本发明专利技术涉及一种传感器轴承单元(301)，包括：以旋转轴线(X1)为中心的轴承；传感器装置(10)，包括具有结构间距(P10)并且限定沿着该结构间距(P10)和沿着读取方向延伸的间距平面(Δp)的差分检测单元；以及具有磁性图案的脉冲环(320)，所述磁性图案包括由图案边界(324)分隔开的正极(321)和负极(322)并且其限定垂直于所述间距平面(Δp)的切平面(Δt)；所述传感器装置(10)和所述脉冲环(320)配置为用于跟踪所述轴承围绕所述旋转轴线(X1)的旋转，所述传感器装置(10)的差分检测单元沿着读取方向读取所述脉冲环(320)的图案。根据本发明专利技术，投影在所述切平面(Δt)中的每个图案边界(324)限定相对于所述间距平面(Δp)的非零图案角(α320)。这样，所述磁性图案相对于由所述传感器单元所限定的线是倾斜的，倾斜的角度确定了传感器的有效间距可以被调整成匹配所述磁性图案的间距。本发明专利技术还涉及一种包括这种脉冲环(320)的机械系统。本发明专利技术还涉及一种用于制造这种脉冲环(320)的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种传感器轴承单元，其包括轴承、传感器装置和用于跟踪轴承旋转的脉冲环。本专利技术还涉及一种机械系统，例如摩托车车轴，其包括至少一个这种传感器轴承单元。本专利技术还涉及一种用于制造这种传感器轴承单元的方法。
技术介绍
传感器轴承单元通常用于汽车、航空和其他
这些单元提供高质量的信号和传输，同时允许集成在更简单和更紧凑的机械系统中。这种传感器轴承单元通常包括轴承、脉冲环和面向脉冲环的传感器装置。脉冲环可以固定到轴承的旋转环，而传感器装置可以固定到轴承的非旋转环或支撑该非旋转环的另一部分。脉冲环可以包括目标支架和目标，其包括交替的北极和南极，其数量取决于轴承尺寸和特定应用。传感器装置可以包括含有两个感测元件的差分霍尔单元。对于某些应用例如轮速测量来说，差分传感器装置允许通过减去两个测量来减少噪声并且增加传感器装置内的电信号的幅度。为了获得这种效果的最大效率，两个敏感元件之间的间距和磁环的间距应当是相容的，即对于该应用来说是相等的。否则，传感器轴承单元的设计者可以改变霍尔单元以获得更兼容的或者修改脉冲环的尺寸。然而，这些方法降低了设计的灵活性。此外，改变霍尔单元并不总是可能的。对于其它应用例如增量编码器而言，差分传感器装置用于产生具有90度相移的两个信号。在没有新的传感器设计的情况下，两个敏感元件之间的间距不能改变，否则，两个信号之间的相移将不等于90度。传感器设计者没有关于脉冲环的间距的灵活性，脉冲环必须被设计成与霍尔单元平行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有改进的柔性的脉冲环的传感器轴承单元。为此，本专利技术涉及一种传感器轴承单元，包括：以旋转轴线为中心的轴承；传感器装置，包括具有结构间距并且限定沿着该结构间距和沿着读取方向延伸的间距平面的差分检测单元；以及具有磁性图案的脉冲环，所述磁性图案包括由图案边界分隔开的正极和负极并且其限定垂直于所述间距平面的切平面；所述传感器装置和所述脉冲环配置为用于跟踪所述轴承围绕所述旋转轴线的旋转，所述传感器装置的差分检测单元沿着读取方向读取所述脉冲环的图案。根据本专利技术，投影在所述切平面中的每个图案边界限定相对于所述间距平面的非零图案角。由于本专利技术，脉冲环的设计具有重要的灵活性。此外，如果脉冲环的设计是固定的，则传感器设计的修改不是强制性的。由于可以正确地使用传感器装置的差分效应，所以尽管脉冲环具有比传感器间距更小的极，但是可以减小脉冲环所需的磁场。该效应对传感器装置的设计具有若干个积极影响。传感器装置和脉冲环之间的距离可以增加，使得传感器轴承单元可被设计为具有更大的灵活性。