gegenüberliegenden Beziehung gehalten werden;
zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und
eine an einer Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebrachte Sensorbaugruppe;
wobei die Sensorbaugruppe elektronische Bauelemente enthält, die Folgendes umfassen:
eine Vielzahl von Sensoreinheiten, die jeweils ein an einer Umfangsfläche des äußeren oder des inneren Elements befestigtes Dehnungserzeugungselement umfassen, das als feststehendes Element wirkt, das mit diesem in Kontakt steht, und einen an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Sensor zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement verursachten Dehnung;
einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten eines Ausgangssignals von dem Sensor;
ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zu der Außenseite der Lagerbaugruppe; und
ein flexibles Substrat mit einer Verdrahtungsschaltung zum Verdrahten zwischen den Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis und dem Signalkabel; und
wobei die elektronischen Bauelemente im Innern einer ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet sind.
[Form 2]
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser Form 2 ist eine Radtraglager-Baugruppe zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeug-Karosseriestruktur, die Folgendes umfasst:
ein äußeres Element mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen ausgebildet ist;
ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen ausgebildet ist, die mit den Wälzflächen in dem äußeren Element in einer gegenüberliegenden Beziehung gehalten werden;
zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und
eine Sensorbaugruppe, die durch ein Dichtungselement an einer Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist;
wobei die Sensorbaugruppe elektronische Bauelemente enthält, die Folgendes umfassen:
eine Vielzahl von Sensoreinheiten, die jeweils ein an einer Umfangsfläche des äußeren oder des inneren Elements befestigtes Dehnungserzeugungselement umfassen, das als feststehendes Element wirkt, das mit diesem in Kontakt steht, und einen an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Sensor zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement verursachten Dehnung;
einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten eines Ausgangssignals von dem Sensor; und
ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe; und
wobei die elektronischen Bauelemente im Innern einer ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet sind.
[Form 3]
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser Form 3 ist eine Radtraglager-Baugruppe zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeug-Karosseriestruktur, die Folgendes umfasst:
ein äußeres Element mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen ausgebildet ist;
ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen ausgebildet ist, die mit den Wälzflächen in dem äußeren Element in einer gegenüberliegenden Beziehung gehalten werden;
zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und
eine Sensorbaugruppe, die an einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist;
wobei die Sensorbaugruppe elektronische Bauelemente enthält, die Folgendes umfassen:
eine Vielzahl von Sensoreinheiten, die jeweils ein Dehnungserzeugungselement umfassen, das an einer Umfangsfläche des äußeren oder des inneren Elements befestigt ist, das als feststehendes Element wirkt, das mit diesem in Kontakt steht, und einen an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Sensor zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement verursachten Dehnung;
einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten eines Ausgangssignals von dem Sensor; und
ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zur Außenseite der Lagerbaugruppe;
wobei die elektronischen Bauelemente in einem ringförmigen Muster verbunden sind; und
wobei die Sensorbaugruppe mit einer ringförmigen Schutzabdeckung in Form eines Formkörpers aus einem gummiähnlichen, elastischen Element bedeckt ist, wobei die Schutzabdeckung durch ein Band befestigt wird, um sie dadurch an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements anzubringen.
[Form 4]
Die Radtraglager-Baugruppe mit Sensor gemäß dieser Form 4 ist eine Radtraglager-Baugruppe zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeug-Karosseriestruktur, die Folgendes umfasst:
ein äußeres Element mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen ausgebildet ist;
ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen ausgebildet ist, die mit den Wälzflächen in dem äußeren Element in einer gegenüberliegenden Beziehung gehalten werden;
zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und
eine Sensorbaugruppe, die an einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist;
wobei die Sensorbaugruppe elektronische Bauelemente enthält, die Folgendes umfassen:
eine Vielzahl von Sensoreinheiten, die an einer Umfangsfläche des äußeren oder des inneren Elements befestigt sind, die als feststehendes Element wirkt;
einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten eines Ausgangssignals von der Sensoreinheit; und
ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zu der Außenseite der Lagerbaugruppe;
wobei die elektronischen Bauelemente in einem ringförmigen Muster verbunden sind; und
wobei die Sensorbaugruppe mit einer rohrförmigen Schutzabdeckung bedeckt ist, die einen getriebeseitig zunehmenden Innendurchmesser aufweist, und die rohrförmige Schutzabdeckung an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht ist, wobei ein getriebeseitiges Ende der Schutzabdeckung auf der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht ist und ein radseitiges Ende der Schutzabdeckung an der Umfangsfläche des feststehenden Elements durch einen Dichtungsring aus einem elastischen Element angebracht ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die nur zum Zweck der Darstellung verwendet werden, ausführlich beschrieben worden ist, wird der Fachmann ohne weiteres zahlreiche Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Offensichtlichkeit bei der Lektüre der hier vorgelegten Beschreibung der vorliegenden Erfindung erkennen. Folglich sind diese Änderungen und Modifikationen als darin eingeschlossen zu verstehen, sofern sie nicht von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie aus den hier angefügten Ansprüchen geliefert, abweichen.
Bezugszeichenliste

1: äußeres Element
2: inneres Element
3, 4: Wälzfläche
5: Wälzkörper
20: Sensoreinheit
21: Dehnungserzeugungselement
21a: Ausschnitt
22: Dehnungssensor
23: Schraube
25: integrierter Signalverarbeitungsschaltkreis (Signalverarbeitungseinheit)
26: Signalkabel
27, 57: Schutzabdeckung
28: Sensorbaugruppe
33: Formmaterial
35: flexibles Substrat
37: O-Ring
38: Band
40: Dichtungselement
41: ringförmiges Kernmetall
41b: im Durchmesser erweiterter, gebogener Abschnitt
41a, 41c, 41d: abgeschrägter Abschnitt
42: ringförmiges elastisches Segment
44: oberflächenbehandelte Schicht
45: Ausschnitt in dem äußeren Element
46: Ausschnitt in der Schutzabdeckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-284079 [0001]
JP 2008-302296 [0001]
JP 2008-314164 [0001]
JP 2008-324965 [0001]
JP 2009-022215 [0001]
JP 2002-098138 [0006]
JP 2003-530565 [0006]
JP 2007-057299 [0006]

