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Dokumentenidentifikation DE69005584T2 19.05.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0424185
Titel Wälzlager mit Vorrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit.
Anmelder S.N.R. Roulements, Annecy, FR
Erfinder Hilby, James A., Watertown, CT 06795, US;
Hajzler, Christian, F-74000 Annecy, FR;
Alff, Denis, F-74000 Annecy, FR
Vertreter Haft, U., Dipl.-Phys., 80469 München; Berngruber, O., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 83457 Bayerisch Gmain; Czybulka, U., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 80469 München
DE-Aktenzeichen 69005584
Vertragsstaaten DE, ES, GB, IT, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 22.06.1990
EP-Aktenzeichen 904017704
EP-Offenlegungsdatum 24.04.1991
EP date of grant 29.12.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1994
IPC-Hauptklasse G01P 3/44

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung einer sich drehenden Welle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Die Erfindung betrifft Wälzlager, in denen der Fühler feststeht und in denen der Kodierer auf einem sich drehenden Ring angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für die Walzlager von Fahrzeugrädern.

In dem Maße, in dem die Konkurrenz in der Automobilindustrie zunimmt, tritt die Verringerung des Treibstoffverbrauchs und die Verringerung der Herstellungskosten in den Vordergrund. Radlager werden daher verbessert, um die Kosten, die Abmessungen und das Gewicht zu verringern und um die Wirkung zu erhöhen. Der Fortschritt der Aufhängungen und der Antiblockiersysteme erfordert eine ständige Verbesserung der Radlager.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Fühler und ein Kodierer in das Wälzlager von Kraftfahrzeugrädern eingebaut sind. Ein Beispiel für diesen Stand der Technik gibt das US-Patent A-4 795 278. Aus dem Stand der Technik ist auch der Einbau von Fühlern in die Wälzlagerdichtungen bekannt. Ein Beispiel einer derartigen Anwendung ist im US-Patent A-3 772 549 beschrieben.

Das US-Patent A-4 667 156 beschreibt einen gezahnten Kodierer und verschiedene Arten der Anordnung des Kodierers auf einem Wälzlagerring.

Die Veröffentlichung EP-A-0 395 892 beschreibt ein Wälzlager, dessen Ringe einen Impulsdetektor und ein Kodierteil tragen, die jeweils radialen Flanschen an den Wälzlagerringen zugeordnet sind. Diese Art von Wälzlager erfordert einen Zwischenring für die Justierung der korrekten Position des Fühlers bezüglich des Kodierteils.

Die Veröffentlichung US-A-4 783 180 beschreibt ein Walzlager mit einer Detektorvorrichtung, dessen Kodierteil aus einem ringförmigen Bauteil besteht, welches auf dem Innenring des Wälzlagers angeordnet ist, um so die Abdichtung des Lagers zu verbessern.

Der dem Stand der Technik anhaftende Hauptnachteil besteht darin, daß die Zuordnung eines Fühlers und eines Kodierers auf Kosten anderer Bauteile geht. So erfordern z. B. einige Ausführungsbeispiele eine radiale Verlängerung des Lagers, verglichen mit einem Lager ohne Geschwindigkeitsfühler

Andere Ausgestaltungen des Wälzlagers mit Fühler und Kodierer erfordern relativ komplizierte Zusammenbauverfahren, die dazu führen, daß die Kosten derartiger Wälzlager steigen. Gewisse Montageverfahren erfordern eine exakte Justierung der Stellung des Fühlers bezüglich des Kodierers, um so ein geeignetes Geschwindigkeitssignal abgeben zu können.

Das erfindungsgemäße Wälzlager weist einen feststehenden Ring und einen sich drehenden Ring auf, die mit einem nach außen gerichteten radialen Flansch versehen sind, einen sich drehenden Ring, der mit einem nach außen gerichteten radialen Flansch versehen ist, einen Fühler, der am feststehenden Ring angeordnet ist und einen Kodierer, der am sich drehenden Ring angeordnet ist. Der axiale Raum zwischen den beiden Flanschen wird so wirksam wie möglich ausgenutzt.

