DE102007056539A1 - Shaft i.e. hollow shaft, rotation detecting device for roller bearing, has sensor provided in axial extension of shaft, where extension is provided with magnetic fields of magnetic codings - Google Patents

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Abstract

The device has a roller bearing (1) including an inner bearing ring (2) for accommodating a shaft i.e. hollow shaft, and a magnetic coding (7) is provided at a front surface (6) of the bearing ring. A magnetic coding (9) is provided at or close to a front surface of an outer bearing ring (3). A sensor (10) is provided in an axial extension of the shaft, where the extension is provided with magnetic fields of the magnetic codings. A gasket is connected with the bearing ring (3), where the magnetic coding (9) is arranged at the gasket and at a bearing housing. An independent claim is also included for a method for detecting rotation of a shaft supported in a bearing.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Erfassen einer Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager, gelagerten Welle, wobei das Wälzlager einen ersten, die Welle aufnehmenden Lagerring und einen zweiten Lagerring umfasst, einen Lagerring nach Anspruch 11 eines Wälzlagers und ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, nach Anspruch 12. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren nach Anspruch 13 zum Erfassen der Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager, gelagerten Welle.The The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1 for detecting a tilting of a in a warehouse, in particular in a rolling bearing, mounted shaft, bearing the rolling bearing a first, the shaft receiving bearing ring and a second Bearing ring comprises a bearing ring according to claim 11 of a rolling bearing and a bearing, in particular a rolling bearing, according to claim 12. The invention further relates to a method according to claim 13 for detecting the tilting of a in a warehouse, in particular in a rolling bearing, mounted shaft.

DE 10 2004 054 410 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen einer Verkippung einer in einem Wälzlager gelagerten Welle, wobei die Welle in einem als Innenring ausgebildeten ersten Lagerring des Wälzlagers aufgenommen ist. Das Wälzlager umfasst einen zweiten, als Außenring ausgebildeten Lagerring. Um eine Verkippung der Welle in dem Wälzlager zu erfas sen, also den Fall zu erfassen, wenn eine Achse des ersten Lagerrings mit einer Achse des zweiten Lagerrings einen von Null Grad abweichenden Winkel einschließt, ist vorgesehen, dass das Wälzlager Wälzkörper umfasst, die in zwei baulich getrennten Laufbahnen abrollen. An der Mantelfläche des zylindrischen Außenrings sind in Höhe der beiden Laufbahnen Dehnungsmessstreifen angeordnet. Tritt eine Verkippung der Welle auf, überlaufen axial benachbarte Wälzkörper der beiden Laufbahnen die mit den Dehnungsmessstreifen erfassbaren Abschnitte zu unterschiedlichen Zeiten. Aus der Zeitdifferenz lässt sich auf den Verkippungswinkel schließen. Die beschriebene Vorrichtung ist nur für Wälzlager mit zwei oder mehr Laufbahnen verwendbar; weiter ist ungünstig, dass die äußere Mantelfläche des Außenrings zugänglich sein muss, um die Dehnungsmessstreifen anzuordnen. Ein Nachrüsten einer bereits in Einbaustellung befindlichen Welle ist damit nicht ohne weiteres möglich. DE 10 2004 054 410 A1 describes a device for detecting a tilting of a shaft mounted in a rolling bearing, wherein the shaft is accommodated in a formed as an inner ring first bearing ring of the rolling bearing. The rolling bearing comprises a second, designed as an outer ring bearing ring. In order to erfas sen a tilting of the shaft in the rolling bearing, so to capture the case when an axis of the first bearing ring with an axis of the second bearing ring includes a deviating from zero degrees angle, it is provided that the rolling bearing comprises rolling elements, in two unroll structurally separate raceways. On the outer surface of the cylindrical outer ring strain gauges are arranged at the level of the two tracks. If a tilting of the shaft occurs, axially adjacent rolling elements of the two raceways overflow the sections which can be detected by the strain gauges at different times. From the time difference can be concluded on the tilt angle. The device described can only be used for rolling bearings with two or more raceways; Furthermore, it is unfavorable that the outer circumferential surface of the outer ring must be accessible in order to arrange the strain gauges. Retrofitting a shaft already in the installed position is thus not readily possible.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für ein einfach durchzuführendes Verfahren zur Erfassung der Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager, gelagerten Welle anzugeben, wobei sich die Vorrichtung für bereits in Einbaustellung befindliche Wellen und Lager bei Bedarf nachrüsten lässt.It The object of the invention is a device for a easy to perform method for detecting the tilt one in a bearing, in particular in a rolling bearing, Specify mounted shaft, wherein the device for Shafts and bearings already in the installation position if required can be retrofitted.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 mit einem Lagerring nach Anspruch 11 für ein Lager nach Anspruch 12 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.These Task is for the device mentioned in the invention with the features of claim 1 with a bearing ring according to claim 11 for a bearing according to claim 12 and by a method solved according to claim 13.

