带有角度传感器的滚动轴承装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102859218 A (43)申请公布日 2013.01.02 C N 1 0 2 8 5 9 2 1 8 A *CN102859218A* (21)申请号 201180021309.3 (22)申请日 2011.04.26 102010018207.9 2010.04.26 DE F16C 41/00(2006.01) (71)申请人谢夫勒科技股份两合公司 地址德国黑措根奥拉赫 (72)发明人约尔格克格勒尔 于尔根韦 (74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人杨靖 车文 (54) 发明名称 带有角度传感器的滚动轴承装置 (57) 摘。

2、要 带有角度传感器（3）的滚动轴承装置（1），包 括：-滚动轴承（2），根据可变磁阻原理工作的构 造为绝对值发生器的角度传感器（3）与该滚动轴 承连接，该角度传感器具有抗相对转动地与滚动 轴承（2）的轴承环（4、5）之一连接的传感器环（9） 以及抗相对转动地与第二轴承环（5、4）连接的构 造为环的测量实体（10），其中-在传感器环（9） 上布置有线圈（21、22、23）、即至少一个发送线圈 （21）和至少一个接收线圈（22、23），并且-发送线 圈（21）具有与旋转轴线（R）相同的对称轴线并且 布置在具有呈U形横截面的、呈环形的、相对滚动 轴承（2）的旋转轴线（R）同中心的、金属的罐形磁 芯（。

3、11）中，并且-接收线圈（22、23）部分地布置 在罐形磁芯（11）之内并且部分地布置在罐形磁 芯（11）之外。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.10.26 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/056567 2011.04.26 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/134955 DE 2011.11.03 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 5 页 1/3页 2 1.带有角度传感器（3）的滚动轴承装置（1），包括。

4、： -滚动轴承（2），所述滚动轴承带有两个与旋转轴线（R）同中心的轴承环（4、5）、即内环 （4）和外环（5），其中，在所述轴承环（4、5）之间布置有滚动体（6）， -与所述滚动轴承（2）联接的、设置用于探测第一轴承环（4）相对于第二轴承环（5）的 角度位置的角度传感器（3），所述角度传感器（3） -具有与所述轴承环（4、5）之一连接的传感器环（9）以及抗相对转动地与所述第二轴 承环（5、4）连接的测量实体（10），其中 -在所述传感器环（9）上布置有线圈（21、22、23）、即至少一个发送线圈（21）和至少 一个接收线圈（22、23），其中，信号能够通过磁回路在所述发送线圈（21）和所述接收。

5、线圈 （22、23）之间传输，并且通过所述测量实体（10）给出在所述磁回路中的可变磁阻，其特征在 于， -所述发送线圈（21）围住所述旋转轴线（R）并且布置在形成所述磁回路的一部分的、 具有呈U形横截面的、呈环形的、与所述旋转轴线（R）同中心的、与所述轴承环（4、5）之一连 接的罐形磁芯（11）中， -所述测量实体（10）构造为如下的环，所述环形成呈U形的罐形磁芯（11）的腿部（12、 14）之间的磁性传导的连接， -接收线圈（22、23）部分地布置在所述罐形磁芯（11）之内并且部分地布置在所述罐形 磁芯（11）之外。 2.根据权利要求1所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，至少一个线圈（21。

6、、22、23）构 造为印刷电路。 3.根据权利要求2所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，设置有不同的接收线圈（22、 23）、即各通过多个线匝（28、29）形成的正弦线圈（22）和余弦线圈（23），其中，所述正弦线 圈（22）的线匝（28）和所述余弦线圈（29）的线匝（29）交替地布置在构造为多层印刷电路 板（24）的印刷电路的相叠的层（27）上。 4.根据权利要求3所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，在每个层（27）上布置有正弦 线圈（22）的两个各由多个彼此嵌套的线匝（28）构建的线匝装置或者说余弦线圈（23）的两 个各由多个彼此嵌套的线匝（29）构建的线匝装置。 5.根据权利要求2所。

