DE102015003072A1

DE102015003072A1 - Ring

Info

Publication number: DE102015003072A1
Application number: DE102015003072.8A
Authority: DE
Inventors: Marc Heiland
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Ein Ring (1, 1', 1'', 1''') zur Anordnung auf einem um eine Achse rotierbaren Element, umfassend einen Tragkörper (2), welcher einen Zentraldurchgang (3) umfängt, wobei der Tragkörper (2) mit einem Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') verbunden ist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, einen Ring der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass dieser nach kostengünstiger Fertigung problemlos als Encoderring einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Tragkörper (2) Durchbrechungen (5) und/oder Ausnehmungen ausgebildet sind, in welche der Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') hinein ragt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Ring nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Encoderringe sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 1 674 831 A1 , bereits bekannt. Während der Rotation einer Welle können über eine bestimmte Magnetisierung eines Rings die Drehzahl und ein Referenzpunkt der Welle erfasst werden.
Üblicherweise trägt ein Tragkörper eines Rings einen Feldkörper, welcher einzelne magnetische Bereiche aufweist. Ein gängiger Feldkörper besteht aus einem Elastomer, in welchem hartmagnetische Partikel aufgenommen sind.
Durch ein äußeres Magnetfeld werden die hartmagnetischen Partikel magnetisiert, so dass der Feldkörper in seiner Gesamtheit ein magnetisches Feld erzeugt. Dieses magnetische Feld liefert Signale, die von einem Sensor erfasst werden können.
Die Ausrüstung eines Elastomerkörpers mit magnetisierbaren Partikeln sowie die anschließende Magnetisierung ist aufwendig und kostenintensiv.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ring der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass dieser nach kostengünstiger Fertigung problemlos als Encoderring einsetzbar ist.
Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein Tragkörper, welcher Durchbrechungen und/oder Ausnehmungen aufweist einem Sensor ausreichend deutliche Signale liefern kann. Insbesondere ist erkannt worden, dass ein Tragkörper, welcher aus einem Metall gefertigt ist, einem Sensor ein magnetisches Signal liefern kann. In die Durchbrechungen und/oder Ausnehmungen ragt ein Elastomerkörper hinein, welcher kein magnetisches Signal erzeugt. Dem Sensor ist eine Kreisringfläche zugewandt, welche Felder oder Bereiche aufweist, in denen verstärkt oder ausschließlich ein Elastomerkörper vorgesehen ist. Bei der Rotation des Rings liegen dem Sensor abwechselnd Bereiche gegenüber, die entweder nahezu oder ausschließlich metallisch oder nahezu oder ausschließlich elastomer sind. Insoweit können magnetische Signale erzeugt werden, ohne einen Elastomerkörper mit magnetisierbaren Partikeln auszurüsten.
Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Der Tragkörper könnte ein Metall aufweisen, der Elastomerkörper jedoch kein magnetisches Feld erzeugen. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann auf teure Ausrüstungen des Elastomerkörpers mit magnetisierbaren Partikeln verzichtet werden.
Vom Elastomerkörper könnte eine erste Dichtlippe oder eine zweite Dichtlippe abragen. Durch diese konkrete Ausgestaltung können die Dichtlippen an einem Blech dichtend anliegen. Die Dichtlippen können insbesondere gleitend an dem Blech anliegen. Vor diesem Hintergrund könnte die Seite des Blechs, welche den Dichtlippen abgewandt ist, einer Fettkammer zugewandt sein. Die Seite des Blechs, an welcher die Dichtlippen anliegen, könnte einer Wasserkammer zugewandt sein.
Bevorzugt werden die Dichtlippen nicht stark deformiert und gleiten reibungsarm am Blech. Hierzu besteht nur eine geringe Überdeckung zwischen den Dichtlippen und dem Blech. Bei einer Rotation des Rings können die Dichtlippen leicht abheben, so dass Wasser aus Kavitäten herausgeschleudert werden kann.
Vor diesem Hintergrund könnten die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe in axialer Richtung, nämlich parallel zur Rotationsachse, orientiert sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung werden die Dichtlippen nicht stark deformiert und gleiten reibungsarm an einem Blech.
Die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe könnten in radialer Richtung, nämlich orthogonal zur Rotationsachse, orientiert sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung werden die Dichtlippen bei einer Rotation des Rings eher gegen ein Blech angedrückt. Dennoch erfahren die Dichtlippen nur wenig Druck da Zentripetalkräfte mit den Dichtlippenachsen fluchten.
Die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe könnten unter einem Winkel gegen die Axialrichtung orientiert sein. Der Winkel weicht von einem rechten Winkel ab. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist eine kompakte Bauweise realisierbar, weil nämlich das Blech und der Tragring axial kurz bauen können.
Die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe könnten parallel orientiert sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung erzeugen die Dichtlippen eine Art Labyrinthdichtung, wenn diese an einem Blech anliegen oder geringfügig abheben.
Die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe könnten unterschiedlich lang ausgebildet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung können die Dichtlippen an einem Blech anliegen, welches gestuft ausgebildet ist oder zueinander geneigte Abschnitte aufweist.
Eine Anordnung könnte einen Ring der hier beschriebenen Art und ein Blech umfassen, an welchem die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe anliegen. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann eine Fettkammer von einer Wasserkammer dichtend abgetrennt werden.
Vor diesem Hintergrund könnte das Blech gestuft ausgebildet sein. In engen Bauräumen können Stufen im Blech notwendig sein, um Auskragungen oder Ausstülpungen zu umgehen.
Das Blech könnte einen ersten Abschnitt aufweisen, der orthogonal zur Axialrichtung ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, der geneigt zur Axialrichtung ausgebildet ist. Durch diese konkrete Ausgestaltung können die erste und/oder die zweite Dichtlippe an geneigten Abschnitten entlang gleiten, wenn der Ring relativ zum Blech entlang einer Neigungsachse bewegt wird. Die geneigten Abschnitte bilden insoweit Rampen aus, an denen die Dichtlippen entlang gleiten können.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen
