DE69232363T2 - Dichtungsanordnung für einen an ein abgedichtetes Walzlager angepassten Messwertaufnehmer - Google Patents
Dichtungsanordnung für einen an ein abgedichtetes Walzlager angepassten MesswertaufnehmerInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Informationssensoren, die an ein dichtes Lager angepasst ist, das ein Betriebsparameter des Lagers in ein Signal verwandelt.
- Die Veröffentlichung FR-A-2629155 beschreibt eine zwischen dem Lager und einem Außenteil befindliche Dichtungsvorrichtung für Informationssensoren, in der eine vom Sensorelement getragene Dichtungslippe sich auf einer drehbaren Bewehrung des Kodierelements in Schleifkontakt befindet.
- Die Veröffentlichung FR-A-2618516 beschreibt eine Dichtungsvorrichtung für Informationssensoren, in der eine auf einer ersten Stützbewehrung des Sensors gelagerte Dichtungslippe durch eine zweite Stützbewehrung des Kodierelements, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, gestützt wird.
- Die vorgenannten Ausführungen erhöhen deutlich die Abmessungsmerkmale des Lagers.
- Die von der Anmelderin eingereichte Patentanmeldung 90-13430 beschreibt ein Lager, in dem die Dichtungsvorrichtung des Sensors den ISO-Platzbedarf des Lagers beachtet.
- Wenn in die Lagerdichtung ein elektronisches oder elektrisches Bauteil eingebaut werden soll, verändern die örtlichen, zum Schutz des Bauteils vorgesehenen Verstärkungen und Bewehrungen deutlich die physischen Eigenschaften der Dichtung. Der Dichtheitsgrad des Lagers kann sich dann für einige Anwendungen als unzureichend erweisen.
- Außerdem halten die einen Stapel von Bauteilen aus verschiedenen Materialien einsetzenden Sensoranordnungen bei bedeutenden Schwankungen der Betriebstemperatur den durch ihre Ausdehnung hervorgerufenen Belastungen nicht stand.
- In manchen Anordnungen ist es erwünscht, dass der Sensor frei drehbar ist, insbesondere dann, wenn das Lager als Ganzes montiert wird, wohingegen andere Anordnungen eine wirksame stationäre Befestigung des Sensors erfordern.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile dadurch zu beheben, dass eine mechanisch stabile Dichtungsanordnung vorgeschlagen wird.
- Erfindungsgemäß weisen die erste Stützbewehrung des Sensors einen axial in Richtung der Lagerkörper verlaufenden Versteifungsfalz zur Umschließung eines die Dichtungslippe tragenden Elastomerelements, und der Falz ein Fenster auf, dessen seitliche Ränder den Einbaubereich des Sensors und der Außenrand den radialen Auflagebereich des Sensors begrenzen.
- Durch die so ausgeführte Anordnung kann die geforderte Dichtheitseigenschaft für das mit standardisierten, beispielweise dem ISO-Platzbedarf genügenden Merkmalen versehene Lager mühelos erhalten bleiben.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Anordnung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Lagers, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. Es zeigen:
- - Fig. 1: eine axiale Schnittdarstellung des die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung verwendenden Kugellagers,
- - Fig. 2: eine radiale Schnittdarstellung einer Stützbewehrung des Sensors,
- - Fig. 3: eine Vorderansicht der Stützbewehrung des Sensors gemäß Fig. 2,
- - Fig. 4: eine vergrößerte, radiale Schnittdarstellung der Stützbewehrung nach Fig. 2 im Montierbereich des Sensors,
- - Fig. 5: eine vergrößerte, radiale Schnittdarstellung der Stützbewehrung nach Fig. 2, aus der der funktionelle Teil zur Verankerung auf den stationären Lagerring ersichtlich ist,
- - Fig. 6: eine hintere Teilansicht der Stützbewehrung des Sensors in Richtung des Pfeils F6 aus Fig. 2,
- - Fig. 7a, 7b, 7c: Teilschnitte der Dichtungsanordnung in Verbindung mit Ausführungsvarianten der zweiten Stützbewehrung des Kodierelements.
- Gemäß der Zeichnung weist das in Fig. 1 gezeigte dichte Lager einen Außenring 1 und einen Innenring 2 auf, die je nach der verwendeten Anordnung wahlweise stationär oder drehbar ausgeführt sein können.
- Die Ringe 1 und 2 weisen Laufflächen für in einem Käfig 4 angeordnete Lagerkörper 3 auf, wobei der Käfig die Lagerkörper festhält und deren Winkelstellung sichert.
- In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Außenring 1 stationär ausgebildet und weist eine Montagerille 5 einer bekannten, mit einer flexiblen Lippe versehenen Dichtung 6 auf, die auf einer Seite des Lagers zwischen den Ringen 1 und 2 angeordnet ist.