7、述的滚动轴承装置（1），其特征在于，设置有不同的接收线圈（22、 23）、即各通过多个线匝（28、29）形成的正弦线圈（22）和余弦线圈（23），其中，所述正弦线 圈（22）的线匝（28）以及所述余弦线圈（29）的线匝（29）布置在构造为多层印刷电路板（24） 的印刷电路的共同的层（27）上。 6.根据权利要求5所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，在一个层（27）上布置有正弦 线圈（22）的两副线匝（28）以及余弦线圈（23）的两副线匝（29）。 7.根据权利要求1所述的滚动轴承装置（1），其特征在于联接到所述线圈（21、22、23） 上的操控和分析单元（31），所述操控和分析单元布置在所述。

8、角度传感器（3）之外。 8.根据权利要求1所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述滚动轴承（2）构造为径 向轴承，其中，所述传感器环（9）与作为第一轴承环的所述外环（5）连接并且以相对所述旋 转轴线（R）偏心的环的形式的所述测量实体（10）与作为第二轴承环的所述内环（4）连接。 9.根据权利要求1所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述滚动轴承（2）构造为径 权 利 要 求 书CN 102859218 A 2/3页 3 向轴承，其中，所述传感器环（9）与作为第一轴承环的所述外环（5）连接并且以相对所述旋 转轴线（R）同中心的、不具有平行的盖面的环的形式的所述测量实体（10）与作为第二轴承 。

9、环的所述内环（4）连接。 10.根据权利要求8所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述传感器环（9）不仅在其 径向在内的侧上而且在其径向在外的侧上具有偏心的轮廓。 11.根据权利要求8至10之一所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述罐形磁芯 （11）在其径向在外的U形腿部（12）上多次中断。 12.根据权利要求8至11之一所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述罐形磁芯 （11）由保持元件（17）径向围绕，所述保持元件附着在所述外环（5）上。 13.根据权利要求12所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述保持元件（17）构造为 合成材料注塑部件。 14.根据权利要求12或13所述的滚。

10、动轴承装置（1），其特征在于，所述保持元件（17） 径向上由金属制成的支撑环（19）围绕，所述支撑环接触所述外环（5）的端侧。 15.根据权利要求14所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述支撑环（19）在轴向方 向上超出所述罐形磁芯（11），其中，所述支撑环（19）在其超出所述罐形磁芯（11）的区域中 具有从其周边径向向内弯折的附着接片（32），用来保持联接到所述传感器环（9）上的线缆 （30）。 16.根据权利要求14所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述支撑环（19）在轴向方 向上超出所述罐形磁芯（11），其中，所述支撑环（19）在其周边上具有留空部（33），通过所 述留空部，与所。

11、述罐形磁芯（11）一体式构造的、呈条形的线缆保持器（34）径向向外伸出。 17.根据权利要求8或9所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，所述罐形磁芯（11）的 径向在外的U形腿部（12）径向上布置在所述内环（4）之外并且所述罐形磁芯（11）的径向 在内的U形腿部（14）径向上布置在所述滚动体（6）的通过所述内环（4）形成的滚道（15） 之内。 18.根据权利要求8或9所述的滚动轴承装置（1），其特征在于，在所述罐形磁芯（11） 的径向在内的U形腿部（14）与所述内环（14）的端侧之间形成密封间隙（16）。 19.根据权利要求1所述的滚动轴承装置（1），其特征在于由非磁性的材料制成的布置 在呈U。

12、形的所述罐形磁芯（11）的腿部（12、14）之间的间隔片（38）。 20.根据权利要求19所述的滚动轴承装置（1），其特征在于径向布置在所述罐形磁芯 （11）之外的、将在外的U形腿部（12）相对所述间隔片（38）按压的弹性元件（39）。 21.带有角度传感器（3）的传感器装置，包括围住旋转轴线（R）的传感器环（9）和能相 对于所述传感器环旋转的测量实体（10），其中 -在所述传感器环（9）上布置有线圈（21、22、23）、即至少一个发送线圈（21）和至少一 个接收线圈（22、23），其中，信号能够通过磁回路在发送线圈（21）和接收线圈（22、23）之间 传输，并且通过所述测量实体（10）给出在。

