DE10338960B4

DE10338960B4 - Dichtungsanordnung mit Encoder und Magnetisierungskopf für den Encoder

Info

Publication number: DE10338960B4
Application number: DE10338960.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Niebling; Jens Heim; Heinrich Hofmann; Darius Dlugai; Roland Langer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: US7362200B2; US20050047691A1; US20060215946A1; DE10338960A1; US20060215947A1; US7458727B2; US7077574B2

Abstract

Dichtungsanordnung (1, 20, 29, 32), die zumindest einen radialen Zwischenraum (10) zwischen wenigstens einem drehbeweglichen Lagerring (8, 27) und mindestens einem drehfesten Lagerring (7, 25) abdichtet, und dabei die Dichtungsanordnung (1, 20, 29, 32) – mit wenigstens einem ersten Träger (3, 24) versehen ist, wobei der erste Träger (3, 24) wenigstens eine elastische Dichtung (4, 22, 31) trägt und an dem drehfesten Lagerring (7, 25) fest ist, – einen zweiten Träger (5, 28, 33) aufweist, wobei der zweite Träger (5, 28, 33) an dem drehbeweglichen Lagerring (8, 27) fest ist und zumindest einen Encoder (2, 39) trägt und dabei der Encoder (2, 39) eine nach außen gerichtete Mantelfläche (2a, 39a) eines Kreiskegelstumpfes aufweist, – einen Schmutzabweiser (12, 23, 30) aufweist, wobei der Schmutzabweiser (12, 23, 30) und der erste Träger (3, 24) relativ zueinander rotationsbeweglich angeordnet sind und dabei die Dichtung (4, 22, 31) zumindest an dem Schmutzabweiser (12, 23, 30) anliegt, und wobei der Encoder (2, 39) außerhalb des Zwischenraumes (10) angeordnet ist, und dabei den drehbeweglichen Lagerring (8, 27) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckelement (6, 21) einteilig mit dem ersten Träger (3, 24) aus Blech gebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, die zumindest einen radialen Zwischenraum zwischen wenigstens einem inneren Lagerring und mindestens einem äußeren Lagerring abdichtet, und dabei die Dichtungsanordnung mit wenigstens einem ersten Träger versehen ist, wobei der erste Träger zumindest eine elastische Dichtung trägt, die Dichtungsanordnung weiter mit einem zweiten Träger, wobei der zweite Träger zumindest einen Encoder trägt und dabei der Encoder eine nach außen gerichtete Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Dichtung mit einem Encoder der gattungsbildenden Art ist in US 6,329,814 B1 beschrieben. In US 6,329,814 B1 wird auch ausführlich auf das Problem des begrenzten Bauraumes für die Installation einer Dichtungsanordnung mit Encoder am Lager eingegangen. Das Problem soll durch eine vergrößerte magnetisierte aktive Oberfläche und wahlweise durch das Anordnen des Encoders radial außen auf dem Außenring umgangen werden. Diese an sich gute Lösung ist jedoch nach wie vor durch den begrenzten radialen Bauraum zwischen dem inneren Lagerring und dem äußeren Lagerring nur in geringem Maße wirksam. Ein radial außen auf dem äußeren Lagerring angeordnet Encoder ist auch nicht in jedem Fall einzusetzen, da häufig aufgrund der Anschlusskonstruktionen für eine derartige Anordnung kein oder zu wenig Bauraum zur Verfügung steht. Außerdem lässt sich ein radial auf dem äußeren Lagerring angeordneter Encoder nur schwer in eine als Baueinheit ausgebildete Dichtung integrieren. Eine derartige Dichtung wird sehr aufwendig, lässt sich schlecht montieren oder bietet keinen ausreichenden Schutz gegen Umwelteinflüsse für den Encoder.
Es wird in US 6,329,814 B1 auch auf einige Vorteile eingegangen, die das Polarisieren eines Encoders mit einer Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes im Vergleich zum Polarisieren von kreiszylindrischen sowie nach außen gerichteten aktiven Außenfläche bietet.
Die DE 696 06 928 T2 offenbart eine Dichtungsanordnung, welche einen Zwischenraum zwischen einem drehfesten Lagerring und einem drehbeweglichen Lagerring abdichtet. Eine der beiden Lagerringe weißt einen Encoder auf, welche außerhalb des Zwischenraums angeordnet ist.
In der DE 691 06 336 T2 ist eine Dichtungsanordnung eines Wälzlagers offenbart, welche als Blechring mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Schenkeln ausgebildet ist. Einer der beiden Schenkel wird radial von dem Encoder umgriffen.