Der Sensor erfasst anhand der ersten magnetischen Codierung die Stellung des die Welle aufnehmenden ersten Lagerrings sowie anhand der zweiten magnetischen Codierung desjenigen Bestandteil des Lagers bzw. der Umgebung, in die das Lager aufgenommen ist, relativ zu dem die Verkippung zu erfassen ist. Tritt eine Verkippung des ersten Lagerrings relativ zu dem die zweite magnetische Codierung aufweisenden Bauteil auf, ändert sich das von dem Sensor erfasste Signal der ersten magnetischen Codierung bezogen auf das Signal der zweiten magnetischen Codierung der als für die Verkippung als feststehend angenommenen zweiten Lagerrings bzw. der Lagerumgebung. Aus der Differenz der Signale der ersten und der zweiten magnetischen Codierung lässt sich die Verkippung als solche sowie der Verkippungswinkel und die Lage der Achse, um die die Verkippung auftritt, ermitteln.Of the Sensor detects the position based on the first magnetic coding the shaft receiving the first bearing ring and the second Magnetic coding of that part of the camp or the Environment in which the bearing is housed, relative to the tilting is to capture. Occurs tilting of the first bearing ring relative to the second magnetic encoding having component changes the detected by the sensor signal of the first magnetic Coding related to the signal of the second magnetic coding the one assumed as fixed for tilting second bearing ring or the storage environment. From the difference of Leaves signals of the first and second magnetic coding the tilt as such and the tilt angle and the Determine the position of the axis around which the tilting occurs.

Die genannte Anordnung lässt sich auf in Einbaustellung befindliche Lager, insbesondere Wälzlager, ohne weiteres nachträglich anbringen, da eine Fläche, insbesondere eine Stirnfläche, des ersten Lagerrings einfach zugänglich ist und bezüglich der Anordnung der zweiten magnetischen Codierung ein konstruktiver Freiheitsgrad besteht. Die zweite magnetische Codierung kann entweder an den zweiten Lagerring, bevorzugt an eine Stirn- oder Mantelfläche des zweiten Lagerrings, oder an eine Dichtung des Lagers oder an eine Fläche einer Lageraufnahme, die den zweiten Lagerring derart fest aufnimmt, dass die Achse des zweiten Lagerrings bezüglich der Lageraufnahme als feststehend angesehen werden kann, angeordnet werden.The said arrangement can be located in the installed position Bearings, in particular rolling bearings, readily retrofitted attach, since a surface, in particular an end face, the first bearing ring is easily accessible and with respect to the Arrangement of the second magnetic encoding a constructive degree of freedom consists. The second magnetic coding can either be to the second Bearing ring, preferably on a front or lateral surface of the second bearing ring, or to a seal of the bearing or to a Surface of a bearing receiver, the second bearing ring such firmly assumes that the axis of the second bearing ring with respect to the bearing receptacle can be regarded as fixed, arranged become.

Der Sensor kann in einem starren Deckelelement aufgenommen sein, das das Wälzlager nach Art einer Dichtung und ggf. anstelle einer Dichtung in axialer Richtung abschließt.Of the Sensor can be accommodated in a rigid cover element, the the rolling bearing in the manner of a seal and possibly instead a seal in the axial direction closes.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sensor eine Spule umfasst, wobei die Spule das Magnetfeld sowohl der ersten als auch der zweiten magnetischen Codierung erfasst, und zwar nach Betrag und/oder Richtung. Tritt eine Verkippung ein, ändert sich nicht nur der Betrag des Magnetfeldes der ersten magnetischen Codierung, sondern es kann sich ebenfalls die Richtung des Magnetfeldes der ersten magnetischen Codierung ändern, was einen Schluss auf die Lage der Achse erlaubt, um die die Verkippung auftritt.Preferably it is provided that the sensor comprises a coil, wherein the coil the magnetic field of both the first and the second magnetic Coding, by amount and / or direction. Kick one Tilting, not only the amount of magnetic field changes the first magnetic coding, but it may as well change the direction of the magnetic field of the first magnetic coding, which allows a conclusion on the position of the axis to the the tilting occurs.