13、所述磁回路中的可变磁阻， -所述发送线圈（21）布置在形成所述磁回路的一部分的、具有呈U形的横截面的、呈环 形的、与所述旋转轴线（R）同中心的罐形磁芯（11）中， -所述测量实体（10）构造为环，所述环将所述磁回路在呈U形的所述罐形磁芯（11）的 腿部（12、14）之间闭合， 权 利 要 求 书CN 102859218 A 3/3页 4 -接收线圈（22、23）部分地布置在所述罐形磁芯（11）之内并且部分地布置在所述罐形 磁芯（11）之外。 22.用于装配带有角度传感器（3）的滚动轴承装置（1）的方法，具有如下步骤： -提供构造为径向轴承的滚动轴承（2），所述滚动轴承带有两个轴承环（4、5）、。

14、即内环 （4）和外环（5），其中，在每个轴承环（4、5）中构造有与滚动体滚道（15）相邻的、环绕的槽 （18）， -将相对所述滚动轴承（2）的旋转轴线偏心的、作为测量实体（10）起作用的环卡入所 述内环（4）的环绕的槽（18）中， -将构造为合成材料注塑部件的保持元件（17）插入到由金属制成的支撑环（19）中，所 述支撑环的外直径最高相应于所述滚动轴承（2）的所述外环（5）的外直径， -将所述保持元件（17）卡入所述外环（5）的环绕的槽（18）中，其中，所述支撑环（19） 止挡在所述外环（5）的端侧上， -在构造为印刷电路的、设置用于根据可变磁阻原理执行角度测量的传感器环（9）上 布置有线圈（。

15、21、22、23）、即至少一个发送线圈（21）和至少一个接收线圈（22、23），将所述 传感器环以如下方式插接到所述保持元件（17）上，即，所述传感器环（9）部分地处在径向 上于内部紧邻所述支撑环（19）的、呈环形的、与所述保持元件（17）相邻的间隙（20）中并且 部分地径向上处在所述保持元件（17）之内，其中，在所述保持元件（17）的内周边与所述传 感器环（9）的径向上布置在所述保持元件（17）之内的部分之间留有描述了环形空间的区 段的狭缝（26）， -将呈环形的、在横截面上呈U形的、朝着所述滚动轴承（2）的端侧去地敞开的、由铁磁 性材料制成的、同样如偏心的环（10）那样形成磁回路组件的罐形。

16、磁芯（11）在轴向方向上 推移到由保持元件（17）、支撑环（19）和传感器环（9）构成的装置上，并且与之卡锁在一起， 其中，所述罐形磁芯（11）的径向在外布置的U形腿部（12）在所述保持元件（17）的内周边 上贴靠地嵌入与所述保持元件邻接的所述狭缝（26）中，而所述罐形磁芯（11）的在内的U形 腿部（14）完全地径向布置在所述传感器环（9）之内。 权 利 要 求 书CN 102859218 A 1/7页 5 带有角度传感器的滚动轴承装置 技术领域 0001 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的带有角度传感器的滚动轴承装置以及 用于装配这种带有角度传感器的滚动轴承装置的方法。 背景技术 0002。

17、 包括滚动轴承以及称作转换器的构造为绝对值发生器的角度传感器的类属的装 置例如由US 2006/0087315 A1中公开。该角度传感器具有与滚动轴承的外环连接的定子， 以及与定子共同作用的转子，该转子构造为偏心环并且通过滚动轴承的内环形成。 0003 其它的配备有设置用于检测旋转参数的传感器的滚动轴承由EP 1 518 126 B1中 公开。在此情况下，传感器的微发送和微接收线圈布置在承载体上，即布置在印刷电路的衬 底上。另外，在承载体上布置有处理电路，该处理电路包含振荡器以及相位解调器。 0004 由US 7,135,860 B2公开了根据可变磁阻原理工作的转换器，其具有带有多个探 测区域。

18、的转子，这尤其是应用于可靠的零点识别。 发明内容 0005 本发明所基于的任务是说明尤其适于较小的滚动轴承类型、例如具有小于40mm 外直径的深沟球轴承的由角度传感器和轴承结构组成的装置，该装置的特色不仅在于小的 位置需要而且在于特别简单的装配可能性。此外，本发明的任务是提供制造技术上有利的 角度传感器，该角度传感器也可以在不与滚动轴承组装在一起的情况下使用。 0006 该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的包括根据可变磁阻原理工作的 角度传感器和滚动轴承的装置、通过具有权利要求21的特征的传感器装置以及通过具有 权利要求22的特征的用于装配具有构造用于绝对值测量的角度传感器的滚动轴承装置。

