本發(fā)明涉及一種用于從軸承圈上拉拔傳感器單元的工具和方法。

背景技術(shù)：

用于感測旋轉(zhuǎn)部件角位置(angular position)的傳感器單元(sensor unit)通常包括感應(yīng)傳感器(induction sensor)，例如，從US-B-5,309,094可知，該感應(yīng)傳感器包括用于產(chǎn)生磁場變化的編碼器元件(encoder element)和基于所述的磁場變化來判斷旋轉(zhuǎn)部件角位置的傳感元件(sensing element)。編碼器元件通常是一個(gè)磁環(huán)，由若干磁鐵沿磁環(huán)的圓周方向以磁極反向的方式(排列)形成。所述傳感元件通常為轉(zhuǎn)換器(transducer)，用于感測其附近磁場的強(qiáng)度。當(dāng)傳感器單元在電機(jī)附近使用時(shí)，存在于電機(jī)內(nèi)的磁相互作用(magnetic interactions)能夠產(chǎn)生傳感元件感測得到的干擾磁場。這會(huì)引起傳感錯(cuò)誤，因?yàn)樗鼍幋a器元件產(chǎn)生的磁場變化不能被傳感元件精確地檢測得到。

文獻(xiàn)EP 2682621B1公開了一種配有測量裝置的軸承(instrumented bearing)，該軸承具有布設(shè)在金屬屏蔽殼內(nèi)的傳感器單元。所述傳感器單元設(shè)有卡扣部(snap portion)，該卡扣部被設(shè)置為能夠與軸承外圈上的凹陷處結(jié)合，以便將傳感器單元嵌配在所述外圈上。

當(dāng)在傳感器單元(諸如，電機(jī)編碼器)安裝在電動(dòng)機(jī)中的同時(shí)傳感器單元上出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子必需拆卸以便更換傳感器單元。這樣涉及很高的維護(hù)成本，附帶的質(zhì)量問題以及系統(tǒng)長期不可用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明尋求使嵌配在安裝于軸上的軸承的故障傳感器主體容易拆卸。

本發(fā)明提出一種用于拉拔裝載在軸承第一圈的傳感器主體的工具，其中傳感器主體包括設(shè)置在其第一徑向邊緣上的結(jié)合部和與第一徑向邊緣相對的第二徑向邊緣，傳感器主體被設(shè)計(jì)為在安裝以后，其第二徑向邊緣與被設(shè)置為相對于第一圈旋轉(zhuǎn)的一構(gòu)件之間形成環(huán)形間隙。所述工具包括多個(gè)掛鉤，被設(shè)置為插入所述間隙，抵達(dá)所述第二徑向邊緣的下方。

通過使用根據(jù)本發(fā)明的拉拔器工具，故障傳感器主體可被快速且容易地更換，同時(shí)可避免對轉(zhuǎn)子的拆卸。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器主體的第一徑向邊緣上的結(jié)合部包括多個(gè)夾子。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述掛鉤被設(shè)置為在被插入時(shí)，能夠沿徑向自第二徑向邊緣偏離轉(zhuǎn)向，且在到達(dá)預(yù)定的軸向位置時(shí)，能夠卡扣在所述第二徑向邊緣的下方。

優(yōu)選地，所述預(yù)定的軸向位置被設(shè)定為，在工具主體的止動(dòng)部沿軸向受阻于第一圈時(shí)，或者在此之前，掛鉤到達(dá)的軸向位置。

本發(fā)明進(jìn)一步提出，掛鉤設(shè)有傾斜的軸向端面，傾斜的軸向端面被設(shè)置為當(dāng)將工具插入間隙致使所述軸向端面接觸到傳感器主體時(shí)，能夠使掛鉤沿徑向偏移轉(zhuǎn)向。

可替換的，第二徑向邊緣可以是錐形或圓形。

在一個(gè)簡單且節(jié)省成本的實(shí)施例中，掛鉤由諸如塑料之類的柔性材料制成。

為了提高魯棒性和壽命，發(fā)明人進(jìn)一步提出：所述掛鉤(36)的用于到達(dá)第二徑向邊緣(20)下方的端部設(shè)置有起加強(qiáng)作用的金屬嵌入物。

可替換的，掛鉤以鉸接的方式安裝在工具主體上，并且徑向上裝載有朝向第二徑向邊緣(20)的彈簧。

根據(jù)發(fā)明的另一方面，所述工具主體，包括：止動(dòng)部，設(shè)計(jì)上用于沿軸向止動(dòng)于軸承第一圈；定心部，所述定心部設(shè)計(jì)上用于使工具主體相對于所述構(gòu)件定位居中，其中，所述構(gòu)件被設(shè)置為相對第一圈旋轉(zhuǎn)。由于止動(dòng)部和定心部，所述工具不僅可以用于拉拔傳感器主體，還可用于定心的方式來將新的傳感器主體附著在由沿軸向止動(dòng)限定的精確地限定的軸上。

