專利名稱：對軸的速度、角位移、位置或運動的測量的改良的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對軸的速度、角位移、位置或運動的測量的改良。
背景技術(shù)：
已知測量軸的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度，特別是傳動軸的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。這通常是通過采用速度傳感裝置來實現(xiàn)的。US-B-7579827描述了用于檢測出變速器輸入軸的速度的速度傳感裝置，所述速度傳感裝置包括繞軸的周向間隔的標(biāo)記和靠近標(biāo)記布置的速度傳感器。標(biāo)記可組合在目標(biāo)輪 (也稱為速度傳感器盤)上，所述目標(biāo)輪附接在輸入軸上。在目標(biāo)輪的一個實施例中，齒圈設(shè)置有多個齒，所述多個齒限定了周向間隔的標(biāo)記。速度傳感器盤，例如前文提及的目標(biāo)輪，通常由壓制鋼板制成，且邊緣處有鋸齒。 鋸齒允許速度傳感器探測軸的旋轉(zhuǎn)運動并由此確定傳動軸旋轉(zhuǎn)得有多快。通常壓制鋼板用于速度傳感器盤以降低成本。為了使速度傳感器盤裝配在傳動軸上的其它部件之間，通常需要額外的元件，例如推力墊圈。推力墊圈通常由比速度傳感器盤更優(yōu)質(zhì)的鋼材制成，并經(jīng)機械加工以提供良好的表面光潔度。由于速度傳感器盤的表面光潔度差，而這可能會損壞軸上重要的相鄰部件，因此需要有推力墊圈。在軸的末端采用標(biāo)準(zhǔn)墊圈和螺栓以確保速度傳感器盤牢固地保持在適當(dāng)位置也是常見的做法。因此，這種已有技術(shù)中的速度傳感器裝置需要四個待安裝于傳動軸上的單獨部件。這意味著軸必須足夠長從而為待安裝的部件提供空間。此外，安裝這些已有技術(shù)中的速度傳感器以供徑向測量，這意味著組件必須構(gòu)造成容納速度傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種軸，所述軸具有端面和至少一個探測標(biāo)記，所述探測標(biāo)記設(shè)置在軸的端面之上或之內(nèi)以使得能夠探測到軸的速度、角位移、位置或運動。本發(fā)明還提供了一種包括傳感裝置的軸組件，所述傳感裝置包括具有端面和至少一個探測標(biāo)記的軸和定位在距軸端面一距離處的傳感器，所述探測標(biāo)記設(shè)置在軸的端面之上或之內(nèi)，所述傳感器構(gòu)造成通過對探測標(biāo)記的運動或位置進行檢測來測量軸的速度、角位移、位置或運動。


經(jīng)改良的軸的一個實施例將僅作為范例并參考附圖進行說明，所述軸用于包括傳感裝置的軸組件，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括探測標(biāo)記的經(jīng)改良的軸組件的剖視圖；圖2是與圖1類似的視圖，并示出傳感器相對于軸的位置；以及圖3和圖4是從不同方向通過圖1所示軸組件的剖視圖，并示出安裝至變速器殼體的傳感器。
具體實施例方式示于圖中的軸組件10通常包括傳動軸11和傳感器17，所述傳感器設(shè)置用于測量軸的速度、角位移、位置或軸向運動的一個或全部。在軸11的一端處安裝有齒輪12。齒輪 12例如由圓錐滾子軸承14的錐體13保持在適當(dāng)位置。在軸11的端面16之中或之上設(shè)置有至少一個探測標(biāo)記15。在一個實施例中，軸 11具有多個間隔開的探測標(biāo)記15。探測標(biāo)記15可機械加工至端面16內(nèi)或以另一方式形成，并且可以例如是突出部、凹進部、花鍵、鋸齒、孔或斑紋。探測標(biāo)記15可從軸11的軸線處偏移，均勻地以一定間隔排列在繞軸線的環(huán)上或以另一適于由傳感器17探測的樣式形成。 在一個實施例中，有至少十二個探測標(biāo)記15，且每一個都具有3毫米的最小寬度。相鄰探測標(biāo)記15之間的間隙的寬度可與探測標(biāo)記15的寬度基本相同。為便于指示/標(biāo)示(index)， 可從否則為常規(guī)的樣式中省略其中一個探測標(biāo)記15。傳感器17位于從端面16軸向移位的平面內(nèi)的一個位置處，在所述位置處傳感器 17可探測到探測標(biāo)記15的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，傳感器17可安裝至殼體18(例如容納軸11的變速器殼體)的外部部分。圖2至圖4中示出了一個合適的位置，在該位置內(nèi)傳感器17坐落成與軸11軸向成一直線。但是，其它安裝位置是可接受的，例如從軸11的軸線偏移或與軸11的軸線成一角度，只要探測標(biāo)記15的旋轉(zhuǎn)可由傳感器17探測到。在一個實施例中，傳感器17安裝成具有0. 5毫米的最小空氣間隙(即軸11的末端和傳感器17之間的間隙)。典型的最大間隙為1. 5毫米，但這可取決于實際應(yīng)用和所采用的傳感器17的類型。傳感器17可以是不需要動力源的被動傳感器，例如磁性傳感器。合適的傳感器的例子包括可變磁阻傳感器、電磁拾波傳感器、脈沖發(fā)生器、正時探針和曲軸位置傳感器?？