19、的 方法来解决。以下本发明的结合这些设备提及的设计方案和优点有意义地也适用于装配方 法并且反之亦然。 0007 带有角度传感器的滚动轴承装置包括： 0008 滚动轴承，具有两个相对该滚动轴承的旋转轴线同中心的、各单件式或多件式的 轴承环、即内环和外环，其中，在轴承环之间布置有至少一列滚动体、例如球、滚针、柱体滚 子、锥形滚子、球形滚子或桶形滚子， 0009 与滚动轴承联接的、设置用于探测第一轴承环相对于第二轴承环的角度位置的、 即适于绝对角度测量的角度传感器，该角度传感器具有： 0010 抗相对转动地与轴承环或周围构件尤其是壳体连接的传感器环和抗相对转动地 与第二轴承环连接的测量实体，其中， 。

20、0011 在传感器环上布置有线圈、即至少一个，优选恰好一个，发送线圈和至少一个接 收线圈，其中，信号可以通过磁回路在发送线圈和接收线圈之间传输并且通过测量实体给 出在磁回路中的可变磁阻， 0012 发送线圈具有与滚动轴承的旋转轴线相同的对称轴线、即中间轴线，并且布置在 说 明 书CN 102859218 A 2/7页 6 形成磁回路的一部分的、具有呈U形的横截面的、呈环形的、与旋转轴线同中心的、与轴承 环之一连接的罐形磁芯中， 0013 测量实体构造为布置在呈U形的罐形磁芯的腿部之间或之前的、即与呈U形的罐 形磁芯的基底对置的环， 0014 至少一个接收线圈部分地布置在罐形磁芯之内和部分地布置。

21、在罐形磁芯之外。 0015 用于将磁回路闭合的测量实体优选布置在旋转的环上，在伴随旋转的轴的轴承装 置的情况下也就是布置在内环上。在静止的内环和旋转的外环的情况下，测量实体与之相 应地与外环连接。 0016 传感器环的至少一个线圈、优选每个线圈以特别制造上友好的方式构造为印制电 路。在优选的设计方案中，在此情况下设置有不同的接收线圈、即各通过多个线匝形成的正 弦线圈和余弦线圈，其中，正弦线圈和余弦线圈的线匝交替地布置在构造为多层印刷电路 板的印制电路的相叠的层上。在此，优选在每个层上布置有正弦线圈的两副线匝或者说余 弦线圈的两副线匝。由此可以实现良好的误差补偿，利用该误差补偿来均衡尤其几何形状。

22、 上的不精确性并且均衡磁场中的与之相干的不均匀性。由不同的正弦线圈或者说余弦线圈 提供的信号通过串联电路彼此消减（subtrahieren）并且在传感器之外被进一步处理。根 据备选的特别节约位置的实施形式，正弦线圈和余弦线圈布置在同一层上。 0017 信号、例如4kHz信号到构建为多层电路板的线圈中的馈入优选从内向外地进行。 因此，将在初级线圈与次级线圈之间的电容耦合最小化，由此可以节省在电路板上的屏蔽 层。 0018 根据优选的实施形式，滚动轴承构造为径向轴承例如深沟球轴承，其中，传感器环 与作为第一轴承环的外环连接，并且以相对轴承轴线偏心的环、优选双偏心的环形式的测 量实体与作为第二轴承环。

23、的内环连接。不同于作为测量实体起作用的环的偏心的或双偏心 的设计也可以实现如下的实施形式，其中，该环关于旋转轴线居中地布置并且在轴向观察 方向上仅仅具有呈圆形的轮廓，但具有沿着周边变化的厚度。在这两个实施形式中均给出 在测量实体与罐形磁芯之间的依赖于角度的空气间隙。 0019 为了以简单且稳定的方式将金属罐形磁芯与角度传感器的相对于外环刚性的保 持结构以及与线圈连接，罐形磁芯在其径向在外的U形腿部上多次中断。保持结构优选包 括构造为合成材料注塑部件的保持元件，该保持元件直接附着在外环上并且径向上由金属 制成的支撑环围绕，该支撑环接触外环的端侧。一方面由金属和另一方面由合成材料形成 的部件、如罐。