Aus der DE 38 09 904 A1 ist eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der die Dichtungsanordnung in einem Gehäuse formschlüssig befestigt ist. Die Dichtungsanordnung ist mit einem Encoder versehen, welcher zwischen dem Gehäuse und einem inneren Lagerring angeordnet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung mit einem Encoder zu schaffen, deren Encoder der äußeren Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes versehen ist, in der die Vorteile dieses Encoders vollständig ausgenutzt sind, die platzsparend ausgeführt ist und die sich einfach und kostengünstig herstellen sowie montieren lässt. Weiterhin ist ein Magnetisierkopf für einen Encoder der gattungsbildenden Art zu schaffen, mit dem ein derartiger Encoder möglichst fehlerfrei polarisieren lässt.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst und in Kombination mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche ausgestaltet.
Der Begriff Encoder steht für einen oder mehrere ein- bzw. mehrteilige Encoder, der oder die umfangsseitig der Lagerachse angeordnet ist/sind. Der Encoder ist wechselseitig polarisiert aus magnetisiertem Material. Beispiele für solche Materialien sind Kunststoffe wie Polyamide, denen magnetisierbares Material wie Bainitferrit oder Strontiumferrit zugesetzt ist, oder Kunststoffe, die magnetisierbare Einsätze aufweisen. Alternativ ist der Encoder aus magnetisiertem Metall.
Ein oder mehrere außerhalb über der Dichtungsanordnung und des Encoders angeordnete(r) Sensor(en) greift/greifen die Signale des Encoders, unbeachtlich möglicher anders gerichteter Streuungen dieser Signale, unter Berücksichtigung des Neigungswinkels des Kegels ab oder sendet/senden Signale in Richtung des Encoders. Der oder die Sensor(en) sitzen entweder an dem zum rotierenden Lagerring nicht drehbeweglichen Lagerring oder sind auf andere Weise zum Fahrzeug fest.
Der Encoder ist mit einer in Richtung des Sensors gewandten alternativ signalnehmenden, signalreflektierenden oder signalerzeugenden und somit mit einer aktiven Fläche versehen. Die aktive Fläche weist radial nach außen und bildet eine (Außen)Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes. Die radial nach außen gerichtete aktive (Ober)Fläche des Encoders ist vorzugsweise an einem einteiligen Encoder in der Form eines rotationssymmetrischen hohlen Kegelstumpfes ausgebildet oder mehrteilig aus mehreren Segmenten an einem derartigen Kegelstumpf zusammengesetzt. Der Encoder ist an dem rotierenden Lagerring mittels eines vorzugsweise aus Blech geformten Trägers angeordnet.
Die wesentlichen Vorteile eines Encoders mit der Mantelfläche eines Kreiskegelstumpfes sind eine gleichmäßige Magnetfeldstärke am gesamten Umfang und eine hohe Genauigkeit der Teilung der Polarisierung des magnetisierten Encoders da

– der Magnetisierkopf zum Magnetisieren mittels eines dem Kegelstumpf angepassten (Gegen)Innenkonus auf dem Kegelstumpf des Encoders zentriert ist. – Es werden die Ungenauigkeiten vermieden, die beim Magnetisieren von Encodern mit zylindrisch radial nach außen gerichteter oder axial ausgerichteter kreisringförmiger aktiver Fläche durch den axialen Versatz der Mittenachse des Magnetisierkopfes zu der Mittenachse des Encoders auftreten.
– der Magnetisierkopf direkt auf dem zu magnetisierenden Encoder aufsitzt. – Fehlerhafte Ausrichtungen, wie ein axialer Versatz zwischen Magnetisierkopf und Encoder sind vermieden. Der axiale Versatz tritt beim Magnetisieren aufgrund eines Spaltes zwischen Magnetisierkopf und Encodern mit zylindrisch radial nach außen gerichteter oder axial ausgerichteter kreisringförmiger aktiver Fläche auf.
– der Encoder sich bei der Verwendung von gummielastischen Werkstoffen als Werkstoff für den Encoder mit einer elastisch nachgiebige Oberfläche innen an den Magnetisierkopf anschmiegt, wenn der Magnetisierkopf beim Magnetisieren unter Druck an dem Encoder anliegt. Derartig nachgiebige Werkstoffe sind zum Beispiel NBR (Acrylnitryl-Butadien-Kautschuk),

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Magnetisierkopf zum Magnetisieren eines Encoders der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung vor, der an seinem Innenumfang eine polarisierende Innenmantelfläche eines Innenkonus aufweist, die mit der aktiven Mantelfläche des Kegelstumpfes des Encoder korrespondiert. Die den Innenkonus beschreibenden und zur Rotationsachse des Magnetisierkopfes geneigten geraden Innenmantellinien der Innenmantelfläche sind dabei mindestens länger, als die mit den Innenmantellinien gleichgerichteten geraden Mantellinien der aktiven Mantelfläche des Encoder. Das Maß, um die die Innenmantellinien länger sind, berücksichtigt dabei die in der Serienfertigung von Encodern auftretenden Fertigungstoleranzen der axialen Breite des Encoders (= mit der Rotationsachse gleichgerichtete maximale Höhe des Kegelstumpfes). Weiterhin ist der kleinste innere Konusdurchmesser des Innenkonus kleiner als der kleinste äußere Durchmesser des Kreiskegelstumpfes. Die Innenmantelfläche des auf dem Encoder aufsitzenden Magnetisierkopfes liegt beim Polarisieren an der Mantelfläche an. Die Innenmantelfläche überragt die Mantelfläche des Encoders axial beidseitig. Der Innenkonus des Magnetisierkopfes übergreift und magnetisiert demnach, unabhängig von Breitenschwankungen innerhalb einer Serie von Encodern gleicher Bauart/gleicher Ausführung oder bei Encodern von gleichen Nennabmessungen, auf jeden Fall die gesamte aktive Mantelfläche eines jeden Encoders.