Umfasst der Sensor eine Spule, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass mindestens eine der beiden magnetischen Codierungen einen Schwingkreis umfasst, und dass die Spule den Schwingkreis mit Energie versorgt. Der Schwingkreis ist dabei ein im wesentlichen flächiges Element, das in der Fläche der Stirnseite des ersten Lagerrings angeordnet ist, und dessen elektromagnetische Strahlung die Spule insbesondere dann erfasst, wenn die Fläche des Schwingkreises parallel zu der linienhaft gedachten Spule liegt; tritt eine Verkippung ein, bildet sich ein Winkel zwischen der Fläche des Schwingkreises und der Linie der Spule, und das erfasste Signal mindestens des den Schwingkreis aufweisenden Lagerrings wird sehr gering. Hierbei ergibt sich eine sehr feine Erfassung von bereits geringen Verkippungswinkeln. Als vorteilhaft erweist sich weiter, dass die Spule den Schwingkreis mit Energie versorgt, so dass der Schwingkreis ohne eigene Energieversorgung und damit Platz sparend in die Stirnfläche des ersten und/oder zweiten Lagerrings integriert werden kann.If the sensor comprises a coil, it is particularly preferably provided that at least one of the two magnetic codings comprises a resonant circuit, and that the coil forms the coil Energy supplied to the resonant circuit. The resonant circuit is a substantially planar element, which is arranged in the surface of the end face of the first bearing ring, and whose electromagnetic radiation detects the coil in particular when the surface of the resonant circuit is parallel to the line imaginary coil; If tilting occurs, an angle forms between the surface of the resonant circuit and the line of the coil, and the detected signal of at least the bearing ring having the resonant circuit becomes very small. This results in a very fine detection of already low tilt angles. It proves to be advantageous that the coil supplies the resonant circuit with energy, so that the resonant circuit can be integrated without own power supply and thus save space in the end face of the first and / or second bearing ring.

Alternativ oder ergänzend zu der Ausbildung der magnetischen Codierung durch einen Schwingkreis kann eine im wesentlichen punktförmige oder flächenhafte Magnetisierung in Form eines Permanentmagneten vorgesehen sein, die an dem Korpus des Lagerrings selbst oder durch ein an dem Lagerring an dessen Stirnfläche befestigtes Element gebildet ist.alternative or in addition to the formation of the magnetic coding by a resonant circuit can be a substantially punctiform or planar magnetization in the form of a permanent magnet be provided on the body of the bearing ring itself or by a fixed to the bearing ring on the end face thereof Element is formed.

Bevorzugt ist hinsichtlich der Ausbildung mindestens einer der beiden magnetischen Codierungen vorgesehen, dass diese eine Encoderscheibe umfasst, also ein im wesentlichen kreisringförmiges Element mit einer umlaufenden, sich ändernden Magnetisierung. Die Magnetisierung kann sich in Umlaufrichtung kontinuierlich oder diskret ändern; auch kann vorgesehen sein, dass die Magnetisierung an einzelnen Abschnitten der Encoderscheibe vorhanden ist und an anderen Abschnitten nicht, so dass sich in Umfangsrichtung magnetisierte und nicht-magnetisierte Abschnitte abwechseln. Ist die Magnetisierung abschnittsweise diskret ausgebildet, kann vorgesehen sein, dass die Abschnitte eine jeweils andere Magnetisierung aufweisen, um die Abschnitte unterscheiden zu können. Die Encoderscheibe ermöglicht eine hohe räumlich Auflösung, bei einer Anbringung an dem die Welle lagernden ersten Lagerring damit eine schnelle zeitlich Erfassung der Verkippung und damit die Möglichkeit, die Achse, um die die Verkippung auftritt, ermitteln zu können. Für den nicht die Welle aufnehmenden zweiten Lagerring bzw. die Umgebung des zweiten Lagerrings, bezüglich derer die Achse des zweiten Lagerrings als feststehend angesehen werden kann, kann es ausreichend sein, wenn nur ein Permanentmagnet oder wenige Permanentmagnete oder eine Scheibe mit einer in Umfangsrichtung homogenen Magnetisierung als zweite magnetische Codierung vorgesehen ist, da es hierbei nur auf ein Referenzsignal für die erste magnetische Codierung ankommt.Prefers is at least one of the two magnetic in terms of training Encodings intended to include an encoder disk, So a substantially annular element with a circulating, changing magnetization. The magnetization can change continuously or discretely in the direction of circulation; It can also be provided that the magnetization to individual Sections of the encoder disk is present and other sections not, so that in the circumferential direction magnetized and non-magnetized Alternate sections. Is the magnetization partially discrete formed, it can be provided that the sections each one have different magnetization to distinguish the sections to be able to. The encoder disc allows one high spatial resolution, with an attachment At the shaft bearing first bearing ring thus a fast time recording of tilting and thus the possibility determine the axis by which the tilting occurs. For the not receiving the shaft second bearing ring or the environment of the second bearing ring, with respect to which Axis of the second bearing ring can be considered fixed, it may be sufficient if only one permanent magnet or few Permanent magnets or a disk with one in the circumferential direction homogeneous magnetization provided as a second magnetic encoding is because this is only a reference signal for the first magnetic Encoding arrives.