Claims

Radtraglager-Baugruppe mit Sensor zur drehbaren Lagerung eines Fahrzeugrades relativ zu einer Fahrzeug-Karosseriestruktur, umfassend: ein äußeres Element mit einem Innenumfang, der mit zweireihigen Wälzflächen gebildet ist; ein inneres Element mit einem Außenumfang, der mit Wälzflächen gebildet ist, die mit Wälzflächen in dem äußeren Element in einer gegenüberliegenden Beziehung gehalten werden; zweireihige Wälzkörper, die zwischen den jeweiligen Wälzflächen in dem äußeren und dem inneren Element angeordnet sind; und eine Sensorbaugruppe, die an der Umfangsfläche des feststehenden Elements koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist; wobei die Sensorbaugruppe elektronische Bauelemente enthält, die Folgendes umfassen: eine Vielzahl von Sensoreinheiten, jede mit einem Dehnungserzeugungselement, das an einer Umfangsfläche des äußeren oder des inneren Elements angebracht ist, das als feststehendes Element wirkt, das mit diesem in Kontakt steht, und mit einem an dem Dehnungserzeugungselement angebrachten Sensor zum Erfassen einer in dem Dehnungserzeugungselement verursachten Dehnung; einen integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis zum Verarbeiten eines Ausgangssignals von dem Sensor, und ein Signalkabel zum Übertragen des in dieser Weise verarbeiteten Ausgangssignals zu der Außenseite der Lagerbaugruppe; und wobei die elektronischen Bauelemente im Innern einer ringförmigen Schutzabdeckung angeordnet sind, um eine ringförmige Sensorbaugruppe bereitzustellen.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die ringförmige Sensorbaugruppe einen Aufbau aufweist, der in zwei Bauteile in einer Richtung in deren Umfang teilbar ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der jede der Sensoreinheiten mit dem feststehenden Element verschraubt ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der Abschnitte der elektronischen Bauelemente in der an dem feststehenden Element angebrachten Sensorbaugruppe, die von der Schutzabdeckung freiliegend sind, mit einem Formmaterial abgedichtet sind.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der jedes der Dehnungserzeugungselemente eine dünne Platte einer, von oben betrachtet, streifenförmigen Gestalt aufweist, mit einer, von oben betrachtet, gleichmäßigen Breite oder einer streifenförmigen Gestalt, die einen Ausschnitt an ihrem seitlichen Abschnitt aufweist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl von Sensoreinheiten an den gleichen Positionen in einer Richtung axial zu dem feststehenden Element vorgesehen sind.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die Umfangsfläche des feststehenden Elements mit einem zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereich über ihren gesamten Umfang versehen ist, und Abschnitte des zylindrisch geschliffenen Oberflächenbereiches, an denen sich die Dehnungserzeugungselemente jeweils berühren, als flach geschliffene Oberflächenabschnitte ausgeführt sind.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der das feststehende Element das äußere Element ist und die Sensorbaugruppe an einer äußeren Durchmesserfläche des feststehenden Elements angebracht ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 8, bei der die Vielzahl der Sensoreinheiten auf oberen, unteren, linken und rechten Oberflächenabschnitten des feststehenden Elements angeordnet sind, die jeweils oberen, unteren, linken und rechten Positionen relativ zu einer Reifenlauffläche entsprechen.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die elektronischen Bauelemente des Weiteren ein flexibles Substrat mit einer Verdrahtungsschaltung zum Verdrahten zwischen den Sensoreinheiten, dem integrierten Signalverarbeitungsschaltkreis und dem Signalkabel aufweisen.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, die ferner ein Dichtungselement umfasst, und bei der die Sensorbaugruppe an der Umfangsfläche des feststehenden Elements durch das Dichtungselement koaxial zu dem feststehenden Element angebracht ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 11, bei der das Dichtungselement ein ringförmiges Kernmetall umfasst, das einer Umfangsfläche der Schutzabdeckung folgt, und ein Paar ringförmiger elastischer Segmente, die an gegenüberliegenden Seitenkanten des Kernmetalls über dessen gesamten Umfang von einer inneren Durchmesserfläche desselben zu einer äußeren Durchmesserfläche desselben verbunden sind.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die ringförmige Schutzabdeckung die Form eines Formkörpers eines gummiähnlichen elastischen Elements aufweist und diese ringförmige Schutzabdeckung an einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements mit Hilfe eines Bandes angebracht ist, das um die Schutzabdeckung herum gewickelt und an dieser befestigt ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 1, bei der die ringförmige Schutzabdeckung einen zu einer getriebeseitigen Seite der Sensorbaugruppe hin zunehmenden Innendurchmesser aufweist, wobei das getriebeseitige Ende der Schutzabdeckung auf einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements angebracht ist, wobei die Schutzabdeckung außerdem ein radseitiges Ende aufweist, das an der äußeren Umfangsfläche des feststehenden Elements durch einen Dichtungsring eines elastischen Elements angebracht ist.
Radtraglager-Baugruppe mit Sensor nach Anspruch 14, bei der die Schutzabdeckung eine gestufte zylindrische Gestalt besitzt, deren getriebeseitiges Ende einen großen Durchmesser aufweist.