Der Konus- bzw. Kegelwinkel des Magnetisierkopfes bzw. Encoders ist vorzugsweise 5° <= α < = 15°.
Der Zwischenraum des Lagers ist durch die Geometrie des äußeren Lagerringes und die Gestaltung des inneren Lagerringes vorgegeben. Radial ist der Zwischenraum durch die Innenmantelfläche des schmaleren, zumeist äußeren, Lagerringes sowie durch die Außenmantelfläche des breiteren, zumeist inneren, Lagerringes begrenzt. In dem Zwischenraum sind die Wälzkörper und die Käfige des Lagers angeordnet. Der Zwischenraum endet axial an gedachten Ebenen, die zur Lagerachse senkrecht ausgerichtet sind und die von den Stirnflächen des Lagerringes (wahlweise Innen- oder Außenring) ausgehen, der in seiner axialen Breite am schmalsten ist. Der Innenring ist in der Regel breiter als der Außenring und durchstößt somit zumindest eine dieser Ebenen an der Seite des Lagers, an der der Encoder sich dem Zwischenraum anschließt. Der Encoder schließt sich wahlweise dem Außenring oder Zwischenraum axial an und umgreift dabei den Innenring umfangsseitig.
Die Anordnung des Encoders außerhalb der Zwischenraumes bietet den Vorteil, dass der Encoder mit einer wesentlich größeren aktiven Oberfläche versehen werden kann. Die Sensoreinheit mit einem radial nach außen ausgerichteten Encoder beansprucht, im Vergleich zu axial ausgerichteten Encodern, weniger radiale Bauhöhe. Der Gewinn an Bauraum kann zusätzlich für eine optimale Gestaltung der Dichtung ausgenutzt werden, da nur wenig radialer Bauraum für den Einbau einer Dichtung zur Verfügung steht.
In Radlagereinheiten wandern die äußeren Lagerringe im Vergleich zu ihrer Ideallage zum inneren Lagerring in der Größenordnung von Betriebspielen häufig axial aus. In Dichtungsanordnungen, bei denen der Encoder von dem Sensor axial abgegriffen wird, beeinflusst das Auswandern den in diesem Falle axialen Spaltabstand zwischen Encoder und Sensor. Mit zunehmender Spaltweite wird die Übertragung ungenauer. Das der Neigung des Kegelstumpfes gleichgerichtete Spaltmaß zwischen dem Encoder und dem Sensor einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist von einem Auswandern des Lagerringes dagegen unbeeinflusst. Der durch das Auswandern des äußeren Lagerringes entstehende mögliche axiale Versatz zwischen Sensor und Encoder ist lediglich in der Auslegung der Gesamtbreite des Encoders von vorneherein mit zu berücksichtigen. Die Sensoranordnung ist somit weniger störanfällig.
Die mit einem Abdeckelement geschützte Dichtungsanordnung ist mit allen Bestandteilen optimal gegen äußere Umwelteinflüsse geschützt. Das Abdeckelement ist in der Regel in Form einer Abdeckkappe ausgebildet und je nach weiteren zur Abdeckfunktion zusätzlichen Funktionen wahlweise aus Kunststoff, Metallen. Erfindungsgemäß ist das Abdeckelement aus Blech gebildet, vorzugsweise aus ferromagnetischem Eisen- oder Stahlblech. Das Abdeckelement und die Träger aus Blech sind vorzugsweise durch Kaltumformen, wie Biegen, Rollieren, Ziehen, Prägen und Stanzen kalt geformt hergestellt. Das Abdeckelement unterstützt die Dichtfunktion der Dichtungsanordnung des Lagers.