24、形磁芯和保持元件可以合理地以双组分注塑方法来制造。 0020 支撑环在优选设计方案中在轴向方向上超出罐形磁芯，其中，根据第一变形方案 的支撑环在其超出罐形磁芯的区域中具有从其周边径向向内弯折的附着接片，用来保持联 接到传感器环上的线缆。根据备选的变形方案，支撑环在其周边上具有仅仅一个留空部，该 留空部设置用于线缆的贯穿引导。该线缆在该区域中优选构造为柔性印刷电路板并且附着 在呈条形的保持件上，该保持件与罐形磁芯一体式构造并且过渡到罐形磁芯的相对角度传 感器的旋转轴线以及整个滚动轴承装置垂直的U形基底中。 0021 在罐形磁芯中可选地设置有铁粉芯。该铁粉芯将良好的磁性特性以有利的方式与 低的电传。

25、导性和小的涡流调和。以类似的方式，测量实体也可以通过具有铁粉的构件形成。 0022 在优选的实施形式中给出了特别良好的空间利用，其中罐形磁芯的径向在外的U 说 明 书CN 102859218 A 3/7页 7 形腿部径向上布置在内环之外并且罐形磁芯的径向在内的U形腿部径向上布置在滚动体 的通过内环形成的滚道之内。在此情况下，通过在外的U形腿部所描述的相对旋转轴线对 称的圆的半径优选小于外环的内半径。 0023 简而言之，根据本发明的滚动轴承装置具有如下特征： 0024 滚动轴承，根据可变磁阻原理工作的构造为绝对值发生器的角度传感器与该滚 动轴承连接，该角度传感器具有： 0025 抗相对转动地与。

26、滚动轴承的轴承环之一连接的传感器环和抗相对转动地与第二 轴承环连接的构造为环的测量实体，其中， 0026 在传感器环上布置有线圈、即至少一个发送线圈和至少一个接收线圈，并且 0027 发送线圈具有与旋转轴线相同的对称轴线并且布置在具有呈U形的横截面的、 呈环形的、与滚动轴承的旋转轴线同中心的金属罐形磁芯中，并且 0028 接收线圈部分地布置在罐形磁芯之内并且部分地布置在罐形磁芯之外。 0029 本发明的优点尤其在于，利用其中存在没有铁心的唯一的发送线圈的呈U形的罐 形磁芯来提供非常节约空间的、此外可用于电动马达换向的转换器，该转换器适于小型滚 动轴承类型，例如具有15mm内直径和35mm外直径。

27、的深沟球轴承，温度直至超过150C以 及强的冲击负荷和振动负荷。 0030 配备有角度传感器的滚动轴承装置的装配根据本发明以如下步骤来进行： 0031 提供构造为径向轴承、例如深沟球轴承或角接触球轴承或圆锥滚子轴承的滚动 轴承，该滚动轴承带有两个轴承环、即内环和外环，其中，在每个轴承环中构造有至少一个 与滚动体滚道相邻的、原理上适于容纳密封环的环绕的槽， 0032 将相对滚动轴承的旋转轴线偏心的、作为测量实体起作用的金属环卡入内环的 环绕的槽中， 0033 将构造为合成材料注塑部件的保持元件插入到由金属制成的支撑环中，该支撑 环的外直径最高相应于滚动轴承的外环的外直径，其中，在支撑环的内直径与。

28、保持元件的 区段之间留有呈环形的间隙， 0034 将保持元件卡入外环的环绕的槽中，其中，支撑环止挡在外环的端侧上， 0035 在构造为印刷电路的、设置用于根据可变磁阻原理执行角度测量的传感器环上 布置有线圈、即至少一个发送线圈和至少一个接收线圈，将该传感器环以如下方式插接到 保持元件上，即，该传感器环部分地在保持元件与支撑环之间的呈环形的间隙中并且部分 地径向上在保持元件之内，其中，在保持元件的内周边与传感器环的径向上布置在保持元 件之内的部分之间留有狭缝，该狭缝描述了环形空间的区段， 0036 将呈环形的、在横截面上呈U形的、朝着滚动轴承的端侧去地敞开的、由金属制 成的、同样如偏心的环那样形。