- Die Dichtungsanordnung 10 besitzt eine erste ringförmige Bewehrung 11, die in einer Rille 5' des stationären Rings 1 montiert ist, und trägt einen (magnetischen, induktiven oder kapazitiven) Sensor 12 sowie eine radiale Dichtungslippe 13. Die Lippe 13 ruht abgedichtet axial und radial auf einer (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel konisch ausgebildeten) Auflagefläche 15 einer zweiten Bewehrung 14, die drehfest mit einem Kodierelement 16 verbunden ist, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll. Das Kodierelement 16 kann entweder auf der in der Fig. 1 dargestellten Bewehrung 14 oder auf einem in den Fig. 7a, 7b, 7c jeweils mit den Bezugszeichen 14a, 14b, 14c bezeichneten Element, dessen Dicke und geometrische Form veränderlich sind, gelagert sein.
- In diesen nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen bildet das Element gemäß 14a, 14b oder 14c mit einem Ansatz 20 des drehbaren Innenrings 2 eine dichte Auflagefläche. Insbesondere aus den Fig. 2 und 4 wird ersichtlich, dass die Bewehrung 11 einen ringförmigen Versteifungsfalz 22 aufweist, der axial in Richtung der Lagerkörper 3 verläuft, wobei ein Elastomerwerkstoff 21 auf der Vorderseite der Bewehrung 11 von einem Abguß derart geformt ist, dass es den durch den Falz 22 gebildeten Hohlraum ausfüllt. Eine erste radiale Erstreckung 22i des ersten Falzes 22 trägt die zum Zentrum der Bewehrung hin verlaufende Dichtungslippe 13. Eine zweite radiale Erstreckung 22e des ersten Falzes 22 weist eine axiale Verlängerung 23 auf.
- Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, bilden nach dem Falten in Richtung der Lagerachse die radiale Erstreckung 22e und die axiale Verlängerung 23 der Bewehrung 11 eine ringförmige Umrandung 25, die in eine Rille 5' des stationären Rings 1 eingefasst werden soll.
- Hierzu weist die ringförmige Umrandung 25 einen Befestigungsbund 26 auf, der in der Rille 5' eingelassen ist. Ferner stellt der Bund 26 die Dichtheit zwischen der Rille 5' des stationären Rings 1 und der ringförmigen Umrandung 25 der Anordnung 10 her.
- Zur Erleichterung der Montage des Sensors 12 unter Beibehaltung der Steifheit der Dichtung ist ein aus dem Falz 22 ausgeschnittenes Fenster 30 in der Bewehrung 11 vorgesehen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, in der die hintere Seite der Bewehrung 11 dargestellt ist, öffnet das Fenster 30 radial nach innen und wird demnach auf der hinteren Seite lediglich durch seine seitlichen Ränder 30a und seinem radialen Außenrand 30e begrenzt, wobei alle drei Ränder dem Falz 22 angehören. Auf seiner Vorderseite weist die Bewehrung 11 in dem Einbaubereich des Sensors 12 einen in der Fig. 4 dargestellten Montageschwanz 33 des Sensors 12 auf, der in der Masse des Elastomerwerkstoffs, aus dem die Lippe 13 besteht, ausgebildet wurde.
- Der Schwanz 33 weist eine Öffnung 34 zur Aufnahme des Sensors 12 auf, die in Verlängerung des Fensters 30 ausgebildet ist. Die radiale Innenwandung dieser Öffnung 34 bildet den in der Fig. 6 dargestellten, inneren radialen Rand 30i. Die Öffnung 34 zur Aufnahme des Sensors 12 ist mit einer Membran 35 versehen, die beispielsweise durch die Kabelschuhe oder die elektrischen Anschlussdrähte des Sensors durchbohrt werden kann.
- Nach einem weiteren Merkmal der Anordnung ist die axiale Verlängerung 23 außerhalb des Fensters 30 derart gegen die zweite radiale Erstreckung 22e des Falzes 22 umgebogen, dass sie den in den Fig. 2 und 4 dargestellten radialen Falz 40 bildet.
- Die so umgebogene axiale Verlängerung 23 wird ihrerseits durch eine axiale Ausnehmung 29 verlängert, die wie aus Fig. 4 ersichtlich, in der Masse des Elastomerwerkstoffs versenkt ist.
- Auf der Vorderseite verlängert diese axiale Ausnehmung 29 den radialen Außenrand 30e des Fensters 30.