Vorzugsweise ist weiter eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die die von dem Sensor erfassten Signale der beiden magnetischen Codierungen während des Betriebes des Wälzlagers miteinander vergleicht und Abweichungen der Signale der beiden magnetischen Codierungen ermittelt. Die Abweichungen können bei der Erstmontage der Welle bzw. des die Welle aufnehmenden Wälzlagers nach der erfolgten Justierung erfasst und gespeichert werden; treten bei Betrieb des Lagers Abweichungen von diesen Anfangswerten auf, deutet das auf eine auftretende Verkippung der Welle gegenüber der bei der Erstmontage der Welle eingestellten Stellung hin.Preferably Furthermore, an evaluation device is provided, which is the one of the Sensor detected signals of the two magnetic encodings during comparing the operation of the bearing with each other and Deviations of the signals of the two magnetic codings determined. The deviations may occur during the initial assembly of the shaft or the the shaft receiving rolling bearing after the adjustment be captured and stored; occur during operation of the bearing deviations from these initial values, this indicates an occurring tilting the shaft compared to that set at the initial installation of the shaft Standing down.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the dependent Claims and from the description of an embodiment.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.The Invention will be described below with reference to the appended Drawings described and explained in detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine teilweise geschnittene Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen einer Verkippung einer in einem Wälzlager gelagerten Welle, mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagerrings in einem erfindungsgemäßen Wälzlager, und 1 shows a partially sectioned exploded view of an embodiment of a device according to the invention for detecting a tilting of a shaft mounted in a rolling bearing, with an embodiment of a bearing ring according to the invention in a rolling bearing according to the invention, and

2 zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung der Ausführungsbeispiele aus 1 in einer Montagestellung. 2 shows a partially cutaway perspective view of the embodiments 1 in an assembly position.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

1 bzw. 2 zeigen ein Wälzlager 1 mit einem ersten, als Innenring 2 ausgebildeten und eine nicht dargestellte Welle aufnehmenden Lagerring und einen zweiten Lagerring, der als Außenring 3 ausgebildet ist, wobei der Außenring 3 an einer nicht dargestellten, festen Lageraufnahme feststehend angeordnet ist. 1 respectively. 2 show a rolling bearing 1 with a first, as an inner ring 2 trained and a shaft not shown receiving bearing ring and a second bearing ring, which serves as an outer ring 3 is formed, wherein the outer ring 3 is arranged fixed to a fixed bearing receptacle, not shown.

Das Wälzlager 1 umfasst weiter als Zylinder ausgebildete Wälzkörper 4, von denen nur fünf dargestellt sind, und einen Käfig 5 für die Wälzkörper 4, so dass die Wälzkörper 4, durch den Käfig 5 geführt, an einer ersten Laufbahn auf der äußeren Mantelfläche des hohlzylindrisch ausgebildeten Innenrings 2 und an einer zweiten Laufbahn auf einer inneren Mantelfläche des ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildeten Außenrings 3 abrollen können.The rolling bearing 1 further comprises trained as a cylinder rolling elements 4 of which only five are shown, and a cage 5 for the rolling elements 4 so that the rolling elements 4 through the cage 5 guided on a first raceway on the outer circumferential surface of the hollow cylindrical inner ring 2 and at a second raceway on an inner circumferential surface of the likewise hollow cylindrical outer ring 3 can roll off.