本發(fā)明進(jìn)一步提出，所述工具包括用于以手動(dòng)方式從第二徑向邊緣釋放掛鉤的裝置。該裝置可形成為軸向向內(nèi)推掛鉤的按鈕，或者為形成為與掛鉤的傾斜面配合的環(huán)，使得環(huán)的軸向運(yùn)動(dòng)沿在期望的徑向上同時(shí)使掛鉤偏移。

在本發(fā)明的優(yōu)選地實(shí)施例中，被設(shè)置為相對第一圈旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件是軸，第一圈是軸承外圈。而另一種情況，傳感器單元嵌配在內(nèi)圈上，相較于傳感器單元附著在外圈的情況，這種拉拔操作更加困難，因?yàn)閭鞲衅鲉卧c軸之間的窄間隙通常為1至5毫米。

此外，軸承內(nèi)圈優(yōu)選地安裝于所述軸。

本發(fā)明進(jìn)一步提出提供一種工具，在相對于掛鉤的一側(cè)的軸向一側(cè)設(shè)有連連接部，其中，連接部被設(shè)置為附接到軸承拉拔器。因此，軸承拉拔器可以與所述工具配合并提供拉拔傳感器單元的附加功能。

對于傳感器主體以及軸承的軸向止動(dòng)與支撐結(jié)構(gòu)，拉拔器對以下功能進(jìn)行組合：用作拉拔的裝置、拉拔移動(dòng)的軸向?qū)б⑻峁╁^固裝置(特別是掛鉤)。

工具主體可以以一件、兩件或多件的方式成型。

本發(fā)明另一方面涉及一種用于將嵌配在軸承第一圈的傳感器主體拔出的方法，其中傳感器主體包括設(shè)置在其第一徑向邊緣上的結(jié)合部和與第一徑向邊緣相對的第二徑向邊緣，所述傳感器主體被設(shè)置為在安裝以后，其第二徑向邊緣與相對于第一圈旋轉(zhuǎn)的一構(gòu)件之間形成環(huán)形間隙。

根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括使用根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工具，其中，所述掛鉤能夠插入間隙，直至與第二徑向邊緣結(jié)合，然后通過沿插入方向的反向拉拔所述的工具，來拔出所述傳感器主體。

本發(fā)明的上述實(shí)施例以及權(quán)利要求和附圖表明了本發(fā)明以特定組合的多個(gè)限定特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠容易地想到這些特征的進(jìn)一步組合或子組合，以便使在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明適應(yīng)其特定需求。

附圖說明

圖1顯示嵌配在軸承的第一圈的傳感器主體；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的工具的立體視圖；

圖3是根據(jù)圖2的工具的剖面圖；

圖4示出工具部分插入間隙內(nèi)的構(gòu)造；

圖5示出工具完全插入間隙內(nèi)的構(gòu)造；

圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中掛鉤由柔性材料制成并與工具主體形成一個(gè)整體；

圖7示出了本發(fā)明的工具的第三實(shí)施例，其中掛鉤的用于到達(dá)邊緣的下方的端部設(shè)置有其加強(qiáng)作用的金屬嵌入物；以及

圖8a至圖8c示出使用本發(fā)明的工具嵌配在新的傳感器主體的方法。

具體實(shí)施方式

圖1示出傳感器主體10，其嵌配在形成為軸承外圈的第一圈12。傳感器主體10包括設(shè)置在傳感器主體10的第一徑向邊緣18a上的多個(gè)夾子(clip)14。夾子14是傳感器主體10的蓋部件38的軸向突出物。蓋部件38是沖壓后的金屬薄片。夾子14與軸承外圈12上具有底切槽(undercut)的環(huán)形槽16或凹槽結(jié)合。傳感器主體10上與第一徑向邊緣18相對的第二徑向邊緣20包括圓柱形內(nèi)表面20a。如圖1所示，當(dāng)裝有傳感器主體10的軸承安裝在電機(jī)或發(fā)電機(jī)的軸22上時(shí)，第二徑向邊緣20上的圓柱形內(nèi)表面20a形成環(huán)形間隙，該間隙形成于第二徑向邊緣20與軸22之間。