Die Dichtungsanordnung ist bevorzugt für eine Montage in Radlagersätzen von Kraftfahrzeugen aller denkbaren Ausführungsformen vorgesehen. Das betrifft insbesondere zweireihige- und vierreihige Lagersätze aber auch alle anderen denkbaren Radlagersätze mit Rollen oder Kugeln als Wälzkörper, insbesondere in Schrägrollen- oder Schrägkugellagerausführung. Die Radlagersätze weisen wahlweise einteilige Lagerringe mit Laufbahnen für alle der Reihen, geteilte Lagerringe, oder für jede Reihe einen Lagerring sowie Kombinationen dieser vorgenannten Gestaltungen auf. Die inneren Lagerringe sind entweder zu dem/den äußeren Lagerring(en) oder die äußeren zu den inneren drehbeweglich. Einer der Lagerringe ist immer zu dem drehbeweglichen Lagerring fahrzeugfest. Innere Lagerringe sitzen vorzugsweise auf einer Nabe, wobei die Lagerung mittels eines Bördelbordes an der Nabe spielfrei angestellt sind. Der äußere Lagerring ist wahlweise einteilig mit einem oder mehren Flanschen zur fahrzeugseitigen bzw. radseitigen Befestigung der Radlagereinheit ausgebildet oder diese Lagerringe sind in ein entsprechendes Flanschgehäuse eingebracht.
Die Dichtung ist aus den üblicherweise verwendeten Materialien, wie Elastomeren gebildet und weist alternativ auch radial vorspannende Wurmfedern auf.
Die Dichtungsanordnung ist vorzugsweise als Kassettendichtung ausgebildet. Die wesentlichen Elemente der Dichtungsanordnung sind zu einer in sich haltenden Baueinheit aus Trägern, Abdeckkappe, Dichtung und Encoder zusammengefasst (Kassettendichtung). Die Lagerhaltung, der Transport und die Montage in die Lagereinheit sind damit vereinfacht. Die Dichtungsanordnung ist gegen Dichtungsanordnungen nach dem Stand der Technik austauschbar, ohne dass bauraumbedingte Veränderungen an der Konstruktion der Lagereinheit vorgenommen werden müssen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine geschnittene Teilansicht eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
Die 5 und 6 zeigen jeweils schematisch einen Magnetisierkopf nach dem Stand der Technik und seine Ausrichtung zu einem Encoder beim Polarisieren.
7 zeigt schematisch einen Magnetisierkopf für einem Encoder aus einer Dichtungsanordnung gemäß Erfindung und seine Ausrichtung zu Encoder.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Eine Dichtungsanordnung 1 mit einem Encoder 2 ist in 1 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Der Encoder 2 ist in die Dichtungsanordnung 1 integriert. Die Dichtungsanordnung 1 weist einen ersten Träger 3 auf, an dem eine Dichtung 4 fest ist. Weiterhin weist die Dichtungsanordnung 1 einen zweiten Träger 5 mit dem Encoder 2 auf. Der Encoder 2 ist ein hohler kegelstumpfförmig ausgebildeter Ring aus Kunststoff mit wahlweise magnetisch polarisierten Zusätzen oder Einsätzen. Der Encoder 2 weist umfangsseitig eine nach außen gerichtete Mantelfläche 2a eines Kreiskegelstumpfes auf.
Ein äußere Lagerring 7, in diesem Fall der drehfeste Lagerring, ist einem nicht dargestellten Fahrzeug verdrehfest zugeordnet und ein innerer Lagerring 8 ist relativ zu dem äußeren Lagerring 7 drehbar.
Der Dichtungseinheit 1 ist ein Sensor 9 zugeordnet. Der Sensor 9 sitzt radial außerhalb der Dichtungsanordnung 2 sowie radial über der Dichtungsanordnung 2 an der Dichtungsanordnung anliegend oder durch einen Spalt 13 von dieser getrennt.
Die Dichtungsanordnung 1 ist größtenteils mittels eines Abdeckelementes 6 abgedeckt. Das Abdeckelement 6 ist kappenartig einteilig mit dem ersten Träger 3 aus Blech gebildet und außen an einem Flächenabschnitt 7a des äußeren Lagerringes 7 fest. Dazu sitzt das Abdeckelement 6 mit einem hohlzylindrischen Abschnitt 6a auf dem Flächenabschnitt 7a gepresst und erstreckt sich zunächst zwischen dem Sensor 9 und dem Encoder 2 axial von dem äußeren Lagerring 7 weg. Im weiteren Verlauf erstreckt sich das Abdeckelement 6 an einem scheibenförmigen Abschnitt 6b radial nach innen. Ein Zwischenraum 10 ist an der Seite des Encoders 2 durch die Radialebene E begrenzt, die durch die Stirnfläche 7b des äußeren Lagerringes 7 verläuft. Der Encoder 2 ist radial und axial sowie der Zwischenraum 10 ist axial mittels des Abschnittes 6b nach außen abgedeckt und gegen Verschmutzung geschützt.
