DE102013210315A1 - Wälzlager mit Encoderring und Verfahren zu dessen Montage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) und ein Verfahren zu dessen Fertigung mit zwei radial übereinander angeordneten Lagerringen (2, 3) und zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern (4) und einer Drehzahlerfassungseinrichtung mit einem auf dem Lagerring (2) angeordneten, aus einem Trägerteil (11) und einem Magnetteil (12) gebildeten Encoderring (10). Um während der Montage des Wälzlagers (1) den Encoderring (10) in großen Mengen bevorraten und einfach vereinzeln zu können, weist eine axiale Stirnseite einer durch Trägerteil (11) und Magnetteil (12) gebildeten Kontur ein radial verjüngtes, einen verringerten magnetischen Kontakt ausbildendes Distanzprofil (15) auf.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager und ein Verfahren zu dessen Fertigung mit radial übereinander angeordneten Lagerringen und zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern und einer Drehzahlerfassungseinrichtung mit einem auf einem Lagerring angeordneten, aus einem Trägerteil und einem Magnetteil gebildeten Encoderring.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Wälzlager, beispielsweise Radlager von Kraftfahrzeugen wie PKW oder NKW weisen radial übereiander angeordnete Lagerringe, beispielsweise einen feststehenden, beispielsweise an einem Radträger aufgenommenen Außenring und einen gegenüber diesem verdrehbaren Innenring auf. Um beispielsweise ein Antiblockiersystem betreiben zu können, werden Drehkennwerte wie die Differenzdrehzahl und deren zeitliche Gradienten zwischen Außenring und Innenring und damit eines an dem Innenring befestigten Rads von einer Drehzahlerfassungseinrichtung erfasst und in einem Steuergerät ausgewertet. Hierbei ist an dem Innenring, wie beispielsweise aus der DE 10 2011 003 703 A1 bekannt, ein Encoderring angeordnet, der aufgrund seiner Ausbildung bei Verdrehung des Innenrings an einem Drehzahlsensor inkrementelle Signale erzeugt. Der Encoderring kann dabei aus einem Trägerteil und einer auf diesem angeordneten magnetischen Beschichtung gebildet sein, der an einer magnetisch empfindlichen Sensorfläche des Drehzahlsensors über den Drehwinkel des Innenrings wechselnde Signale erzeugt. Durch die magnetischen Eigenschaften der Encoderringe sind diese während der Montage des Wälzlagers schwierig vorzuhalten, eine Vereinzelung durch die Magnetkräfte aneinander gebundener Encoderringe kann einen erhöhten Herstellaufwand erfordern.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Wälzlager und ein Verfahren zu dessen Montage mit einer einfachen Handhabung und Vereinzelung der Encoderringe vorzuschlagen.
  • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder. Die Aufgabe wird weiterhin durch die Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Das vorgeschlagene Wälzlager enthält zwei übereinander Angeordnete Lagerringe, beispielsweise einen Innenring, einen Außenring und zwischen diesen auf einer oder mehreren Wälzkörperreihen abwälzenden Wälzkörpern und einer Drehzahlerfassungseinrichtung mit einem auf einem drehenden der Lagerringe angeordneten, aus einem Trägerteil und einem Magnetteil gebildeten Encoderring. Bevorzugt ist das Trägerteil aus Blech, beispielsweise mittels eines kombinierten Stanz-/Umformverfahrens und/oder dergleichen oder einem Blechstreifen mittels eines Stanz-/Biegeverfahrens und gegebenenfalls einer Verbindung dessen Enden zu einem geschlossenen Ringteil hergestellt. Das Magnetteil kann aus einem entsprechenden magnetischen Masseteil, einem Magnetpartikel enthaltenden Teil oder als Beschichtung des Trägerteils vorgesehen sein. Magnetteil und Trägerteil sind miteinander formschlüssig, reibschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden und/oder verklebt. Zur Bildung von aneinander haftenden, jedoch leicht vereinzelbaren Losen von Encoderringen vor dem Fügen dieser auf dem Innenring oder einem mit diesem fest verbundenen Bauteil ist an zumindest einer axialen Stirnseite einer durch Trägerteil und Beschichtung gebildeten Kontur ein radial verjüngtes Distanzprofil vorgesehen. Durch die Ausbildung eines derartigen Distanzprofils wird eine Kontaktfläche zwischen koaxial aneinander haftender Encoderringe derart verringert, dass diese zwar verliersicher aneinanderhaften, jedoch mit geringer Kraft vereinzelt werden können. Die Encoderringe können dabei auf einem Rundkörper mit einem im Wesentlichen einem Innendurchmesser der Encoderringe entsprechenden Außendurchmesser aufgefädelt sein. Die Distanzprofile können über den Umfang umlaufend als Ringprofile oder aus mehreren über den Umfang verteilten Segmenten oder Kontaktpunkten gebildet sein.
