DE102021112952A1 - Sensor bearing with shielding ring - Google Patents

Sensor bearing with shielding ring Download PDF

Info

Publication number
DE102021112952A1
DE102021112952A1 DE102021112952.4A DE102021112952A DE102021112952A1 DE 102021112952 A1 DE102021112952 A1 DE 102021112952A1 DE 102021112952 A DE102021112952 A DE 102021112952A DE 102021112952 A1 DE102021112952 A1 DE 102021112952A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
ring
bearing
rolling
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021112952.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Schamin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to PCT/DE2021/100916 priority Critical patent/WO2022127973A1/en
Publication of DE102021112952A1 publication Critical patent/DE102021112952A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/483Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable capacitance detectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Kombinierte Sensor- und Lagereinrichtungen werden eingesetzt, um in Traktionsmaschinen die Funktionen „Lagern“ und „Messen“ montagegerecht und bauraumoptimiert durchzuführen. Durch die kombinierten Sensor- und Lagereinrichtungen können diese in einem Arbeitsgang montiert werden. Zudem sind diese oftmals kompakter als die Anordnung von einer Messeinrichtung neben einer Lagereinrichtung.Es wird ein Sensorlager 1 für die Winkelerfassung von einer Welle in einer Traktionsmaschine vorgeschlagen, mit einer Fixierhülse 3, mit einer Wälzlagereinrichtung 4, wobei die Wälzlagereinrichtung 4 einen Innenring 5 sowie einen Außenring 6 und eine Mehrzahl zwischen Innenring 5 und Außenring 6 abwälzende Wälzkörper 7 aufweist, wobei der Außenring 6 mit der Fixierhülse 3 verbunden ist und der Innenring 5 mit der Welle verbindbar ist, wobei die Wälzlagereinrichtung 4 medienoffen ausgebildet und/oder ölgeschmiert ist, mit einem Sensorrotor 12, wobei der Sensorrotor 12 mit dem Innenring 5 drehfest verbunden ist, mit einer induktiven Sensorik 8 zur Winkelerfassung des Sensorrotors 12, wobei die Sensorik 8 in der Fixierhülse 3 angeordnet ist und wobei der Sensorrotor 12 zwischen der Sensorik 8 und der Wälzlagereinrichtung 4 angeordnet ist, mit einem metallischen Abschirmring 19 zur Abschirmung der Sensorik 8 vor Störungen, wobei der Abschirmring 19 zwischen den Wälzkörpern 7 und dem Sensorrotor 12 angeordnet ist, um die Sensorik 8 vor Störungen durch die Wälzkörper 7 abzuschirmen.Combined sensor and storage devices are used to carry out the "storage" and "measurement" functions in traction machines in an installation-friendly and space-optimized manner. Thanks to the combined sensor and storage devices, they can be assembled in one operation. In addition, these are often more compact than the arrangement of a measuring device next to a bearing device. A sensor bearing 1 for the angle detection of a shaft in a traction machine is proposed, with a fixing sleeve 3, with a roller bearing device 4, with the roller bearing device 4 having an inner ring 5 and a Outer ring 6 and a plurality of rolling elements 7 rolling between inner ring 5 and outer ring 6, with outer ring 6 being connected to fixing sleeve 3 and inner ring 5 being connectable to the shaft, with rolling bearing device 4 being open to media and/or oil-lubricated, with a Sensor rotor 12, with the sensor rotor 12 being non-rotatably connected to the inner ring 5, with an inductive sensor system 8 for detecting the angle of the sensor rotor 12, with the sensor system 8 being arranged in the fixing sleeve 3 and with the sensor rotor 12 being arranged between the sensor system 8 and the roller bearing device 4 is, with a metallic shielding ring 19 to the A Shielding of the sensor system 8 from interference, with the shielding ring 19 being arranged between the rolling bodies 7 and the sensor rotor 12 in order to shield the sensor system 8 from faults caused by the rolling bodies 7 .

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorlager mit einem Abschirmring mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor bearing with a shielding ring having the features of the preamble of claim 1.

