DE19640895B4

DE19640895B4 - Wälzlager mit einer integrierten Drehzahlmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE19640895B4
Application number: DE19640895A
Authority: DE
Inventors: Erich Lunz; Michael Dipl.-Ing. Diedrich; Reinhard Dipl.-Ing. Schwinghammer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: DE19640895A1; DE59706260D1; WO1998015838A1; EP0929815A1; ES2171902T3; EP0929815B1

Abstract

Wälzlager mit einer integrierten Drehzahlmesseinrichtung, das einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und zwischen diesen angeordnete Wälzkörper für die radiale Lagerung enthält, wobei die Drehzahlmesseinrichtung mindestens einen Messwert-Sensor und einen Messwert-Geberring aufweist, der an einem der Lagerringe befestigt ist und an seiner Außenmantelfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Skala aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (1) an dem Lageraußenring (2) zusätzlich mit Axialwälzlagern (8) drehbar gelagert ist und dass der Geberring (9) eine Laufbahn für eines der beiden Axialwälzlager (8) bildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer integrierten Drehzahlmesseinrichtung, das einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und zwischen diesen angeordnete Wälzkörper für die radiale Lagerung enthält, wobei die Drehzahlmesseinrichtung mindestens einen Messwert-Sensor und einen Messwert-Geberring aufweist, der an einem der Lagerringe befestigt ist und an seiner Außenmantelfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Skala aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 39 05 251 A1 ist ein Wälzlager mit einer Vorrichtung zum Ermitteln des in einer Welle übertragenen Drehmomentes bekannt, welches längs der Welle zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete Drehzahlmesseinrichtungen mit jeweils einem Messwert-Sensor und einem scheibenförmigen Messwertgeber benötigt. Hier bildet die Welle den Lagerinnenring für die als Zylinderrollen ausgebildeten Wälzkörper. Der Lageraußenring benötigt für die Sensoren axiale Verlängerungen mit Ausnehmungen, in welchen die Sensoren gehalten sind, so dass er ein konstruktiv aufwendiges Bauteil bildet.

Ein Wälzlager der eingangs genannten Art ist aus der DE 37 33 495 A1 bekannt. Dieses weist einen an dem Lageraußenring befestigten Dichtungsaufnahmering auf, in dem eine Winkelkodierung in Form einer Verzahnung eingearbeitet ist. Den Zähnen mit geringem Luftspalt radial gegenüberliegend ist ein Sensor angeordnet, der beispielsweise auf induktivem Wege arbeitet und bei jedem vorbeibewegten Zahn ein Signal erzeugt. Anhand der pro Zeiteinheit vorbeilaufenden Zähne bzw. vom Sensor erzeugten Signale können in einer nachfolgenden Auswerteschaltung Drehzahlen, Beschleunigungen oder Verzögerungen ermittelt werden, die in Steuer- oder Regelsignale für Antriebe oder Bremsen umgesetzt werden können.

Ein Nachteil dieses Wälzlagers besteht darin, dass sich die Verzahnung hier als Messwertgeber außerhalb des Lageraußenringes befindet und der Sensor daher noch weiter entfernt von dem Lageraußenring angeordnet werden muß. Dadurch wird ein großer Bauraum für das Lager erforderlich.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 94 18 459 U1 ein Wälzlager mit Drehzahlsensor bekannt, bei dem auch der Geberring an dem Lagerinnenring stirnseitig angrenzt und der Sensor in einer den Geberring in Umfangsrichtung umschließenden Trägerkonstruktion (Sensorgehäuse) angeordnet ist, die als einzelnes ringförmiges Bauteil ausgebildet ist und deren Außendurchmesser demjenigen des Lageraußenrings entspricht.

Nachteilig dabei ist, dass eine derartige Lageranordnung mit Drehzahlsensor insbesondere dann nicht einsatzfähig ist, wenn neben radialen Kräften auch axial wirkende Kräfte sicher aufgenommen werden müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wälzlager zu schaffen, welches kostengünstig herstellbar ist, einen nur geringen Bauraum erfordert und auch hohe Axialkräfte aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerinnenring an dem Lageraußenring zusätzlich mit Axialwälzlagern drehbar gelagert ist und dass der Geberring eine Laufbahn für eines der beiden Axialwälzlager bildet.

In dem Bereich des Lageraußenringes wird also eine Trägerkonstruktion eingesetzt, die gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllen kann. Sie dient zum einen dazu, den Messwert-Sensor in seiner exakten Stellung in Bezug auf den Geberring zu halten.

Da zur Abdichtung der Skala nach außen an dem Geberring und zwischen diesem und der Trägerkonstruktion zwei in Umfangsrichtung sich erstreckende Lippendichtungen angeordnet sein können, dient die Trägerkonstruktion in diesem Fall außerdem dazu, die Dichtungen zu halten. Somit werden durch den Einsatz der Trägerkonstruktion die einzelnen Bauteile in ihrer richtigen Position zueinander fixiert.