Das Abdeckelement 6 läuft schließlich in einem von dem Abschnitt 6b abgewinkelten sowie in Richtung der Wälzkörper 16 abgehenden hohlzylindrischen Abschnitt 6c aus. An dem Abschnitt 6c ist die Dichtung 4 fest. Die Dichtung 4 weist eine Dichtlippe 11 mit zwei Dichtkanten 11a und 11b auf. Die Dichtkante 11a liegt an einem Schmutzabweiser 12 in axialer Richtung an.
Der Schmutzabweiser 12 ist ein Winkelring, dessen einer Schenkel 12a radial von dem inneren Lagerring 8 weg radial nach außen gerichtet ist. Außerdem ist der Schmutzabweiser 12 einteilig mit dem zweiten Träger 5 aus Blech gebildet und dazu über den anderen Schenkel 12b mit dem Träger 5 verbunden. An dem Schenkel 12b liegt radial, durch die Wirkung einer Wurmfeder 14 verstärkt vorgespannt, die zweite Dichtkante 11b an. Der von den Dichtkanten 11a und 11b begrenzte Abschnitt der Dichtlippe 11 und Teilabschnitte der Schenkel 12a und 12b begrenzen einen ringförmigen Hohlraum 15, der wahlweise mit Fett befüllt ist. Der Schenkel 12a bildet eine durch den Spalt 16 definierte Spaltdichtung zwischen dem Schmutzabweiser 12 und dem Abdeckelement 6 bzw. zwischen dem Schmutzabweiser 12 und der Dichtung 4. Über den Spalt 16 gelangt auch in den Vorraum 17 eingedrungene Flüssigkeit durch Schwer- oder Fliehkräfte wieder von der Dichtung 4 weg nach außen.
Der zweite Träger 5 geht an dem Schenkel 12b in den Schmutzabweiser 12 über und erstreckt sich zunächst somit, zumindest teilweise radial zwischen der Dichtung 4 und dem inneren Lagerring 8 gelegen, axial in Richtung der Wälzkörper 18 und ist dann radial nach außen abgewinkelt. Dabei verläuft der Träger 5 in Form eines scheibenförmigen Abschnittes 5a axial zwischen den Wälzkörpern 18 und dem Käfig 19 auf der einen Seite sowie der Dichtung 4, dem Schmutzabweiser 12 und dem Abdeckelement 6 auf der anderen Seite radial nach außen. Von dem Abschnitt 5a ist ein hohlzylindrischer Tragabschnitt 5b abgewinkelt, der axial in Richtung des Abdeckelementes 6 weist und auf dem radial zwischen dem Tragabschnitt 5b und dem Abschnitt 6a der Encoder 2 sitzt. Der Encoder 2 umgreift den radial hohlzylindrischen Tragabschnitt 5b und den hohlzylindrisch ausgebildeten Schenkel 12b.
2 zeigt eine Dichtungsanordnung 20 aus dem Encoder 2, aus einem Abdeckelement 21 in Form eines Abdeckbleches mit einer Dichtung 22 und aus einem Schmutzabweiser 23. Das Abdeckelement 21 ist zugleich der erste Träger 24 und sitzt auf dem drehfesten äußeren Lagerring 25. Das Abdeckelement 21 deckt den Encoder 2 radial nach außen, radial nach innen gegen den Vorraum 26 sowie den Encoder 2 axial ab. Der durch die Radialebene E begrenzte Zwischenraum 10 ist axial von dem Schmutzabweiser 23 und der nachgeordneten Dichtung 22 geschützt.
Der Schmutzabweiser 23 ist ein separater winkelförmiger Blechring, der mit einem Schenkel 23a auf dem inneren Lagerring 27 sitzt. An dem Schenkel 23a liegt die Dichtung 22 mit einer Dichtlippe 22a radial an. Eine zweite Dichtlippe 22b ist axial gegen einen rechtwinklig von dem Schenkel 23a abgewinkelten Schenkel 23b vorgespannt.
Ein zweiter Träger 28 ist ein Z-förmig gestalteter Winkelring, der mit einem hohlzylindrischen Abschnitt 28a auf dem inneren Lagerring 27 sitzt. Ein weiterer hohlzylindrischer Abschnitt 28b ist zu dem Abschnitt 28a entgegengesetzt gerichtet an einem die Abschnitte 28a und 28b verbindenden scheibenförmigen Abschnitt 28c ausgebildet und trägt radial außen den Encoder 2. Der Encoder 2 ist aus einem gummielastischen Werkstoff mit magnetisierbaren Zusätzen gebildet und umgreift radial außen den Schenkel 23a.