此外，脉冲环的材料可以具有较低的残余感应，使得可以降低脉冲环的成本。最后，与标准磁性脉冲环相比，以特定图案角磁化每个极对的过程不产生额外成本。根据本专利技术的有利但非强制的其他方面，这种传感器轴承单元可以包括以下特征中的一个或多个：-所述脉冲环配置为用于由所述传感器装置进行径向读取的径向脉冲环。-所述图案角对于每个图案边界而言沿着所述旋转轴线是恒定的。-所述图案角对于每个图案边界而言沿着所述旋转轴线是可变的。-所述脉冲环配置为用于由所述传感器装置进行轴向读取的轴向脉冲环。-所述图案角对于每个图案边界而言相对于所述旋转轴线是恒定的。-所述图案角对于每个图案边界而言相对于所述旋转轴线是可变的。本专利技术还涉及一种机械系统，例如摩托车车轴，包括至少一个如上所述的传感器轴承单元。本专利技术可以在不同的机械系统中实现，例如曲轴、凸轮轴、用于汽车或商用车辆的轮毂等。本专利技术还涉及一种用于制造如上所述的传感器轴承单元的方法。该方法包括至少一个磁化脉冲环的磁性图案的步骤，使得每个图案边界相对于间距平面限定非零图案角。此外，这种方法可以包括以下特征中的一个或多个：-该方法包括计算用于确定图案边界的形状的图案角的步骤。-该方法包括采用有限元分析软件模拟脉冲环的磁性图案的步骤。附图说明下面将参照附图对本专利技术进行解释，其作为说明性示例而不限制本专利技术的目的。在附图中：-图1是未根据本专利技术配置的包括径向脉冲环和标准差分传感器装置的传感器轴承单元的径向视图，其中脉冲环和传感器装置的配置是理想的，因为环间距等于传感器间距；-图2是类似于图1的视图，示出了未根据本专利技术配置的另一传感器轴承单元，其中脉冲环和传感器装置的配置是不利的，因为环间距不等于传感器间距；-图3是类似于图1的视图，示出了根据本专利技术第一实施例的传感器轴承单元和径向脉冲环；-图4是类似于图1的视图，示出了根据本专利技术第二实施例的传感器轴承单元和径向脉冲环；-图5是根据本专利技术第三实施例的传感器轴承单元和轴向脉冲环的轴向视图；-图6是图5上的细节VI的放大比例的视图；以及-图7是根据本专利技术第四实施例的传感器轴承单元和轴向脉冲环的轴向视图。具体实施方式图1示出了传感器轴承单元1，其包括轴承、传感器装置10和脉冲环20。为了简化目的未示出的轴承以中心轴线X1为中心。传感器装置10和脉冲环20被关联用于跟踪轴承围绕该轴线X1的旋转。脉冲环20可以固定到轴承的旋转环，而传感器装置10可以固定到轴承的非旋转环或支撑该非旋转环的另一部分。传感器装置10配置为标准差分传感器，包括主体12、设置有两个灵敏检测部件14的差分检测单元以及两个腿16。部件14限定差分检测单元的传感器间距P10，即沿着方向D1在它们的中心之间测量的长度。例如，间距P10可以等于2毫米。部件14还限定沿结构间距P10并沿读取方向延伸的间距平面Δp。部件14提供两个信号，对应于在空间上以间距P10分离的连续测量。部分示出的腿16向上延伸到用于处理这些信号的控制系统。脉冲环20配置为以轴线X1为中心的标准径向磁环。脉冲环20具有磁性图案，包括由图案边界24分隔开的正极21和负极22。由于脉冲环20配置为径向环，所以磁性图案在其围绕轴线X1的外表面处形成。切平面Δt被定义为与该外表面相切，垂直于间距平面Δp且与轴线X1正交。为了简化的目的，部分地示出了脉冲环20，其外表面投影在切平面Δt中。在两个相继的边界24之间，每个极21和22具有环间距P20，其也限定成平行于方向D1。间距P20对应于沿着方向D1的每个极21和22的宽度。在当前情况下，方向D1正交于脉冲环20的旋转轴线X1。边界24彼此平行并且垂直于方向D1。实际上，传感器装置10的差分检测单元沿着相对于轴线X1径向的读取方向读取脉冲环20的磁性图案。传感器装置10检测由脉冲环20引起的磁场变化。