Dieser Vorschlag findet seine Lösung im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.

Die Erfindung wird besser verstanden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Wälzlagers mit einem Fühler auf einer Klemmschelle, die am Flansch des Außenringes befestigt sind, und mit einem radial bezüglich des Fühlers verschobenen Kodierer an einer zweiten Klemmschelle, die am Flansch des Außenringes befestigt ist;

Fig. 2 einen Schnitt einer Variante des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Wälzlagers; und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Variante des Ausführungsbeispiels zur Anordnung von Kodierer und Fühler.

Im folgenden sind gemeinsame Bauteile in den verschiedenen Figuren und Vorrichtungen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner wird unter dem Ausdruck Fühler jede Art von Meßvorrichtung verstanden, die wenigstens einen Fühler aufweist.

Im folgenden wird mit dem Ausdruck "Kodierer" ein Kodierer bezeichnet, der in den verschiedenartigsten Formen verwirklicht werden kann; sofern der Fühler eine Meßvorrichtung verwendet, die auf einen variablen magnetischen Widerstand anspricht, wird als Kodierer ein phonisches Rad verwendet. Ist der verwendete Fühler ein Hall-Effekt-Detektor, so kann der Kodierer eine ringförmige glatte Form aufweisen mit abwechselnd eingesetzten magnetischen Nord- und Südpolen.

Auch der Fühler kann verschiedene Gestalten annehmen. Der Ausdruck "Fühler" bezeichnet also nur ein geeignetes Ausführungsbeispiel eines Aufbaus durch die Beschreibung.

Das Wälzlager 212 weist insbesondere einen feststehenden Außenring 220, einen sich drehenden Innenring 230, mehrere Rollelemente 40 in einem Käfig 44 sowie Dichtungen 70 und 72 auf. Der Innenring 30 besteht aus zwei Bauteilen: einem äußeren Bauteil 32 und einem inneren Bauteil 234. Dieser Aufbau ermöglicht das Einsetzen der Kugeln 40 in das Wälzlager.

Das Wälzlager 212 nach Fig. 1 weist einen Fühler 250 auf, der auf einem ersten Haltering 280 angeordnet ist, dessen radialer Abschnitt 282 zwei konzentrische axiale Teile 284 und 286 verbindet. Das innere Teil 284 ist im Preßsitz auf die Außenfläche des Außenringes 220 aufgebracht, um so den Haltering 280 am Wälzlager 212 zu befestigen.

Das axiale äußere Teil 286 weist einen radialen Flansch 288 zur Halterung des Fühlers 250 in dessen korrekter radialer Position bezüglich des Kodierers 260 auf. Ein zweiter Haltering 90, der an einem Halteflansch 236 des Innenringes 230 angeordnet ist, weist einen radialen Abschnitt 92 und einen axialen Abschnitt 94 auf. Der Kodierer 260 wird in einer nach außen ragenden Aussparung 95 des Abschnitts 94 an Ort und Stelle gehalten, wobei ein konkaves Bauteil 96 die äußere Oberfläche der Aussparung 95 umgibt und dabei den Kodierer 260 einschließt. Der radiale Abschnitt 92 des Halteringes 90 weist mehrere Öffnungen zur Aufnahme von Bolzen 76 auf, die den Haltering 90 am Flansch 236 festhalten und zur Radbefestigung dienen. Eine Aussparung 239 im Flansch 236 ermöglicht die radiale Positionierung des Halteringes 90. Eine Abschrägung 227 der Außenfläche des Flansches 226 trägt zu einer maximalen Verringerung der Abnutzung des Ausgangskabels 256 des Fühlers 250 bei.