勺兇抛鑲鞲衅魍ǔ０ㄓ谰么盆F、鐵磁極片和拾波線圈。當(dāng)探測標(biāo)記15經(jīng)過磁鐵面時，通過磁鐵的磁通量改變，且因此通過線圈的磁通量改變。運動探測標(biāo)記15提供了隨時間變化的通量，所述隨時間變化的通量在線圈內(nèi)感應(yīng)相稱的電壓。工業(yè)適用性前文提及的軸11和軸組件10可用于多種實際應(yīng)用，包括變速器、齒輪箱、分動箱、 內(nèi)燃和外燃發(fā)動機，等等。一個合適的應(yīng)用是用于測量車輛變速器內(nèi)的輸出軸的速度，所述變速器將車輛發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動以驅(qū)動車輪從而推動車輛。車輛變速器通常包括齒輪箱、離合器和多個驅(qū)動軸。在軸11受驅(qū)旋轉(zhuǎn)的運行中，探測標(biāo)記15旋轉(zhuǎn)經(jīng)過傳感器17。探測標(biāo)記 15的運動使得傳感器17生成與軸11的轉(zhuǎn)速相稱的輸出信號。
權(quán)利要求
1.一種軸，所述軸具有端面和至少一個標(biāo)記，所述標(biāo)記設(shè)置在所述軸的所述端面之上或之內(nèi)以使得能夠探測所述軸的速度、角位移、位置或運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸，其特征在于，在所述軸的所述端面之上或之內(nèi)設(shè)置有多個探測標(biāo)記。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸，其特征在于，所述探測標(biāo)記的至少一個或每一個都機械加工至所述軸的所述端面內(nèi)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，所述探測標(biāo)記的至少一個或每一個是突出部、孔、花鍵、鋸齒或斑紋。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，有至少12個所述探測標(biāo)記。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，所述探測標(biāo)記的至少一個或每一個具有至少3毫米的寬度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，相鄰的所述探測標(biāo)記之間的距離與所述探測標(biāo)記的寬度基本相同。
8 .根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，所述探測標(biāo)記的至少一個或每一個從所述軸的軸線處偏移。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，多個所述探測標(biāo)記布置在繞所述軸的所述軸線的環(huán)上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，所述探測標(biāo)記的樣式便于提供可探測的標(biāo)志。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的軸，其特征在于，所述軸是輸出軸。
12.—種軸組件，所述軸組件包括速度傳感裝置，所述速度傳感裝置包括如前述權(quán)利要求的任一項所述的軸以及傳感器，所述傳感器構(gòu)造成和相對于所述軸的所述端面坐落成便于通過檢測所述探測標(biāo)記的運動或位置來測量所述軸的速度、角位移、位置或運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的軸組件，其特征在于，所述傳感器安裝在從所述軸的所述端面軸向移位的平面內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的軸組件，其特征在于，所述傳感器位于距所述探測標(biāo)記至少0. 5毫米處。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項所述的軸組件，其特征在于，所述傳感器安裝到容納所述軸的殼體上。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中的任一項所述的軸組件，其特征在于，所述傳感器是諸如磁性傳感器的被動傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及對軸速的測量的改良。所述軸具有端面和至少一個探測標(biāo)記，所述探測標(biāo)記設(shè)置在所述軸的端面之上或之內(nèi)以使得能夠探測到軸的速度、角位移、位置或運動。所述軸用于在包括傳感器的軸組件中使用，所述傳感器定位在距軸端面一距離處。傳感器構(gòu)造成通過對探測標(biāo)記的運動進行檢測來測量軸的速度、角位移、位置或運動。
文檔編號F16C3/02GK102564467SQ201110401409
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者J·J·馬卡斯特 申請人:特納動力系統(tǒng)有限公司