An einer Stirnfläche 6 des Innenrings 2 ist eine erste magnetische Codierung 7 angeordnet, die als ringförmige Encoderscheibe ausgebildet ist und als zusätzliches Bauteil auf der Stirnfläche 6 befestigt ist. Entlang des Umfangs der Encoderscheibe wechseln sich Bereiche unterschiedlicher Magnetisierung ab.On a frontal surface 6 of the inner ring 2 is a first magnetic coding 7 arranged, which is designed as an annular encoder disc and as an additional component on the end face 6 fixed is. Areas of different magnetization alternate along the circumference of the encoder disk.

An einer Stirnfläche 8 des Außenrings 3 ist eine zweite magnetische Codierung 9 angeordnet, die ebenfalls als ringförmige Encoderscheibe ausgebildet ist, und die an der Stirnfläche 8 befestigt ist.On a frontal surface 8th of the outer ring 3 is a second magnetic coding 9 arranged, which is also formed as an annular encoder disc, and at the end face 8th is attached.

Das magnetische Feld sowohl der ersten magnetischen Codierung 7 als auch der zweiten magnetischen Codierung 9 wird von einem Sensor 10 erfasst, der bezogen auf die Lagerachse in axialer Richtung bezüglich der beiden magnetischen Codierungen 7, 9 versetzt angeordnet ist. Der Sensor 10 umfasst eine Spule, in der das erste Magnetfeld der ersten magnetischen Codierung 7 und das zweite Magnetfeld der zweiten magnetischen Codierung 9 einen Strom- bzw. Spannungsimpuls hervorrufen. Der Sensor 10 ist dabei an einem flächigen Trägerelement 11 angeordnet, das seinerseits an einem Deckelelement 12 aufgenommen ist. Das Deckelelement 12 weist randseitig umlaufend eine Verprägung 13 auf, die in eine an dem Außenring 3 angeordnete Nut 14 eingeführt werden kann, um das Deckelement 12 und damit den Sensor 10 an dem Außenring 3 zu befestigen. Das Deckelement 12 schließt das Wälzlager 1 einseitig ab und wirkt dabei als Dichtung.The magnetic field of both the first magnetic coding 7 as well as the second magnetic coding 9 is from a sensor 10 detected, with respect to the bearing axis in the axial direction with respect to the two magnetic codes 7 . 9 is arranged offset. The sensor 10 includes a coil in which the first magnetic field of the first magnetic coding 7 and the second magnetic field of the second magnetic encoding 9 cause a current or voltage pulse. The sensor 10 is doing on a flat support element 11 arranged, in turn, on a cover element 12 is included. The cover element 12 has peripherally an embossing 13 on, in one on the outer ring 3 arranged groove 14 can be inserted to the cover element 12 and with it the sensor 10 on the outer ring 3 to fix. The cover element 12 closes the rolling bearing 1 on one side and acts as a seal.

Die erste magnetische Codierung 7, die zweite magnetische Codierung 9 und der Sensor 10 sind Bestandteile einer Vorrichtung zum Erfassen der Verkippung des Innenrings 2 relativ zu dem Außenring 3. Die Vorrichtung umfasst weiter eine nicht dargestellte, dem Sensor 10 nachgeschaltete Elektronik als Auswertevorrichtung, die die von den beiden Magnetfeldern der beiden Codierungen 7, 9 in der Spule des Sensors 10 hervorgerufenen Spannungs- bzw. Stromimpulse erfasst und auswertet.The first magnetic coding 7 , the second magnetic coding 9 and the sensor 10 are components of a device for detecting the tilting of the inner ring 2 relative to the outer ring 3 , The device further comprises a not shown, the sensor 10 Downstream electronics as evaluation, the of the two magnetic fields of the two encodings 7 . 9 in the coil of the sensor 10 detected voltage and current pulses detected and evaluated.