軸承的外圈12嵌入電機(jī)殼體26內(nèi)并通過合適的方式固定于在電機(jī)殼體26內(nèi)。軸承的內(nèi)圈28套在軸22上。

磁編碼器圈30附著在軸承的內(nèi)圈28，傳感器主體10包括檢測當(dāng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由正通過磁編碼器圈30的磁極產(chǎn)生的振蕩磁場的霍爾單元(Hall cell)或其它磁傳感器(未顯示)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的工具32的立體視圖，圖3是圖2的剖面圖。

工具32包括主體34和從主體34的下軸向面37的徑向內(nèi)邊緣突出的多個(gè)掛鉤36。掛鉤36被設(shè)置為插入軸22與傳感器主體10之間的間隙24，并且掛鉤36足夠長以到達(dá)傳感器主體10的第二徑向邊緣20的下方，更具體的說，到達(dá)傳感器主體10的蓋部件38的圓柱形內(nèi)表面20a的軸向下邊緣。

可選地，工具32可以包括用于以手動(dòng)方式將掛鉤36從傳感器主體10釋放的裝置，例如，如圖3虛線內(nèi)所示的徑向孔內(nèi)導(dǎo)引的桿。

圖4示出工具32部分插入軸22與傳感器主體10之間的間隙24的構(gòu)造。傳感器主體10的圓柱形內(nèi)表面20a的上邊緣是圓形的，使得插入掛鉤36的同時(shí)掛鉤36沿徑向自第二徑向邊緣20偏離轉(zhuǎn)向。在可替換的實(shí)施例中，掛鉤36可以設(shè)有傾斜的軸向端面，該傾斜的軸向端面被設(shè)置為當(dāng)在工具插入間隙24致使軸向端面接觸到傳感器主體10時(shí)，能夠使掛鉤36沿徑向偏離轉(zhuǎn)向。

工具主體34的徑向內(nèi)表面精確地套在軸22上，因此充當(dāng)定心部，該定心部設(shè)置為使工具主體34相對軸居中。

圖5示出工具32完全插入軸22與傳感器主體10之間的間隙24，使得掛鉤36卡扣在所述第二徑向邊緣20下方。同時(shí)，形成為一組突出支撐結(jié)構(gòu)40的工具主體34的止動(dòng)部沿軸向受阻于第一圈12。

工具主體34包括在軸向上與止動(dòng)部40相對(即，在圖4和圖5的上表面)的連接部(attachment portion)42，其中，連接部42具有設(shè)置為附接到軸承拉拔器(bearing extractor，未顯示)的底切槽。帶底切槽的凹槽的尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)軸承的尺寸，從而能夠使用標(biāo)準(zhǔn)軸承拉拔器。

由于連接部42，根據(jù)本發(fā)明的工具能夠與任何現(xiàn)有的軸承拉拔器組合。這種工具在不損壞軸承和脈沖圈(impulse ring)30的情況下移除傳感器主體10。拉拔力低于100牛(N)，從而所述拉拔力可通過軸承球組來施加。

在圖4和圖5所示的實(shí)施例中，掛鉤36以鉸接的方式安裝在工具主體34上并且在徑向上裝載有朝向第二徑向邊緣20的彈簧。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的工具32的第二實(shí)施例，其中掛鉤36由柔性材料制成并與工具主體34形成一個(gè)整體。

圖7示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，其中，掛鉤的到達(dá)第二徑向邊緣20下方的端部36設(shè)置有加強(qiáng)作用的金屬嵌入物。

當(dāng)故障傳感器主體10被移除時(shí)，新的傳感器主體可以被嵌配。嵌配新的傳感器主體所需的力在500牛與1000牛之間。因此，這個(gè)力不能通過軸承球組來施加。這個(gè)力必須來自電機(jī)凸緣，或者可以以手動(dòng)方式施加這個(gè)力。

在圖8a至圖8b中顯示了使用根據(jù)本發(fā)明的工具來嵌配新的傳感器主體的方法。傳感器主體10位于工具32的內(nèi)徑中心(參看圖8a)。然后工具32位于轉(zhuǎn)子軸22的中心(圖8b)。工具32設(shè)有作為止動(dòng)部40的五個(gè)扇形支撐結(jié)構(gòu)，以提供傳感器主體10的準(zhǔn)確軸向位置(圖8c)。隨后，工具32通過使掛鉤36沿徑向偏離轉(zhuǎn)向的合適機(jī)制而被釋放。

圖4和圖5依次說明拔出嵌配在軸承外圈12的上述傳感器主體的方法。

該方法包括使用上述工具32，其中，掛鉤36插入間隙24中，直至掛鉤與第二徑向邊緣20結(jié)合，然后通過沿與插入方向相反的方向拉拔工具32來拉出傳感器主體。