Die Dichtungsanordnung 29 nach 3 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf, wie die Dichtungsanordnung nach 2, ist jedoch mit einem Schmutzabweiser 30 versehen, dessen Schenkel 30a auf dem inneren Lagerring 27 sitzt. Der Schenkel 30a ist im Vergleich zum Schenkel 23a verkürzt. Axial zwischen dem Schenkel 30a und dem zweiten Träger 28 ist soviel Freiraum, dass eine Dichtlippe 31a einer an dem Abdeckelement 21 festen Dichtung 31 zwischen dem zweiten Träger 28 und dem Schenkel 30a radial an dem inneren Lagerring 27 anliegt. Eine weitere Dichtlippe 31b liegt an dem Schenkel 30a radial an. Schließlich ist eine dritte Dichtlippe 31c axial gegen einen Schenkel 30b des Schmutzabweisers 30 vorgespannt.
Die Dichtungsanordnung 32 nach 4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung mit einigen Merkmalen der zuvor in den 2 und 3 beschriebenen Dichtungsanordnungen 20, 29. Die Dichtungsanordnung 32 weist jedoch einen zweiten Träger 33 auf, dessen hohlzylindrischen Abschnitte 33a und 33b gleichgerichtet sind. Der Abschnitt 33a weist dabei axial in Richtung des Schmutzabweisers 30. An dem Abschnitt 33a liegt radial die Dichtlippe 22a der an dem Abdeckelement 21 befestigten Dichtung 22 an. Die Dichtlippe 22b ist axial gegen den Schenkel 30b vorgespannt. Der Abschnitt 33b des zweiten Trägers 33 trägt an seiner Außenseite den Encoder 2 und umfasst radial den Abschnitt 33a und den Schenkel 30a.
5 zeigt schematisch einen Magnetisierkopf 34, der mit einer kreiszylindrischen und radial nach innen gewandten Polarisierungsfläche 34a einen Encoder 35 umgreift. Der Encoder 35 weist außen eine kreiszylindrische Mantelfläche 35a auf, die der Polarisierungsfläche 34a radial gegenüber liegt. Der Innendurchmesser D ist so groß ausgelegt, das in jedem Fall auch der Encoder mit der größten Abweichung T₁ + T₂ vom Nenndurchmesser d noch von dem Magnetisierkopf umgriffen werden kann. Zwischen einem Encoder 35, dessen Durchmesser dem Nenndurchmesser d entspricht, und dem Magnetisierkopf 34 kann bei ungünstigem Versatz R somit ein maximaler radialer Abstand T₁ + T₂ und radial gegenüber ein Spalt 0 ausgebildet sein. Für Encoder, die innerhalb des Toleranzfeldes kleinere Durchmesser als den Nenndurchmesser aufweisen ist der maximale radiale Abstand > T₁ + T₂. Die Rotationsachse 34b des Magnetisierkopfes 34 und der Rotationsachse 35b des Encoders 35 sind um den radialen Versatz R zueinander fehlerhaft versetzt, der im ungünstigsten Fall dem Wert T₁ + T₂ entspricht.
6 zeigt schematisch einen Magnetisierkopf 36, der mit einer kreisringförmigen Polarisierungsfläche 36a an einer kreisringförmigen aktiven Fläche 37a eines Encoders 37 axial anliegt. Die Rotationsachse 36b des Magnetisierkopfes 36 und der Rotationsachse 37b des Encoders 37 sind um den radialen Versatz R zueinander fehlerhaft versetzt
Als Folge des radialen Versatzes R ist der fertig magnetisierte Encoder 35, 37 mit in Umfangsrichtung zueinander benachbarten und abwechselnd von Nord nach Süd polarisierten Feldern versehen, die abweichend vom Soll = gleichmäßiger Breite und Teilung der Felder zueinander, über den Umfang unterschiedliche Breiten zueinander aufweisen und somit mit unterschiedlicher Teilung (Teilungsfehler) zueinander angeordnet sind.