Die Auswertevorrichtung vergleicht die von der ersten magnetischen Codierung 7 und die von der zweiten magnetischen Codierung 9 hervorgerufenen Impulse, um mit eine Abweichung der Differenz der Impulse im Verlauf der Zeit bzw. zu einem bei der Erstmontage des Wälzlagers 1 fest vorgegebenen Wert zu erfassen.The evaluation device compares that from the first magnetic coding 7 and that of the second magnetic coding 9 caused impulse, with a deviation of the difference of the pulses over time or to one during the initial assembly of the bearing 1 fixed value to capture.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war die zweite magnetische Codierung 9 an der Stirnfläche 8 des Außenrings 3 angeordnet. Es versteht sich, dass die zweite magnetische Codierung 9 auch an einer inneren oder äußeren Mantelfläche des Außenrings 3 angeordnet sein kann. Es versteht sich weiter, dass die zweite magnetische Codierung 9 nicht an dem Außenring 3, sondern an einem bezüglich des Außenrings 3 feststehenden Teil der Lagerumgebung vorgesehen sein kann. Speziell kann die Lagerumgebung eine Lageraufnahme für den Außenring 3 umfassen, bezüglich derer eine Achse des Außenrings 3 feststehend ist, wobei die zweite magnetische Codierung 3 an einer Fläche der Lageraufnahme angeordnet ist. Weiter kann mit dem Außenring 3 eine Dichtung mit einem Dichtelement drehfest verbunden sein, so dass die zweite magnetische Codierung 9 an dem Dichtelement angeordnet ist.In the embodiment described above, the second magnetic coding was 9 at the frontal area 8th of the outer ring 3 arranged. It is understood that the second magnetic coding 9 also on an inner or outer circumferential surface of the outer ring 3 can be arranged. It goes on to be understood that the second magnetic coding 9 not on the outer ring 3 but at one with respect to the outer ring 3 fixed part of the storage environment can be provided. Specifically, the bearing environment can be a bearing seat for the outer ring 3 with respect to which an axis of the outer ring 3 is fixed, wherein the second magnetic coding 3 is arranged on a surface of the bearing receptacle. Next can with the outer ring 3 a seal with a sealing element rotatably connected, so that the second magnetic coding 9 is arranged on the sealing element.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nahm der Innenring 2 die gelagerte Welle auf. Ist dagegen die Welle als Hohlwelle ausgebildet, kann der Außenring 3 die Welle aufnehmen, so dass der Außenring 3 als erster Lagerring wirkt, an dem die erste magnetische Codierung angeordnet ist, und der Innenring als zweiter Lagerring ausgestaltet ist, an dem die zweite magnetische Codierung entweder unmittelbar angeordnet ist oder in dessen unmittelbarer Umgebung die zweite magnetische Codierung angeordnet werden kann.In the embodiment described above, the inner ring took 2 the stored wave on. If, however, the shaft is formed as a hollow shaft, the outer ring 3 pick up the shaft so that the outer ring 3 acts as a first bearing ring on which the first magnetic coding is arranged, and the inner ring is designed as a second bearing ring on which the second magnetic coding is either directly arranged or in the immediate vicinity of the second magnetic coding can be arranged.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel waren die beiden magnetischen Codierungen 7, 9 jeweils durch Encoderscheiben, also als jeweils linienhafte Formen, gebildet. Es versteht sich, dass auch im wesent lichen punktförmige magnetische Codierungen, beispielsweise durch einzelne an die beiden Lagerringe befestigte Permanentmagnete, vorgesehen sein können. Anstelle von zusätzlich an die beiden Lagerringe 2, 3 angefügte Bauteilen wie Encoderscheiben oder Permanentmagneten können die magnetischen Codierungen auch in dem Korpus der jeweiligen Lagerringe 2, 3 ausgestaltet sein, beispielsweise durch eine geeignet Bearbeitung der Oberfläche der Lagerringe 2, 3, in deren Folge sich die Magnetisierung des bearbeiteten Abschnitts der Oberfläche ändert.In the embodiment described above, the two magnetic codes were 7 . 9 each formed by encoder discs, so as each linear forms. It is understood that even in point union point-shaped magnetic encodings, for example, by individual attached to the two bearing rings permanent magnets can be provided. Instead of in addition to the two bearing rings 2 . 3 Attached components such as encoder discs or permanent magnets, the magnetic encodings in the body of the respective bearing rings 2 . 3 be configured, for example, by a suitable machining of the surface of the bearing rings 2 . 3 , as a result of which the magnetization of the machined portion of the surface changes.