1 in der linken Ansicht eine teilweise Schnittansicht eines Rings, dessen Tragkörper Durchbrechungen aufweist, in welche ein Elastomerkörper hineinragt, in der mittleren Ansicht eine Draufsicht auf die Seite des Rings, von welcher die Dichtlippen abragen, und in der rechten Ansicht eine Draufsicht auf die andere Seite des Rings,
2 in der linken Ansicht einen Ring, welcher auf der den Dichtlippen abgewandten Seite einen Elastomerfilm aufweist, der sich in axialer und radialer Richtung erstreckt, in der mittleren Ansicht eine Draufsicht auf die Seite des Rings, von welcher die Dichtlippen abragen, und in der rechten Ansicht eine Draufsicht auf den Elastomerfilm,
3 in der linken Ansicht eine Anordnung, welche ein Blech mit einem geneigten Abschnitt umfasst, an welchem zwei sich radial erstreckende Dichtlippen anliegen, in der mittleren Ansicht eine Draufsicht auf die Seite des Rings, von welcher die Dichtlippen abragen, und in der rechten Ansicht eine Draufsicht auf die andere Seite des Rings, auf welcher ein Elastomerfilm sich in axialer und radialer Richtung erstreckt, und
4 in der linken Ansicht eine Anordnung, welche ein Blech mit mehreren geneigten Abschnitten und einen Ring umfasst, welcher in Axialrichtung abragende Dichtlippen aufweist, in der mittleren Ansicht eine Draufsicht auf die Seite des Rings, von welcher die Dichtlippen abragen, und in der rechten Ansicht eine Draufsicht auf die andere Seite, auf welcher sich ein Elastomerfilm in axialer und radialer Richtung erstreckt.
Ausführung der Erfindung
1 zeigt in der linken Ansicht einen Ring 1 zur Anordnung auf einem um eine Achse rotierbaren Element, umfassend einen Tragkörper 2, welcher einen Zentraldurchgang 3 umfängt, wobei der Tragkörper 2 mit einem Elastomerkörper 4 verbunden ist. Im Tragkörper 2 sind Durchbrechungen 5 ausgebildet, in welche der Elastomerkörper 4 hineinragt.
Der Tragkörper 2 weist ein Metall auf oder ist aus einem Metall gefertigt, wobei der Elastomerkörper 4 jedoch kein magnetisches Feld erzeugt. Im Elastomerkörper 4 sind keine magnetisierbaren hart- oder weichmagnetischen Partikel aufgenommen.
Vom Elastomerkörper 4 ragen eine erste Dichtlippe 6 und eine zweite Dichtlippe 7 ab. Die erste Dichtlippe 6 und die zweite Dichtlippe 7 sind unter einem Winkel gegen die Axialrichtung, nämlich gegen die Rotationsachse, orientiert, der von einem 90° Winkel abweicht. Die Dichtlippen 6, 7 sind etwa unter einem Winkel von 45° gegen die Axialrichtung bzw. die Rotationsachse geneigt.
In der mittleren Ansicht der 1 ist der Ring 1 gezeigt, wobei eine Draufsicht auf die Seite des Rings 1 dargestellt ist, von welcher die Dichtlippen 6, 7 abragen.
In der rechten Ansicht der 1 ist eine Draufsicht auf die Durchbrechungen 5 im Tragkörper 2 dargestellt. Die Durchbrechungen 5 sind als längliche Schlitze ausgebildet, deren Breite sich nach radial außen vergrößert.
2 zeigt einen Ring 1', der in analoger Weise aufgebaut ist wie der Ring 1 gemäß 1. Der Elastomerkörper 4' des Rings 1' ist derart ausgebildet, dass er den Tragkörper 2 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zumindest teilweise mit einem Elastomerfilm 4'a einhüllt. Der Elastomerfilm 4'a erlaubt eine statische Abdichtung auszubilden, wenn der Tragkörper 2 auf eine Welle aufgepresst wird. Der Elastomerfilm 4'a weist nämlich einen Bereich 4'b auf, welcher statisch abdichtend an der Außenumfangsfläche einer Welle anliegen kann.
3 zeigt einen Ring 1'', bei welchem die erste Dichtlippe 6'' und die zweite Dichtlippe 7'' in radialer Richtung orientiert sind. Die erste Dichtlippe 6'' und die zweite Dichtlippe 7'' sind parallel orientiert. Der Elastomerkörper 4'' weist einen Elastomerfilm 4''a auf, der den Tragkörper 2 in radialer und axialer Richtung zumindest teilweise umgreift bzw. einhüllt. Hierdurch kann der Ring 1'' statisch dichtend auf eine nicht gezeigte Welle aufgepresst werden.
Ganz konkret zeigt 3 eine Anordnung, welche einen Ring 1'' umfasst und ein Blech 8'', an welchem die erste Dichtlippe 6'' und die zweite Dichtlippe 7'' anliegen. Das Blech 8'' weist einen ersten Abschnitt 9'' auf, der orthogonal zur Axialrichtung ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt 10'', der geneigt zur Axialrichtung ausgebildet ist. Die Dichtlippen 6'' und 7'' liegen an der der Welle zugewandten Innenseite des zweiten Abschnitts 10'' an. Bei einer Rotation werden die Dichtlippen 6'', 7'' aufgrund von Zentripetalkräften leicht gegen den zweiten Abschnitt 10'' gedrückt. Die Zentripetalkräfte liegen in Flucht mit den Achsen der Dichtlippen 6'', 7''. In 3 sind die Dichtlippen 6'', 7'' orthogonal zur Rotationsachse orientiert.
4 zeigt eine Anordnung, welche einen Ring 1''' und ein Blech 8''' umfasst. Am Blech 8''' liegen die erste Dichtlippe 6''' und die zweite Dichtlippe 7''' an. Das Blech 8''' ist gestuft ausgebildet. Die Dichtlippen 6''', 7''' sind parallel orientiert und ragen in axialer Richtung vom Elastomerkörper 4''' ab. Die erste Dichtlippe 6''' und die zweite Dichtlippe 7''' sind parallel zur Rotationsachse orientiert. Auch der Ring 1''' gemäß 4 kann statisch abdichtend auf einer Welle positioniert werden.
Die Dichtlippen 6''', 7''' gemäß 4 werden bei einer Rotation eher von den ihnen zugeordneten Rampen des gestuften Blechs 8''' abheben. Hierdurch kann Wasser ausgeschleudert werden. Das Wasser wird auf die Seite transportiert, welche dem Blech 8''' abgewandt ist.
Die hier beschriebenen Ringe 1, 1', 1'', 1''' bzw. die diese Ringe 1, 1', 1'', 1''' umfassenden Anordnungen werden bevorzugt verwendet, um Kugellager abzudichten. Dabei weist ein Gehäuse einen äußeren und einen inneren Kern auf, zwischen welchen Kugellager positioniert sind.
Zwischen dem äußeren Kern und dem inneren Kern können die hier beschriebenen Ringe 1, 1', 1'', 1''' bzw. die mit diesen verbundenen Anordnungen positioniert werden.
Sobald der äußere Kern gegen den inneren Kern radial und axial verschoben wird, können die Dichtlippen 6'', 6''', 7'', 7''' an den ihnen zugewandten Blechen 8'', 8''' geeignet gleiten, so dass dennoch eine dauerhafte Abdichtung gegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1674831 A1 [0002]