  • Insbesondere wenn keine oder nur sehr geringe, beispielsweise durch ferromagnetische Induktion hervorgerufene magnetische Anziehung zwischen den Encoderringen vorgesehen sein soll, kann das Distanzprofil an dem Trägerteil vorgesehen sein. Hierbei kann ein Anlagekontakt zum Trägerteil oder zum Magnetteil des benachbarten Encoderrings ausgebildet werden. Alternativ kann das Distanzprofil an dem Magnetteil vorgesehen sein, wobei der Anlagekontakt zu einem Trägerteil oder einem Magnetteil der benachbarten Encoderringe ausgebildet sein kann.
  • Das Trägerteil ist in bevorzugter Weise im Querschnitt winkelig mit einem sich axial erstreckenden und einem radial ausgerichteten Schenkel ausgebildet. Hierbei kann der axial ausgerichtete Schenkel auf den Innenring aufgepresst sein und das Magnetteil den radial ausgerichteten Schenkel teilweise oder vollständig abdecken oder ein- oder beidseitig radial überdecken. Beispielsweise kann das Distanzprofil an einer axialen Erweiterung wie beispielsweise einem axial ausgerichteten Schenkel vorgesehen sein. Hierzu kann die Stirnfläche des axial erweiterten Schenkels eine entsprechende Phase aufweisen, die die Blechstärke des Trägerteils verringert.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, das Distanzprofil an einem radial verlaufenden Rücken eines im Querschnitt abgewinkelten Encoderrings anzuordnen, wobei dieses aus dem Trägerteil oder dem Magnetteil mittels entsprechender axialer Ausformungen, Ausstellungen und dergleichen angeordnet ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Encoderring ein Element zur Rückhaltung von für die Schmierung der Wälzkontakte zwischen den Lagerringen und Wälzkörper vorgesehenem Schmiermittel, beispielsweise Fett oder Öl vorgesehen. Hierzu kann der Encoderring gegenüber einer im Querschnitt gewinkelten Anordnung zweier Schenkel einen radial erweiterten Ringbord aufweisen. Beispielsweise kann an einem axial erweiterten Schenkel des Encoderrings, bevorzugt an dessen Stirnseite ein radial erweiterter Ringbord vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Ringbord an dem Trägerteil oder an dem Magnetteil bevorzugt einteilig vorgesehen sein. Um insbesondere eine verbesserte Entformung des Encoderrings während dessen Herstellung zu erzielen, kann ein Außenumfang des Encoderringes, beispielsweise das Magnetteil mit gegen den Wälzkontakt abfallendem, konischem Profil ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Ringbord stirnseitig des Wälzlagers angeordnet sein, wobei ausgehend von dem Ringbord der Außenumfang in Richtung der Wälzkontakte abfällt.
  • In dem vorgeschlagenen Verfahren zur Montage des vorbeschriebenen Wälzlagers ist vorgesehen, nach dem Fügen des Außenrings, der Wälzkörper und des Innenrings den Encoderring auf den Innenring drehfest aufzubringen, beispielsweise aufzupressen, wobei die Encoderringe in einer vorgegebenen Losgröße im Wesentlichen konzentrisch an den Distanzprofilen miteinander magnetisch haftend verbunden sind oder aneinander anliegen und zur Fügung an einem Innenring vereinzelt werden und auf den Innenring zentrisch aufgepresst werden.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 ein Wälzlager mit einem auf einem Lagerring aufgebrachten Encoderring im Teilschnitt,
  • 2 ein auf einem alternativen Encoderring auf einem Außenring vorgesehenes, teilweise und im Teilschnitt dargestelltes Wälzlager,
  • 3 mehrere, nicht vereinzelte Encoderringe vor deren Montage im Teilschnitt,
  • 4 bis 7 den Encoderringen der 3 ähnliche Encoderringe vor deren Aufbringung auf den Innenring im Teilschnitt.