Das in Fig. 2 dargestellte Wälzlager 312 weist die gleichen Grundbauteile auf wie das in Fig. 1 dargestellte Wälzlager. Der Unterschied zwischen den beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen betrifft die Halteringe für den Kodierer und den Fühler. In Fig. 1 ist der Haltering 90 außen angeordnet und derart ausgerichtet, daß der Kodierer 260 radial außerhalb des Fühlers 250 angeordnet ist. In Fig. 2 trägt der zweite Haltering 390 den Kodierer 360 in Radialrichtung gesehen innen bezüglich des Fühlers 350. Fig. 2 zeigt eine analoge Art der Befestigung des Halteringes 390 am Flansch 336 unter Verwendung der Kopfabschnitte 78 der Bolzen 76 und ggf. eine Aussparung 339, um in sicherer Weise den Ring 390 in Bezug auf den Flansch 336 zu positionieren. Der erste Haltering 380 weist einen radialen Abschnitt 382 auf, der einen inneren axialen Abschnitt 386 mit einem äußeren axialen Abschnitt 384 verbindet. Der Abschnitt 384 weist einen Innenrand 387 auf, der in Richtung der Abschrägung 327 des Flansches 326 gekrümmt ist.

Aus Fig. 3 wird ersichtlich, daß das dargestellte Wälzlager 412 analog dem Wälzlager 312 von Fig. 2 ist. Der wichtigste Unterschied liegt in der Zuordnung einer Isolierdichtung 74 für den Fühler und für den Kodierer. Die Gestalt des zweiten Halteringes 490 ist verändert. Der erste Haltering 480 gewährleistet die Befestigung des Fühlers 450 und enthält einen radialen Abschnitt 482, der mit einem axialen inneren Abschnitt 486 und einem axialen äußeren Abschnitt 484 in Verbindung steht. Der zweite Haltering 490 weist einen radialen Abschnitt 492 auf, der mit einem inneren axialen Abschnitt 494 und mit einem äußeren axialen Abschnitt 496 in Verbindung steht.

Der Abschnitt 494 weist eine nach innen in Radialrichtung sich erstreckende Aussparung 495 auf zur Aufnahme des Kodierers 460 mittels einer konkaven Halterung 498 analog zur Halterung des Kodierers 360, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Der äußere axiale Abschnitt 496 ist auf seiner äußeren Umfangsfläche am Flansch 436 gekrümmt und weist einen äußeren Axialrand 497 auf mit einer Abschrägung 437 am Flansch 436. Die Dichtung 74 ist am äußeren Ende des Abschnitts 486 des ersten Halteringes 480 befestigt. Der Abschnitt 486 überlappt in Axialrichtung in ausreichender Weise den inneren axialen Abschnitt 494 des zweiten Halteringes 490, um es der Dichtung 74 zu ermöglichen, in Radialrichtung nach innen eingelegt zu werden und in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 494 zu kommen. Der zweite Haltering 490 wird durch den Abschnitt 498 gehalten. Die Kopfteile 78 der Bolzen 76 können zur Halterung des Ringes 490 oder auch als zusätzliche Befestigung verwendet werden.


Anspruch[de]

1. Wälzlager mit einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung, wobei die Innen- und Außenringe jeweils einen Radialflansch aufweisen und wobei ein Meßfühler fest mit dem ersten Ring verbunden ist und ein Kodierer fest mit dem zweiten Ring verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (250, 350, 450) am ersten Flansch (220, 320, 420) befestigt ist mittels einer Halterung (280, 380, 480), die zum Kodierer (260, 360, 460) ausgerichtet ist, der am zweiten Flansch (236, 336, 436) derart angeordnet ist, daß ein Ausgangssignal abgegeben wird, das proportional ist zur Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Ringes bezüglich des ersten Ringes und daß der Kodierer (260, 360, 460) konzentrisch zum Fühler (250, 350, 450) in einer Radialposition angeordnet ist.

2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltering (90, 390, 490) einen ersten radialen Abschnitt (92, 392, 492) und einen zweiten axialen Abschnitt (94, 394, 494) aufweist, mit einer Aussparung (95, 395, 495) zur Aufnahme des Kodierers (260, 360, 460), wobei letzere durch ein konkaves gerkrümmtes Bauteil (96, 396, 498) am Vorsprung des ersten axialen Abschnitts (94, 394, 494) des Halteringes gehalten wird.

3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (490) einen zweiten axialen Abschnitt (496) aufweist, wobei der erste radiale Abschnitt (492) und der zweite axiale Abschnitt (496) an der Außenfläche des zweiten Flansches (436) befestigt sind.







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