7 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Magnetisierkopf 38, der mit einer Innenmantelfläche 38a eines Innenkonus eine Mantelfläche 39a eines kegelstumpfförmig ausgebildeten Encoders 39 umgreift und an dieser anliegt. Der Konus am Magnetisierkopf 38 sowie der Kegelstumpf des Encoders 39 weisen zumindest annähernd den gleichen Konus- bzw. Kegelwinkel α auf und die Höhe H₁ des Innenkonus am Magnetisierkopf 38 ist größer als die Höhe H₂ des Kegelstumpfes des Encoders 39. Der kleinste innere Durchmesser D₁ des Konus kleiner ist als der kleinste äußere Durchmesser d₁ des Kegelstumpfes, so dass axial zwischen den Stirnflächen 38c und 39c ein Abstand T verbleibt. Die geraden Innenmantellinien 40 der Innenmantelfläche 38a sind länger als die Außenmantellinien 41 der Mantelfläche 39a des Encoders 39, so dass der Innenkonus den Kegelstumpf beidseitig überragt. Die Rotationsachsen 38b bzw. 39b des Magnetisierkopfes 38 und des Encoders 39 liegen ohne Versatz aufeinander. Nach dem Abschluss der Magnetisierung weist der Encoder 39 deshalb polarisierte Felder auf, die zueinander gleich und ohne Teilungsfehler zueinander angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Dichtungsanordnung
2: Encoder
2a: Mantelfläche
3: erster Träger
4: Dichtung
5: zweiter Träger
5a: Abschnitt
5b: Tragabschnitt
6: Abdeckelement
6a: Abschnitt
6b: Abschnitt
6c: Abschnitt
7: äußerer Lagerring
7a: Abschnitt
7b: Stirnfläche
8: innerer Lagerring
9: Sensor
10: Zwischenraum
11: Dichtlippe
11a: Dichtkante
11b: Dichtkante
12: Schmutzabweiser
12a: Schenkel
12b: Schenkel
13: Spalt
14: Wurmfeder
15: Hohlraum
16: Spalt
17: Vorraum
18: Wälzkörper
28: zweiter Träger
28a: Abschnitt
28b: Abschnitt
28c: Abschnitt
29: Dichtungsanordnung
30: Schmutzabweiser
30a: Schenkel
30b: Schenkel
31: Dichtung
31a: Dichtlippe
31b: Dichtlippe
31c: Dichtlippe
32: Dichtungsanordnung
33: zweiter Träger
33a: Abschnitt
33b: Abschnitt
34: Magnetisierkopf
34a: Polarisierungsfläche
35: Encoder
35a: Mantelfläche
35b: Rotationsachse
36: Magnetisierkopf
36a: Polarisierungsfläche
36b: Rotationsachse
37: Encoder
37a: Fläche
37b: Rotationsachse
38: Magnetisierkopf
38a: Innenmantelfläche
38b: Rotationsachse
19: Käfig
20: Dichtungsanordnung
21: Abdeckelement
22: Dichtung
22a: Dichtlippe
22b: Dichtlippe
23: Schmutzabweiser
23a: Schenkel
23b: Schenkel
24: erster Träger
25: äußerer Lagerring
26: Vorraum
27: innerer Lagerring
38c: Stirnfläche
39: Encoder
39a: Mantelfläche
39b: Rotationsachse
39c: Stirnfläche
40: Innenmantellinien
41: Mantellinien

Claims

Dichtungsanordnung (1, 20, 29, 32), die zumindest einen radialen Zwischenraum (10) zwischen wenigstens einem drehbeweglichen Lagerring (8, 27) und mindestens einem drehfesten Lagerring (7, 25) abdichtet, und dabei die Dichtungsanordnung (1, 20, 29, 32) – mit wenigstens einem ersten Träger (3, 24) versehen ist, wobei der erste Träger (3, 24) wenigstens eine elastische Dichtung (4, 22, 31) trägt und an dem drehfesten Lagerring (7, 25) fest ist, – einen zweiten Träger (5, 28, 33) aufweist, wobei der zweite Träger (5, 28, 33) an dem drehbeweglichen Lagerring (8, 27) fest ist und zumindest einen Encoder (2, 39) trägt und dabei der Encoder (2, 39) eine nach außen gerichtete Mantelfläche (2a, 39a) eines Kreiskegelstumpfes aufweist, – einen Schmutzabweiser (12, 23, 30) aufweist, wobei der Schmutzabweiser (12, 23, 30) und der erste Träger (3, 24) relativ zueinander rotationsbeweglich angeordnet sind und dabei die Dichtung (4, 22, 31) zumindest an dem Schmutzabweiser (12, 23, 30) anliegt, und wobei der Encoder (2, 39) außerhalb des Zwischenraumes (10) angeordnet ist, und dabei den drehbeweglichen Lagerring (8, 27) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckelement (6, 21) einteilig mit dem ersten Träger (3, 24) aus Blech gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Encoder (2) mittels des Abdeckelementes (6, 21) radial und axial vollständig abgedeckt ist, wobei das Abdeckelement (6, 21) an einem der Lagerringe (7, 25) drehfest ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das Abdeckelement (6, 21) die Dichtung (4, 22, 31) zumindest teilweise abdeckt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das Abdeckelement (6, 21) an einem radial äußeren Flächenabschnitt (7a) des drehfesten Lagerringes (7) fest ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, bei der das Abdeckelement (6) ausgehend von dem drehfesten Lagerring (7) sich zunächst axial von dem drehfesten Lagerring (7) weg radial zwischen einem Sensor (9) und dem Encoder (2) erstreckt und dabei den Encoder (2) in radiale Richtung