Die Trägerkonstruktion kann an dem Lageraußenring stirnseitig angrenzend und mit diesem in einer kreisförmigen Ausnehmung eines Maschinengestells angeordnet sein. Der Lageraußenring kann mit Schrauben an dem Maschinengestell befestigt sein, die in zum Wälzlager achsparallelen Gewindebohrungen des Maschinengestells eingeschraubt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine stirnseitige Ansicht eines Geberringes, der von einer Trägerkonstruktion umfaßt ist, als Bauteile eines erfindungsgemäßen Wälzlagers;
2 einen Längsschnitt durch ein Wälzlager mit einem Geberring und einer Trägerkonstruktion gemäß Linie II-II der 1;
3 einen vergrößerten Teilbereich des Längsschnitts eines weiteren Lagers.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die erfindungsgemäßen Lager sind als Rundtischlager dargestellt, sie können auch als Drehverbindungen verwendet werden, die in Rundschalttischen oder Rundtakttischen eingebaut werden. Zwischen einem Lagerinnenring 1 und einem Lageraußenring 2 sind als Rollen ausgebildete Wälzkörper 3 für die radiale Lagerung der relativ zueinander verdrehbaren Bauteile angeordnet. Der Lagerinnenring 1 sitzt auf einer Zentrierung oder Welle 4 eines drehbaren Bauteils 5, während der Lageraußenring 2 innerhalb einer Ausnehmung 6 eines festen Maschinengestells 7 angeordnet ist.
Zusätzlich zu der radialen Lagerung ist der drehbare Lagerinnenring 1 gegenüber dem festen Lageraußenring 2 mit zwei Axialwälzlagern 8 gelagert. Hierzu ist der Lagerinnenring 1 als Winkelring mit einer kreisringförmigen Laufbahn ausgebildet, an der sich der Lageraußenring 2 mittels des einen Axialwälzlagers 8 axial abstützt. In der entgegengesetzten axialen Richtung liegt das weitere Axiallager 8 an einem Geberring 9 an, der stirnseitig an dem Lagerinnenring 1 angrenzt und an diesem befestigt ist. Die Befestigung kann mit Hilfe von Schrauben erfolgen, die in achsparallele fluchtende Bohrungen des Lagerinnenringes 1 und des Geberringes 9 eingeschraubt werden. Dabei befinden sich die Bohrungen 10 in dem Lagerinnenring 1 und die Bohrungen 11 in dem Geberring 9.
Der Geberring 9 ist Teil einer Drehzahlmeßeinrichtung und weist an seinem äußeren Umfang eine Skala 12 auf. Diese verläuft in Umfangsrichtung des Geberringes 9 und ist mit einem geringen Luftspalt an einem Sensor 13 angeordnet, der von einer Trägerkonstruktion 14 gehalten wird. In den Ausführungsbeispielen ist an dem Lager ein einziger Sensor 13 angeordnet. Es ist aber auch möglich, mehrere Sensoren 13 an einem Lager vorzusehen.
Die Trägerkonstruktion 14 ist als Ring ausgebildet und hat denselben Außendurchmesser wie der Lageraußenring 2, sie ist ebenso wie dieser innerhalb der Ausnehmung 6 des Maschinengestells 7 angeordnet. Die Trägerkonstruktion 14 weist in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnete achsparallele Bohrungen auf, die es ermöglichen, Schrauben 15 für die Befestigung des Lageraußenringes 2 an dem Maschinengestell 7 hindurchzustecken. Außer dem weist der Lageraußenring 2 drei Gewinde 16 für Abdrückschrauben auf, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen hintereinander achsparallel in dem Lageraußenring 2 angebracht sind. Mit Hilfe der Abdrückschrauben kann der Lageraußenring aus dem Maschinengestell 7 herausgelöst werden.
Um den Abtastbereich des Sensors 13 an der Skala 12 nach außen zu schützen, sind an dem Geberring 9 am Außenumfang axial zu beiden Seiten der Skala 12 Lippendichtungen 17 angeordnet. Bei der Drehung des Bauteils 5 gleiten die Lippendichtungen 17 an der Trägerkonstruktion 14 entlang. Sie bewirken eine vollständige Abdichtung der Skala 12 und des Meßbereichs des Sensors 13.

1: Lagerinnenring
2: Lageraußenring
3: Wälzkörper
4: Welle
5: drehbares Bauteil
6: Ausnehmung
7: Maschinengestell
8: Axialwälzlager
9: Geberring
10: Bohrung
11: Bohrung
12: Skala
13: Sensor
14: Trägerkonstruktion
15: Schraube
16: Gewinde für Abdrückschraube
17: Lippendichtung

Claims

Wälzlager mit einer integrierten Drehzahlmesseinrichtung, das einen Lagerinnenring, einen Lageraußenring und zwischen diesen angeordnete Wälzkörper für die radiale Lagerung enthält, wobei die Drehzahlmesseinrichtung mindestens einen Messwert-Sensor und einen Messwert-Geberring aufweist, der an einem der Lagerringe befestigt ist und an seiner Außenmantelfläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Skala aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (1) an dem Lageraußenring (2) zusätzlich mit Axialwälzlagern (8) drehbar gelagert ist und dass der Geberring (9) eine Laufbahn für eines der beiden Axialwälzlager (8) bildet.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberring (9) an dem Lagerinnenring (1) stirnseitig angrenzt und der Sensor (13) in einer den Geberring (9) in Umfangsrichtung umschließenden Trägerkonstruktion (14) angeordnet ist, die als einzelnes ringförmiges Bauteil ausgebildet ist und deren Außendurchmesser demjenigen des Lageraußenringes (2) entspricht.
Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerkonstruktion (14) an dem Lageraußenring (2) stirnseitig angrenzend und mit diesem in einer kreisförmigen Ausnehmung (6) eines Maschinengestells (7) angeordnet ist.
Wälzlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (2) mit Schrauben (15) an dem Maschinengestell (7) befestigt ist, die in achsparallelen Gewindebohrungen des Maschinengestells (7) eingeschraubt sind.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Skala (12) in der Form einer Verzahnung ausgebildet ist.
Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Skala (12) nach außen an dem Geberring (9) und zwischen diesem und der Trägerkonstruktion (14) zwei in Umfangsrichtung sich erstreckende Lippendichtungen (17) angeordnet sind.
Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (2) drei achsparallele Gewinde (16) für Abdrückschrauben aufweist, die in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnet sind.