29、成磁回路的组件的罐形磁芯在轴向方向上推移到由保持元 件、支撑环和传感器环构成的装置上，并且与之卡锁在一起，其中，罐形磁芯的径向在外布 置的U形腿部在保持元件的内周边上贴靠地嵌入与该保持元件邻接的环形空间中，而罐形 磁芯的在内的U形腿部完全地径向布置在传感器环之内。 0037 罐形磁芯的在内的形腿部具有略大于内环的内直径的内直径。可选地，将在内 的支撑套止挡到内环的端侧上地在罐形磁芯的径向在内布置的形腿部的区域中推移到 由滚动轴承的内环围绕的轴上。 说 明 书CN 102859218 A 4/7页 8 0038 解决本发明所基于的任务的传感器装置具有围住旋转轴线的传感器环和可相对 于该传感器环旋。

30、转的测量实体，其中 0039 -在传感器环上布置有线圈、即至少一个发送线圈和至少一个接收线圈，其中，信 号可以通过磁回路在发送线圈和接收线圈之间传输，并且通过测量实体给出在磁回路中的 可变磁阻， 0040 -发送线圈布置在形成磁回路的一部分的、具有呈U形的横截面的、呈环形的、与 旋转轴线同中心的罐形磁芯中， 0041 -测量实体构造为环，该环将磁回路在呈U形的罐形磁芯的腿部之间闭合， 0042 -接收线圈部分地布置在罐形磁芯之内并且部分地布置在罐形磁芯之外。 附图说明 0043 以下参照附图更为详细地阐述了本发明的实施例。其中： 0044 图1以立体图示出了带有角度传感器的滚动轴承装置的第一实。

31、施例； 0045 图2以俯视图示出了根据图1的装置； 0046 图3以剖视图示出了根据图1的装置； 0047 图4示出了根据图1的装置的角度传感器的传感器环的线圈； 0048 图5以立体剖面图示出了带有角度传感器的滚动轴承装置的第二实施例； 0049 图6以俯视图截段地示出了根据图5的装置； 0050 图7、8示出了根据图5的装置的角度传感器的传感器环的线圈的不同的变形方 案。 具体实施方式 0051 尤其是用于设计角度传感器的下面的实施只要未言明不同则始终涉及所有实施 例。对于同类或作用相同的部分使用同一附图标记。 0052 在图1至3中所示的总体上用附图标记1表示的滚动轴承装置由滚动轴承2。

32、（即 深沟球轴承）和角度传感器3一起组成。作为滚动轴承2的组件在图3中可看到内环4、外 环5、滚动体6即球、引导这些滚动体的保持架7以及在滚动体2的第一端侧上的密封片8。 0053 与滚动轴承2联接的角度传感器3具有抗相对转动地与外环5连接的传感器环9， 以及具有测量实体10，其构造为相对于滚动轴承2的旋转轴线R偏心的金属环并且抗相对 转动地与内环4连接。 0054 在传感器环9的结构方面参照图3和图4。作为金属组件，传感器环9具有呈环形 的与滚动轴承2的旋转轴线R同中心的在横截面上呈U形的罐形磁芯11。罐形磁芯11的 U型材朝着滚动轴承2的背离密封片8的端侧去地敞开，其中，在外的U形腿部12。

33、在所设 想的如下柱体的表面上，该柱体的对称轴线与旋转轴线R相同并且该柱体的半径大于内环 4的外半径，但小于外环5的内半径。在关于旋转轴线R的径向方向上分布的U形基底13 邻接在外的U形腿部12；在内的U形腿部14又邻接该U形基底，该在内的U形腿部在所设 想的与旋转轴线R同中心的如下柱体的表面上，该柱体的半径大于内环4的内半径，但小于 内环4的外半径。滚动体6在内环4上的滚道15的最小半径即滚道15距旋转轴线R的最 小间距大于通过在内的U形腿部14描述的柱体的半径。在内的U形腿部14的面朝滚动轴 说 明 书CN 102859218 A 5/7页 9 承2的端侧的端部与内环4之间形成有密封间隙16。