Die magnetische Codierung kann durch einen Schwingkreis ausgebildet werden, der von der Spule des Sensors 10 zum Schwingen und damit zum Abstrahlen von elektro-magnetischer Strahlung angeregt wird, wobei das Magnetfeld der von dem Schwingkreis abgestrahlten Strahlung wiederum von der Spule des Sensors 10 erfasst wird. Ein derartiger Schwingkreis wird von der Spule des Sensors 10 mit Energie beaufschlagt und benötigt keine eigene Energieversorgung. Bildet der Schwingkreis eine Ebene aus, und ist die Spule des Sensors 10 linienhaft gedacht, hängt die von der Spule des Sensors 10 erfasste Intensität des magnetischen Anteils der von dem Schwingkreis abgestrahlten Strahlung kritisch von dem Winkel ab, der zwischen der Spule und dem Schwingkreis eingeschlossen wird. Auf diese Weise lässt sich eine sehr empfindliche Erfassung auch nur geringer Verkippungswinkel ermöglichen.The magnetic coding can be formed by a resonant circuit of the coil of the sensor 10 is excited to vibrate and thus to emit electro-magnetic radiation, wherein the magnetic field of the radiation emitted by the resonant circuit in turn from the coil of the sensor 10 is detected. Such a resonant circuit is from the coil of the sensor 10 energized and does not need its own power supply. The resonant circuit forms a plane, and is the coil of the sensor 10 thought linearly, that depends on the coil of the sensor 10 detected intensity of the magnetic component of the radiation emitted by the resonant circuit critical from the angle which is included between the coil and the resonant circuit. In this way, a very sensitive detection even a small tilt angle allow.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines als Wälzlager 1 ausgebildeten Lagers beschrieben; es versteht sich, dass auch andere Lager, insbesondere Gleit- oder Gelenklager, vorgesehen sein können.The invention has been described above with reference to a rolling bearing 1 trained camp described; It is understood that other bearings, in particular sliding or spherical bearings, be provided can.

11
Wälzlagerroller bearing
22
Innenringinner ring
33
Außenringouter ring
44
Wälzkörperrolling elements
55
KäfigCage
66
Stirnfläche von Innenring 2 Face of inner ring 2
77
erste magnetische Codierungfirst magnetic coding
88th
Stirnfläche von Außenring 3 Face of outer ring 3
99
zweite magnetische Codierungsecond magnetic coding
1010
Sensorsensor
1111
Trägerelementsupport element
1212
Deckelementcover element
1313
Verprägung von Deckelement 12 Embossing of cover element 12
1414
Nutgroove

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  • - DE 102004054410 A1 [0002] DE 102004054410 A1 [0002]

Claims (14)