Claims

Ring (1, 1', 1'', 1''') zur Anordnung auf einem um eine Achse rotierbaren Element, umfassend einen Tragkörper (2), welcher einen Zentraldurchgang (3) umfängt, wobei der Tragkörper (2) mit einem Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Tragkörper (2) Durchbrechungen (5) und/oder Ausnehmungen ausgebildet sind, in welche der Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') hinein ragt.
Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (2) ein Metall aufweist, der Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') jedoch kein magnetisches Feld erzeugt.
Ring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Elastomerkörper (4, 4', 4'', 4''') eine erste Dichtlippe (6, 6'', 6''') und eine zweite Dichtlippe (7, 7'', 7''') abragen.
Ring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (6''') und die zweite Dichtlippe (7''') in axialer Richtung orientiert sind.
Ring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (6'') und die zweite Dichtlippe (7'') in radialer Richtung orientiert sind.
Ring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (6) und die zweite Dichtlippe (7) unter einem Winkel gegen die Axialrichtung orientiert sind.
Ring nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (6, 6'', 6''') und die zweite Dichtlippe (7, 7'', 7''') parallel orientiert sind.
Ring nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (6''') und die zweite Dichtlippe (7''') unterschiedlich lang ausgebildet sind.
Anordnung, umfassend einen Ring (1'', 1''') nach einem der Ansprüche 3 bis 8 und ein Blech (8'', 8'''), an welchem die erste Dichtlippe (6'', 6''') und die zweite Dichtlippe (7'', 7''') anliegen.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (8''') gestuft ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (8'') einen ersten Abschnitt (9'') aufweist, der orthogonal zur Axialrichtung ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt (10''), der geneigt zur Axialrichtung ausgebildet ist.