34、。 0055 为了保持罐形磁芯11以及传感器环9的其他以下详细描述的组件，在外环5上设 置有由合成材料制成的保持元件17，该保持元件附着在外环5中的环绕的槽18中。径向上 在具有仅比外环5的外直径略小的外直径的保持元件17之外有由片材制成的支撑环19，该 支撑环止挡在外环5的端侧上并且用作装配辅助器件以及是角度传感器3的机械上的保护 部。在支撑环19的在内的柱面与保持元件17之间形成有环形空间20，即呈环形的间隙， 其在装配完成的滚动轴承装置1（图1-3）中用传感器环9的以下更为详细地描述的组件填 充。 0056 传感器环9具有发送线圈21，该发送线圈与旋转轴线R同中心地、即基本上在与滚 动轴。

35、承2的端侧平行的平面中完全地布置在罐形磁芯11的U型材内部。发送线圈21的平 均直径大致如在内环4上的滚道15的直径那样大。在该实施例中，发送线圈21实施为12 层的多层印刷电路板。利用按变压器方式的耦合，不同的接收线圈22、23与加载以频率例 如4000Hz的信号的发送线圈21共同作用。接收线圈22、23中的每个部分地布置在罐形磁 芯11的U型材内部以及部分地布置在U型材之外。其上布置有类似发送线圈21地实施为 印刷电路的接收线圈22、23的相应印刷电路板24具有多个段状的、描述环形空间区段的开 口25。一方面，保持元件17的区段伸入这些开口25中；另一方面在插接到保持元件17上 的印刷电路。

36、板24中径向上于内部紧邻保持元件17地还保留狭缝26，在装配完成的状态中 罐形磁芯11的在外的U形腿部12的区段插接通过这些狭缝。在外的U形腿部12的这些 区段在关于旋转轴线R的轴向方向上比在内的U形腿部14朝着滚动体6去伸得更远，甚至 超过滚动轴承2的面朝角度传感器3的端侧。 0057 径向上于在外的U形腿部12的面朝滚动轴承2的端部之内有测量实体10，其中， 在用于角度测量的磁回路的提到的组件12、10之间形成可变的依赖于角度的间隙。为了测 量依赖于间隙宽度的磁阻，不同的正弦线圈22以及在图4中仅表明的余弦线圈23设置为 接收线圈22、23。在此，在印刷电路板24的单个层27上、即在单个衬。

37、层上有要么正弦线圈 22的两副线匝28要么余弦线圈23的两副线匝29，其中，正弦线圈22的线匝28相对余弦 线圈23的线匝29转动90。正弦线圈22的线匝28和余弦线圈23的线匝29交替地布置 在不同的层27上，即在具有正弦线圈22的线匝28的一层27上放置具有余弦线圈23的线 匝29的另一层27，在其上又放置一属于正弦线圈22的层27并且依此类推。总之，印刷电 路板24由正弦线圈22以及余弦线圈23的各11个层27组成。 0058 由角度传感器3提供的电信号通过联接到线圈21、22、23上的线缆30被传输至与 角度传感器3在空间上分开的操控和分析单元31。通过在角度传感器3与每个电子组件之 。

38、间的空间上的分开，滚动轴承装置1包括角度传感器3在内特别适于例如直至155C的高 运行温度。线缆30保持在附着接片31上，该附着接片从支撑环19的在轴向方向上超出罐 形磁芯11的区域向内弯折。 0059 根据图5的实施形式在包括角度传感器3在内的滚动轴承装置1的原理上的功能 方面与根据图1至4的实施例相一致。尤其在角度传感器3到滚动轴承2上的机械上的连 接、线缆30的联接以及测量实体10的形式方面给出在这两个实施形式之间的不同： 0060 由合成材料制造的附着在滚动轴承2的外环5上的、用于保持传感器环9的保持 元件17在根据图5的实施例中与根据图1至4的实施例相比在轴向方向上关于旋转轴线R 说。

39、 明 书CN 102859218 A 6/7页 10 较少地伸展并且界限到印刷电路板24的端侧上。同样，支撑环19在根据图5的实施例中 具有较小的轴向伸展，由此总体上节约空间地构建滚动轴承装置1。这使得通过电的和机械 上的联接构件的极其窄地构建的结构成为可能： 0061 罐形磁芯11的U形基底13与通过支撑环19的留空部33伸出的、径向向外指向 的、呈条形的线缆保持器34一体式地连接。在由片材制成的线缆保持器34上附着有线缆 30，该线缆在此情况下构造为柔性印刷电路板。在呈U形的罐形磁芯11之内，一体式过渡 到扁平的线缆30中的电路板通过附加的更牢固的附层来增强。金属的线缆保持器34满足 三种。