  • Ausführliche Beschreibung der Figuren
  • Die 1 zeigt einen Teilschnitt des um die Drehachse d angeordneten Wälzlagers 1 mit dem als Innenring ausgebildeten Lagerring 2 und dem als Außenring ausgebildeten, im Tragteil 7 aufgenommenen Lagerring 3. Der Lagerring 3 dient beispielsweise als Nabe zur Aufnahme eines Rads eines Kraftfahrzeugs, während der Außenring mit einem Radträger eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. In der gezeigten Ausführungsform wälzen auf zwei Wälzlagerreihen angeordnete Wälzkörper 4 zwischen den Lagerringen 2, 3 an entsprechenden Wälzflächen des Lagerrings 3 und Lagerschalen 5, 6 des Lagerteils 2 ab. Das Wälzlager 1 ist beidseitig mittels der Dichtung 8 und der Dichtkappe 9 abgedichtet. Das Wälzlager 1 verfügt über eine Drehzahlerfassungseinrichtung mit dem auf dem Lagerring 2 aufgenommenen Encoderring 10 und einem benachbart zu diesem außerhalb der Dichtkappe 9 bevorzugt fest mit dem Lagerring 3 oder einem diesem zugeordneten Bauteil angeordneten – nicht dargestellten – Drehzahlsensor.
  • Der Encoderring 10 ist aus dem Trägerteil 11 und dem Magnetteil 12 gebildet. Das Trägerteil 11 ist bevorzugt aus Blech hergestellt und im Querschnitt gewinkelt mit dem sich axial erstreckenden Schenkel 13 und dem sich radial erstreckenden Schenkel 14 ausgebildet, wobei der Encoderring 10 mittels des Schenkels 13 auf den Lagerring 2 aufgepresst ist und das Magnetteil 12 an dem Schenkel 14 mit geringem Spiel zu der Dichtkappe 9 aufgenommen ist.
  • Bei der Montage des Wälzlagers 1 werden dem Encoderring 10 entsprechende Encoderringe in vorgegebenen Losgrößen konzentrisch zueinander gestapelt, beispielsweise auf entsprechenden Rundkörpern wie Zylindern, Hülsen und dergleichen vorgehalten und zur Bestückung des Wälzlagers 1 vereinzelt und auf den Lagerring 2 aufgepresst. Um den Widerstand der Vereinzelung bei infolge magnetischer Anziehung der Magnetteile 12 der Encoderringe untereinander zu verringern und eine einfache Handhabung zu erzielen, ist die Kontur des Trägerteils 11 und des Magnetteils 12 so ausgebildet, dass an einer Stirnseite der Encoderringe 10 ein sich radial verjüngendes Distanzprofil 15 vorgesehen ist, welches eine gegenüber der Kontur der Stirnseite verringerte Anlagefläche 16 gegenüber dem benachbarten Encoderring einer noch nicht vereinzelten Vorhaltemenge von Encoderringen aufweist und daher leicht von diesem gelöst werden kann. Zur detaillierten Ausbildung der Kontur des Encoderrings 10 siehe 3.
  • Die 2 zeigt das gegenüber dem Wälzlager 1 der 1 abgeänderte Wälzlager 1a im Teilschnitt mit dem Lagerring 2a. Das Wälzlager 1a ist mit einem abgeänderten Encoderring 10a versehen, dessen Magnetteil 12a sich über beide Schenkel 13a, 14a des Trägerteils 11a erstreckt. Desweiteren bildet das Magnetteil 12a den radial erweiterten Ringbord 17a aus, der als Rückhalteelement zur Rückhaltung von an den Wälzflächen des Wälzlagers 1a vorgesehenem Schmiermittel dient. Die sich an den Ringbord 17a axial anschließende, eben dargestellte Umfangsfläche 19a kann – wie gestrichelt dargestellt – konisch ausgebildet sein, um beispielsweise eine besseren Entformung während dessen Herstellung zu erzielen. Desweiteren kann während des Aufbringens wie Aufpressen des Encoderrings 10a auf den Lagerring 2a ein Kraftansatz direkt oder zumindest im Wesentlichen auf der radialen Höhe des sich radial erweiternden Schenkels 13a erfolgen, so dass das Trägerteil 11a weniger elastisch um die Schenkelachse verdreht wird.