abdeckt, bei der das Abdeckelement (6) sich anschließend radial erstreckt und dabei den Encoder (2) und den Zwischenraum (10) in axiale Richtung zumindest teilweise abdeckt und bei der das Abdeckelement (6) sich schließlich axial in Richtung von Wälzkörpern (18) erstreckt und dabei die Dichtung (4) aufnimmt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, bei der das Abdeckelement (21) ausgehend von dem drehfesten Lagerring (25) sich zunächst axial von dem drehfesten Lagerring (25) weg radial zwischen einem Sensor (9) und dem Encoder (2) erstreckt und dabei den Encoder (2) in radiale Richtung abdeckt, bei der das Abdeckelement (21) sich anschließend radial erstreckt und dabei den Encoder (2) und den Zwischenraum (10) in axiale Richtung zumindest teilweise abdeckt, bei der das Abdeckelement (21) dann in Richtung des Zwischenraumes (10) abgewinkelt radial zwischen dem Encoder (2) und dem drehbeweglichen Lagerring (27) verläuft und bei dem das Abdeckelement (21) sich schließlich radial in Richtung des drehbeweglichen Lagerringes (27) erstreckt und dabei die Dichtung (22, 31) trägt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzabweiser (12) und der zweite Träger (5) einteilig aus Blech gebildet sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, bei der der zweite Träger (5) zunächst von dem Schmutzabweiser (12) aus, und dabei radial zwischen der Dichtung (4) und dem drehbeweglichen Lagerring (8) angeordnet, axial in Richtung von Wälzkörpern (18) ausgerichtet ist und dann radial zwischen den Wälzkörpern (18) und der Dichtung (4) von dem drehbeweglichen Lagerring (8) radial weg verläuft und dass der zweite Träger (5) schließlich axial in Richtung des Abdeckelementes (6) ausgerichtet ist und dabei den Encoder (2) aufweist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung (4, 22, 31) mit wenigstens einer Dichtlippe (11a, 22b, 31c) in axialer Richtung an dem Schmutzabweiser (12, 23, 30) anliegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung (4, 22) mit wenigstens einer Dichtlippe (11b, 22a, 31b) radial an dem Schmutzabweiser (12, 23, 30) anliegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung (31) mit wenigsten einer Dichtlippe (31a) direkt an dem drehbeweglichen Lagerring (27) anliegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung (4, 22) mit wenigstens einer Dichtlippe (11, 22a) radial an dem zweiten Träger (5, 33) anliegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Dichtung (4) und der Schmutzabweiser (12) einen ringförmigen mit einem Schmierfett befüllten Hohlraum (15) zwischen sich einschließen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Schmutzabweiser (23, 30) ein im Querschnitt winkelförmiger Blechring mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Schenkeln (23a, 23b, 30a, 30b) ist, wobei wenigstens einer der Schenkel (23a, 30a) radial von dem Encoder (2) umgriffen ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der zweite Träger (28) ein Blechring mit zwei voneinander weisenden hohlzylindrischen Abschnitten (28a, 28b) ist, wobei die Abschnitte (28a, 28b) über einen scheibenförmigen und radial von dem drehbeweglichen Lagerring (27) nach außen abgehenden Steg (28c) miteinander verbunden sind und dabei einer der Abschnitte (28a, 28b) radial den Encoder (2) aufnimmt und der andere der Abschnitte (28a, 28b) auf dem drehbeweglichen Lagerring (27) sitzt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Encoder (2, 39) aus einem gummielastischen Material gebildet ist.
Magnetisierkopf (38) zum Polarisieren eines Encoders (2, 39) der Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, bei dem der Magnetisierkopf (38) an seinem Innenumfang eine Innenmantelfläche (38a) eines Innenkonus aufweist, wobei die Innenmantelfläche (38a) mit der Mantelfläche (2a, 39a) des Kegelstumpfes des Encoders (2, 39) korrespondiert und dabei die den Innenkonus beschreibenden und zur Rotationsachse (38b) des Magnetisierkopfes geneigten geraden Innenmantellinien (40) der Innenmantelfläche (38a) länger sind als die mit den Innenmantellinien (40) gleichgerichteten geraden und die Mantelfläche (39a) des Encoders (2, 39) beschreibenden Mantellinien (41).
Magnetisierkopf (38) nach Anspruch 17, bei dem der kleinste innere Konusdurchmesser des Innenkonus kleiner ist als der kleinste äußere Durchmesser des Kreiskegelstumpfes, wobei die Innenmantelfläche (38a) des bei einem Polarisieren auf dem Encoder (2, 39) aufsitzenden Magnetisierkopfes (38), an der Mantelfläche (2a, 39a) anliegend, die Mantelfläche (2a, 39a) axial des Encoders (2, 39) beidseitig überragt.