- Die so ausgeführte Anordnung wird durch das Anschweißen des Netzkabels 37 an die Kabelschuhe ergänzt. Eine Schutzhülle 36 verleiht der elektrischen Verbindung zusätzliche Dichtheit. Beispielsweise kann die Hülle 36, nachdem der Sensor 12 und das Kabel 37 in die Form positioniert wurden, gleichzeitig mit den anderen Teilen der Dichtung, wie z. B. der Lippe 13 und dem Montageschwanz 33 des Sensors, gegossen werden. Die Hülle 36 kann auch, nach vorheriger Positionierung des an das Kabel 37 angeschweißten Sensors 12 in das Montagefenster 30, von einem Abguss an den Montageschwanz 33 des Sensors angeformt werden.
- Beim Zusammenfügen der Dichtungsanordnung 10 und des Lagers wird die axiale Verlängerung 23 gegen die Vorderseite der Erstreckung 22e umgebogen, wobei sie sich in der Rille 5' abstützt.
- Außerdem ermöglicht die axiale Ausnehmung 29 das radiale Abstützen des Sensors 12 und kanalisiert sie die von der Kodiereinrichtung 16 erzeugten Magnetfeldlinien auf das empfindliche Element des Sensors 12 zu.
- Das Merkmal der Dichtungslippe der Dichtung 6 und der Lippe 13 ist derart, dass diese Lippen seitliche Stellungen einnehmen, die symmetrisch zur Mittelebene des Lagers sind.
- Dieses Merkmal ermöglicht eine ausgewogene Verteilung der antagonistischen Reibungsmomente der Dichtungslippen.
- Wenn die Kodiereinrichtung 16 auf einem in Dicke und geometrischer Form veränderlichen Element 14a, 14b oder 14c, wie es in den Fig. 7a, 7b, 7c dargestellt ist, montiert wird, kann diese Kodiereinrichtung kraftschlüssig auf die Auflagefläche 41 des Rings 2 montiert und zwischen der Rollbahn des Lagers und der Seitenfläche des Rings eingebaut werden, um so das Spiel, das infolge der unterschiedlichen Ausdehnung des Rings 2 und der Kodiereinrichtung 16 auftritt, aufzunehmen.
Claims (10)
1. Dichtungsanordnung für Informationssensoren, die an ein dichtes Lager angepasst ist,
wobei die Anordnung einen stationären Ring (1), einen drehbaren Ring (2) und
Lagerkörper (3) umfasst, wobei eine erste ringförmige Bewehrung (11) auf dem
stationären Ring (1) montiert ist und einen Sensor (12) und eine Dichtungslippe (13)
trägt, die sich auf einer zweiten ringförmigen Bewehrung (14) abstützt, welche auf
dem drehbaren Ring (2) angebracht ist und eine Kodiereinrichtung (16) trägt,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewehrung (11) einen ringförmigen
Versteifungsfalz (22) aufweist, der axial in Richtung der Lagerkörper (3) verläuft, dass
ein die Dichtungslippe (13) tragender Elastomerwerkstoff (21) von einem Abguss an
der Vorderseite der ersten Bewehrung (11) angeformt ist und den Hohlraum des Falzes
(22) ausfüllt, dass dieser Falz ein Fenster (30) aufweist, dessen seitliche Ränder (30a)
den Einbaubereich des Sensors (12) und dessen Außenrand (30e) einen radialen
Auflagebereich des Sensors begrenzen, und dass ein radialer innerer Auflagerand (30i)
des Sensors durch die in der Masse des Elastomerwerkstoffs (21) ausgeführte und
gegenüber dem Fenster (30) befindliche radiale Innenwandung der Öffnung (34) eines
Montageschwanzes (33) des Sensors (12) definiert wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewehrung (11)
eine ringförmige Befestigungsumrandung (25) aufweist, die radial auf die Lagerachse
zu umgebogen ist und in eine Rille (5') des stationären Rings (1) eingefasst werden
soll.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige
Umrandung (25) einen in die Rille (5') eingelassenen Dichtungsbund (26) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des
Sensors (12) durch den Montageschwanz (33) versteift wird.
5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Montageschwanz (33) eine Schutz- und Abdichthülle (36) aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (36) von einem
Abguss auf dem Montageschwanz (33) des Sensors geformt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungslippe (13)
der ersten Bewehrung (11) axial und radial auf einer Auflagefläche (15) der zweiten
Bewehrung (14) lagert, welche drehfest mit der Kodiereinrichtung (16) auf einer
Auflagefläche (41) des drehbaren Rings (2) verbunden ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (15)
der zweiten Bewehrung (14) eine Dichtfläche ist.
9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet
dass die Kodiereinrichtung (16) auf einem Element (14a, 14b, 14c) der zweiten
Bewehrung (14) gelagert ist, das sich abdichtend auf einen den Montagebereich der
Kodiereinrichtung axial begrenzenden Ansatz (20) des drehbaren Rings (2) abstützt.
10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Bewehrung (11) eine axiale Ausnehmung (29) aufweist, die in der
Masse des Elastomerwerkstoffs (21) versenkt ist.
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