40、功能，即牵拉卸载、传感器环9的角度调节以及对周围构件的电势平衡。如果这涉及传 感器环9的角度位置，则对于角度传感器3的功能而言在罐形磁芯11与周围构件尤其是电 动马达的马达壳体之间的角度关系是决定性的。 0062 除了在外环5上的在外的支撑环19之外，在根据图5的实施例中设置有在内的保 持在内环4上的支撑环35，其中，两个支撑环19、35具有相同的轴向伸展并且略微伸出超过 罐形磁芯11的U形基底13。在内的支撑环35同样如在外的支撑环19那样使得轴向力通 过滚动轴承装置1传递并且是角度传感器3的机械上的保护部并且此外引起滚动轴承装置 1的更好的密封成为可能。 0063 用作测量实体10的环的几。

41、何形状也有助于优化的密封，该环在图5中在横截面中 可看到。在图6中以俯视图示出了该环、即角度传感器3的测量实体10。在此情况下可良 好地看到测量实体10的双偏心形式：不仅测量实体10的内轮廓36而且外轮廓37偏心地 构造。 0064 根据图5的滚动轴承装置1的装配例如伴随着将罐形磁芯11压入呈环形的印刷 电路板24中而开始。接着，将非磁性的间隔片38置入罐形磁芯11中，该间隔片的任务是 引起在U形腿部12、14之间精确地保持的间距。为了相同目的，在装配好的滚动轴承装置 1中如在图5中所示那样，径向上在罐形磁芯11之外在保持元件17与在外的支撑环19之 间设置有弹性元件39，该弹性元件将在外的U。

42、形腿部12相对与U形基底13平行的间隔片 38按压。 0065 在图7和8中示出了传感器环9的各一个层27的不同的变形方案，它们不仅适于 根据图1至4的实施形式而且也适于根据图5和6的实施形式。在根据图7的例子中同样 如根据图4的例子那样在层27上仅仅布置有要么两个正弦线圈22要么两个余弦线圈23， 而根据图8的层27具有四个线圈即两个正弦线圈22和两个余弦线圈23，其中，接收线圈 22、23中的每个近似延伸经过90。根据图8的印刷电路板24的所有层27全等地、即没 有相对彼此转动地布置。通过在唯一层27上既布置正弦线圈和负正弦线圈22又布置余弦 线圈和负余弦线圈23，在相同数目的线匝28、2。

43、9的情况下层27的数目为根据7的变形方案 中的一半。不同于根据图7的变形方案，根据图8，每个线匝28、29并不围住印刷电路板24 的四个呈狭缝形的开口25中的两个而是仅围住印刷电路板24的四个呈狭缝形的开口25 之一。利用所有实施形式可以实现量级为1的角度分辨率。 0066 附图标记列表 0067 1滚动轴承装置 0068 2滚动轴承 0069 3角度传感器 说 明 书CN 102859218 A 10 7/7页 11 0070 4内环 0071 5外环 0072 6滚动体 0073 7保持架 0074 8密封片 0075 9传感器环 0076 10测量实体 0077 11罐形磁芯 0078 。

44、12在外的U形腿部 0079 13U形基底 0080 14在内的U形腿部 0081 15滚道 0082 16密封间隙 0083 17保持元件 0084 18环绕的槽 0085 19支撑环 0086 20环形空间 0087 21发送线圈 0088 22接收线圈 0089 23接收线圈 0090 24印刷电路板 0091 25开口 0092 26狭缝 0093 27层 0094 28线匝 0095 29线匝 0096 30线缆 0097 31操控和分析单元 0098 32附着接片 0099 33留空部 0100 34线缆保持器 0101 35支撑环 0102 36内轮廓 0103 37外轮廓 0104 38间隔片 0105 39弹性元件 0106 R旋转轴线 说 明 书CN 102859218 A 11 1/5页 12 说 明 书 附 图CN 102859218 A 12 2/5页 13 图4 说 明 书 附 图CN 102859218 A 13 3/5页 14 图5 说 明 书 附 图CN 102859218 A 14 4/5页 15 图6 说 明 书 附 图CN 102859218 A 15 5/5页 16 图7 图8 说 明 书 附 图CN 102859218 A 16 。