Vorrichtung zum Erfassen einer Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager (1) gelagerten Welle, wobei das Wälzlager (1) einen ersten, die Welle aufnehmenden Lagerring (2) und einen zweiten Lagerring (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Fläche, insbesondere an einer Stirnfläche (6), des ersten Lagerrings (2) eine erste magnetische Codierung (7) und an oder nahe bei dem zweiten Lagerring (3) eine zweite magnetische Codierung (9) vorgesehen ist, und dass ein Sensor (10) in einer axialen Erstreckung der Welle vorgesehen ist, der ein erstes Magnetfeld der ersten magnetischen Codierung (7) und ein zweites Magnetfeld der zweiten magnetischen Codierung (9) erfasst.Device for detecting a tilting of a bearing in a bearing, in particular in a rolling bearing ( 1 ) mounted shaft, wherein the rolling bearing ( 1 ) a first, the shaft receiving bearing ring ( 2 ) and a second bearing ring ( 3 ), characterized in that on a surface, in particular on an end face ( 6 ), the first bearing ring ( 2 ) a first magnetic coding ( 7 ) and at or near the second bearing ring ( 3 ) a second magnetic coding ( 9 ) and that a sensor ( 10 ) is provided in an axial extension of the shaft, a first magnetic field of the first magnetic coding ( 7 ) and a second magnetic field of the second magnetic coding ( 9 ) detected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite magnetische Codierung (9) an einer Stirnfläche (8) des zweiten Lagerrings (3) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the second magnetic coding ( 9 ) on an end face ( 8th ) of the second bearing ring ( 3 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung mit dem zweiten Lagerring (3) verbunden ist, und dass die zweite magnetische Codierung an der Dichtung angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that a seal with the second bearing ring ( 3 ), and that the second magnetic coding is disposed on the gasket. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite magnetische Codierung an einer Lageraufnahme angeordnet ist, wobei eine Achse des zweiten Lagerrings bezüglich der Lageraufnahme bei Betrieb des Wälzlagers feststehend bleibt.Device according to claim 1, characterized in that that the second magnetic coding is arranged on a bearing receptacle is, wherein an axis of the second bearing ring with respect the bearing seat remains stationary during operation of the bearing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) eine Spule umfasst.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor ( 10 ) comprises a coil. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden magnetischen Codierungen einen Schwingkreis umfasst, und dass die Spule den Schwingkreis mit Energie versorgt.Device according to claim 5, characterized in that that at least one of the two magnetic codings a resonant circuit includes, and that the coil supplies the resonant circuit with energy. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden magnetischen Codierungen einen Permanentmagneten umfasst.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the two magnetic Codings includes a permanent magnet. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden magnetischen Codierungen (7, 9) eine Encoderscheibe umfasst.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the two magnetic codes ( 7 . 9 ) comprises an encoder disk. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter umfassend eine Auswerteeinrichtung, die die von dem Sensor erfassten Signale der beiden magnetischen Codierungen während des Betriebes des Wälzlagers miteinander vergleicht und Abweichungen der Signale der beiden magnetischen Codierungen ermittelt.Device according to one of claims 1 to 8, further comprising an evaluation device, which from the sensor detected signals of the two magnetic encodings during comparing the operation of the bearing with each other and Deviations of the signals of the two magnetic codings determined. Verwendung einer magnetischen Codierung (7, 9) in einer Vorrichtung zur Erfassung der Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager (1), gelagerten Welle.Use of a magnetic coding ( 7 . 9 ) in a device for detecting the tilting of a bearing in a bearing, in particular in a rolling bearing ( 1 ), stored shaft. Lagerring eines Wälzlagers, umfassend eine magnetische Codierung (7, 9) an einer Stirnfläche (6, 8) des Korpus des Lagerrings (2, 3).Bearing ring of a rolling bearing, comprising a magnetic coding ( 7 . 9 ) on an end face ( 6 . 8th ) of the body of the bearing ring ( 2 . 3 ). Wälzlager mit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Verkippung einer in dem Wälzlager (1) gelagerten Welle, wobei die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.Rolling bearing with a device for detecting a tilting of a in the rolling bearing ( 1 ) Shaft mounted, wherein the device is designed according to one of claims 1 to 9. Verfahren zum Erfassen der Verkippung einer in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager (1) gelagerten Welle, umfassend die Schritte – Bereitstellen einer ersten magnetischen Codierung (7) an einem ersten, die Welle aufnehmenden Lagerring (2) des Lagers (1), – Bereitstellen einer zweiten magnetischen Codierung (9) an oder in der Nähe eines zweiten Lagerrings (3) des Lagers (1), – Erfassen eines ersten, der ersten magnetischen Codierung (7) zugeordneten Magnetfeldes und eines zweiten, der zweiten magnetischen Codierung (9) zugeordneten Magnetfeldes in mindestens einem Sensor (10), und – Vergleichen der beiden erfassten Magnetfelder der beiden magnetischen Codierungen.Method for detecting the tilting of a bearing, in particular in a rolling bearing ( 1 ), comprising the steps of providing a first magnetic coding ( 7 ) on a first, the shaft receiving bearing ring ( 2 ) of the warehouse ( 1 ), - providing a second magnetic coding ( 9 ) at or near a second bearing ring ( 3 ) of the warehouse ( 1 ), - detecting a first, the first magnetic coding ( 7 ) and a second, the second magnetic coding ( 9 ) associated magnetic field in at least one sensor ( 10 ), and - comparing the two detected magnetic fields of the two magnetic codings. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden erfassten Magnetfelder über eine längere Zeit verglichen werden, und dass eine über die Zeit auftretende Änderung der Differenz der beiden erfassten Magnetfelder erfasst wird.Method according to claim 13, characterized in that that the two detected magnetic fields over a longer Time to be compared, and that a change occurring over time the difference of the two detected magnetic fields is detected.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9140617B2 (en) 2010-08-04 2015-09-22 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensor arrangement comprising magnetic index encoder in a bearing seal

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DE102004054410A1 (en) 2004-11-11 2006-06-01 Fag Kugelfischer Ag & Co. Ohg Sensor arrangement for self-aligning bearing, has strain gauges arranged in slots of outer ring of bearing, where gauges overrun at different time periods due to tangential deviation of inner ring of bearing relative to outer ring

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