  • Der Encoderring 10a weist an dessen Stirnseite das am Magnetteil 12a vorgesehene Distanzprofil 15a auf. Hierzu übergreift das Magnetteil 12a den axialen Schenkel 13a des Trägerteils 11a an dessen stirnseitigem Ende. Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich zu einem axial angeordneten Erregungsmuster des Magnetteils 12a ein radiales Erregungsmuster auf dem Magnetteil 12a vorgesehen sein kann, so dass bei zusätzlicher oder alternativer Anordnung eines Drehzahlsensors mit einer radial benachbarten Sensorfläche eine radiale Abtastung des Encoderrings 10a durch einen entsprechend angeordneten Drehzahlsensor und eine entsprechend geometrisch ausgebildeten Dichtkappe erfolgen kann. Der nicht vereinzelte Encoderring 10a ist in 6 dargestellt.
  • Die 3 zeigt im Schnitt nicht vereinzelte Encoderringe 10, 10‘, die auf einem lediglich angedeuteten Rundkörper 18 konzentrisch zueinander in jeweils gleicher Anordnung gestapelt aufgenommen sind. Zur Montage der Encoderringe 10, 10‘ wird der oberste Encoderring 10 entnommen und auf den Lagerring 2 des Wälzlagers 1 (1) gepresst. Aufgrund der gegenüber einer Blechstärke der Trägerteile 11, 11‘ verringerten Anlageflächen 16, 16‘ der Distanzprofile 15, 15‘ können die Encoderringe 10, 10‘ mit verminderter Kraft vereinzelt werden. Die Distanzprofile 15, 15‘ werden beispielsweise durch spanendes oder werkzeugfallend formendes Anphasen der Trägerteile 11, 11‘ hergestellt.
  • Die 4 zeigt gegenüber den Encoderringen 10, 10‘ der 1 und 3 abgeänderte Encoderringe 10b, 10b’ mit den Trägerteilen 11b, 11b‘ und den Magnetteilen 12b, 12b‘, die an den stirnseitigen Enden der Trägerteile 11b, 11b‘ über den radial erweiterten Ringbord 17b, 17b‘ verfügen, der als Rückhalteelement für Schmiermittel dient. Dementsprechend sind die Distanzprofile 15b, 15b‘ an einem Übergang zwischen dem axialen Schenkel 13b, 13b‘ und dem Ringbord 17b, 17b‘ vorgesehen, bevorzugt angeprägt.
  • Die 5 zeigt im Schnitt die aneinander angeordnet aufgereihten Encoderringe 10c, 10c‘, bei denen beide Schenkel 13c, 13c‘, 14c, 14c‘ der Trägerteile 11c, 11c‘ von den Magnetteilen 12c, 12c‘ überdeckt sind. Demzufolge sind die Distanzprofile 15c, 15c‘ aus den Magnetteilen 12c, 12c‘ gebildet.
  • Die 6 zeigt die in 2 dargestellten, noch nicht vereinzelten Encoderringe 10a, 10a‘, die im Unterschied zu den Encoderringen 10c, 10c‘ der 5 den Ringbord 17a, 17a‘ aufweisen. Dementsprechend sind die Distanzprofile 15a, 15a‘ den Distanzprofilen 15c, 15c‘ der Encoderringe 10c, 10c‘ der 5 ähnlich.
  • Im Unterschied zu den Encoderringen 10a, 10a‘ der 6 ist an den Encoderringen 10d, 10d‘ der 7 der Ringbord 17d, 17d‘ am stirnseitigen Ende des Schenkels 13d, 13d‘ des Trägerteils 11d, 11d‘ angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wälzlager
    1a
    Wälzlager
    2
    Lagerring
    2a
    Lagerring
    3
    Lagerring
    4
    Wälzkörper
    5
    Lagerschale
    6
    Lagerschale
    7
    Tragteil
    8
    Dichtung
    9
    Dichtkappe
    10
    Encoderring
    10‘
    Encoderring
    10a
    Encoderring
    10a’
    Encoderring
    10b
    Encoderring
    10b’
    Encoderring
    10c
    Encoderring
    10c’
    Encoderring
    10d
    Encoderring
    10d‘
    Encoderring
    11
    Trägerteil
    11‘
    Trägerteil
    11a
    Trägerteil
    11b
    Trägerteil
    11b‘
    Trägerteil
    11c
    Trägerteil
    11c‘
    Trägerteil
    11d
    Trägerteil
    11d‘
    Trägerteil
    12
    Magnetteil
    12a
    Magnetteil
    12b
    Magnetteil
    12b‘
    Magnetteil
    12c
    Magnetteil
    12c‘
    Magnetteil
    13
    Schenkel
    13a
    Schenkel
    13b
    Schenkel
    13b‘