更精确地，检测部件14检测由分离正极21和负极22的边界24引起的磁场变化。由传感器轴承单元1测量的旋转速度、旋转角度和其它数据的精度与传感器装置10和脉冲环20的安装的精度高度相关。在这点上，传感器装置10和脉冲环20定位成使得间距P10和P20都平行于方向D1，并且包括轴线X1和垂直于平面Δp和Δt的平面构成部件14的对称平面。此外，传感器装置10和脉冲环20设计成使得间距P10和P20是相容的，即它们优选地具有相同的值，或者它们具有尽可能低的差的值。在传感器轴承单元1的控制系统内部，由检测部件14测量的两个信号被减去，并且所获得的信号被控制系统使用以获取速度信号。例如，控制系统可以包括用于差分信号的具有+/-20G的阈值的触发器，这意味着在最佳情况下由每本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种传感器轴承单元(201；301；401；501)，包括：‑以旋转轴线(X1)为中心的轴承；‑传感器装置(10)，包括具有结构间距(P10)并且限定沿着该结构间距(P10)和沿着读取方向延伸的间距平面(Δp)的差分检测单元；‑具有磁性图案的脉冲环(220；320；420；520)，所述磁性图案包括由图案边界(224；324；424；524)分隔开的正极(221；321；421；521)和负极(222；322；422；522)并且其限定垂直于所述间距平面(Δp)的切平面(Δt)；所述传感器装置(10)和所述脉冲环(220；320；420；520)配置为用于跟踪所述轴承围绕所述旋转轴线(X1)的旋转，所述传感器装置(10)的差分检测单元沿着读取方向读取所述脉冲环(220；320；420；520)的磁性图案；其中，投影在所述切平面(Δt)中的每个图案边界(224；324；424；524)限定相对于所述间距平面(Δp)的非零图案角(α220；α320；α420；α520)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感器轴承单元(201；301；401；501)，包括：-以旋转轴线(X1)为中心的轴承；-传感器装置(10)，包括具有结构间距(P10)并且限定沿着该结构间距(P10)和沿着读取方向延伸的间距平面(Δp)的差分检测单元；-具有磁性图案的脉冲环(220；320；420；520)，所述磁性图案包括由图案边界(224；324；424；524)分隔开的正极(221；321；421；521)和负极(222；322；422；522)并且其限定垂直于所述间距平面(Δp)的切平面(Δt)；所述传感器装置(10)和所述脉冲环(220；320；420；520)配置为用于跟踪所述轴承围绕所述旋转轴线(X1)的旋转，所述传感器装置(10)的差分检测单元沿着读取方向读取所述脉冲环(220；320；420；520)的磁性图案；其中，投影在所述切平面(Δt)中的每个图案边界(224；324；424；524)限定相对于所述间距平面(Δp)的非零图案角(α220；α320；α420；α520)。2.根据权利要求1所述的传感器轴承单元(201；301)，其中，所述脉冲环(220；320)配置为用于由所述传感器装置(10)进行径向读取的径向脉冲环。3.根据权利要求2所述的传感器轴承单元(201)，其中，所述图案角(α220)对于每个图案边界(224)而言沿着所述旋转轴线(X1)是恒定的。4.根据权利要求2所述的传感器轴承单元(301)，其中，所述图案角(α320)对于每个图案边界(324)而...
【专利技术属性】
技术研发人员：M休伯特，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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