    Schenkel
    13c
    Schenkel
    13c‘
    Schenkel
    13d
    Schenkel
    13d‘
    Schenkel
    14
    Schenkel
    14a
    Schenkel
    14c
    Schenkel
    14c‘
    Schenkel
    15
    Distanzprofil
    15‘
    Distanzprofil
    15a
    Distanzprofil
    15a‘
    Distanzprofil
    15b
    Distanzprofil
    15b‘
    Distanzprofil
    15c
    Distanzprofil
    15c‘
    Distanzprofil
    15d
    Distanzprofil
    15d‘
    Distanzprofil
    16
    Anlagefläche
    16‘
    Anlagefläche
    17a
    Ringbord
    17a‘
    Ringbord
    17b
    Ringbord
    17b’
    Ringbord
    17d
    Ringbord
    17d’
    Ringbord
    18
    Rundkörper
    19a
    Umfangsfläche
    d
    Drehachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011003703 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Wälzlager (1, 1a) mit radial übereinander angeordneten Lageringen (2, 2a, 3) und zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern (4) und einer Drehzahlerfassungseinrichtung mit einem auf einem Lagerring (2, 2a) angeordneten, aus einem Trägerteil (11, 11‘, 11a, 11b, 11b‘, 11c, 11c‘, 11d, 11d‘) und einem Magnetteil (12, 12a, 12b, 12b‘, 12c, 12c‘) gebildeten Encoderring (10, 10‘, 10a, 10a‘, 10b, 10b‘, 10c, 10c‘, 10d, 10d‘), dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Stirnseite einer durch das Trägerteil (11, 11‘, 11a, 11b, 11b‘, 11c, 11c‘, 11d, 11d‘) und das Magnetteil (12, 12a, 12b, 12b‘, 12c, 12c‘) gebildeten Kontur ein radial verjüngtes Distanzprofil (15, 15‘, 15a, 15a‘, 15b, 15b‘, 15c, 15c‘, 15d, 15d‘) aufweist.
  2. Wälzlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzprofil (15, 15‘, 15b, 15b‘) an dem Trägerteil (11, 11‘, 11b, 11b‘) vorgesehen ist.
  3. Wälzlager (1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzprofil (15a, 15a‘, 15c, 15c‘, 15d, 15d‘) an dem Magnetteil (12a, 12c, 12c‘) vorgesehen ist.
  4. Wälzlager (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzprofil (15, 15‘, 15a, 15a‘, 15b, 15b‘, 15c, 15c‘, 15d, 15d‘) an einer axialen Erweiterung eines im Querschnitt abgewinkelten Encoderrings (10, 10‘, 10a, 10a‘, 10b, 10b‘, 10c, 10c‘, 10d, 10d‘) angeordnet ist.
  5. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzprofil an einem radial verlaufenden Rücken eines im Querschnitt abgewinkelten Encoderrings angeordnet ist.
  6. Wälzlager (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoderring (10a, 10a‘, 10b, 10b‘, 10d, 10d‘) gegenüber einer im Querschnitt gewinkelten Anordnung zweier Schenkel (13a, 13b, 13b‘, 13d, 13d‘, 14a) einen radial erweiterten Ringbord (17a, 17a‘, 17b, 17b‘, 17d, 17d‘) aufweist.
  7. Wälzlager (1a) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbord (17a, 17a‘, 17d, 17d‘) aus dem Magnetteil (12a) gebildet ist.
  8. Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbord (17b, 17b‘) einteilig aus dem Trägerteil (11b, 11b‘) gebildet ist.
  9. Wälzlager nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbord (17b, 17b‘, 17d, 17d‘) an der Stirnseite eines axial ausgerichteten Schenkels (13b, 13b‘, 13d, 13d‘) vorgesehen ist.
  10. Verfahren zur Montage eines Wälzlagers (1, 1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoderring (10, 10a, 10b, 10c, 10d) auf den Innenring (2, 2a) gepresst wird, wobei Encoderringe (10, 10‘, 10a, 10a‘, 10b, 10b‘, 10c, 10c‘, 10d, 10d‘) in einer vorgegebenen Losgröße im Wesentlichen konzentrisch an den Distanzprofilen (15, 15‘, 15a, 15a‘, 15b, 15b‘, 15c, 15c‘, 15d, 15d‘) miteinander magnetisch haftend verbunden sind und zur Fügung an einem Innenring (2, 2a) vereinzelt werden und auf den Innenring (2, 2a) konzentrisch aufgepresst werden.
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