Kombinierte Sensor- und Lagereinrichtungen werden eingesetzt, um in Traktionsmaschinen die Funktionen „Lagern“ und „Messen“ montagegerecht und bauraumoptimiert durchzuführen. Durch die kombinierten Sensor- und Lagereinrichtungen können diese in einem Arbeitsgang montiert werden. Zudem sind diese oftmals kompakter als die Anordnung von einer Messeinrichtung neben einer Lagereinrichtung.Combined sensor and storage devices are used to carry out the "storage" and "measurement" functions in traction machines in an assembly-friendly and space-optimized manner. Thanks to the combined sensor and storage devices, they can be assembled in one operation. In addition, these are often more compact than the arrangement of a measuring device next to a storage device.

Die Druckschrift WO 2019/063095 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine derartige Sensor- und Lagereinrichtung, wobei der Sensorabschnitt in axialer Richtung neben der Lagereinrichtung angeordnet ist. Die Lagereinrichtung ist beidseitig mit einer Dichtung versehen, so dass der Wälzkörperraum abgeschlossen ist. Aus der Beschreibung ergibt sich, dass die Sensor- und Lagereinrichtung ein elektromagnetisches Element aufweisen kann, wobei das elektromagnetische Element als eine Ringscheibe ausgebildet ist, wobei die Ringscheibe die Sensor- und Lagereinrichtung vor elektromagnetischen Störungen aus der Umgebung schützt.The pamphlet WO 2019/063095 A1 , which is believed to be the closest prior art, discloses such a sensor and bearing assembly, wherein the sensor portion is axially juxtaposed with the bearing assembly. The bearing device is provided with a seal on both sides, so that the rolling body space is closed. The description shows that the sensor and bearing device can have an electromagnetic element, the electromagnetic element being designed as a ring disk, with the ring disk protecting the sensor and bearing device from electromagnetic interference from the environment.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Sensorlager vorzuschlagen, welches eine verbesserte Meßleistung aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Sensorlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is the object of the invention to propose a sensor bearing which has an improved measurement performance. This problem is solved by a sensor bearing with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims, the following description and the attached figures.

Gegenstand der Erfindung ist ein insbesondere ringförmiges Sensorlager, welches für eine Winkelerfassung von einer Welle in einer Traktionsmaschine geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Sensorlager funktioniert insbesondere als ein Resolver, insbesondere als ein Winkelresolver. Besonders bevorzugt ist das Sensorlager ausgebildet, eine absolute Winkelerfassung von einem Drehwinkel der Welle durchführen zu können. Bei weniger bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Sensorlager ausgebildet, eine inkrementelle Winkelerfassung von einem Drehwinkel der Welle durchzuführen. Insbesondere kann aus der Winkelerfassung eine Drehzahl abgeleitet werden.The subject matter of the invention is a sensor bearing, in particular a ring-shaped one, which is suitable and/or designed for detecting the angle of a shaft in a traction machine. The sensor bearing functions in particular as a resolver, in particular as an angle resolver. The sensor bearing is particularly preferably designed to be able to carry out an absolute angle detection of a rotation angle of the shaft. In less preferred embodiments, the sensor bearing is configured to perform an incremental angle detection of an angle of rotation of the shaft. In particular, a speed can be derived from the angle detection.

Das Sensorlager ist für eine Traktionsmaschine von einem Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet. Insbesondere ist die Traktionsmaschine ein Elektroantrieb von dem Fahrzeug. Besonders bevorzugt dient die Traktionsmaschine dazu, ein Hauptdrehmoment für das Fahrzeug bereitzustellen. Bei der Welle kann es sich prinzipiell um eine beliebige Welle in dem Antriebsstrang der Traktionsmaschine zwischen Elektromotor und Fahrzeugrad handeln. Besonders bevorzugt ist die Welle jedoch als eine Rotorwelle ausgebildet. Insbesondere ist die Welle und/oder das Sensorlager in einem insbesondere getriebeölgeschmierten Getrieberaum der Traktionsmaschine angeordnet. Ein optionaler Gegenstand der Erfindung wird durch eine Traktionsmaschine und/oder ein Fahrzeug mit der Traktionsmaschine und mit dem Sensorlager gebildet.The sensor bearing is suitable and/or designed for a traction machine of a vehicle. In particular, the traction machine is an electric drive from the vehicle. The traction machine is particularly preferably used to provide a main torque for the vehicle. In principle, the shaft can be any shaft in the drive train of the traction machine between the electric motor and the vehicle wheel. However, the shaft is particularly preferably designed as a rotor shaft. In particular, the shaft and/or the sensor bearing is/are arranged in a transmission chamber of the traction machine that is in particular lubricated with transmission oil. An optional subject matter of the invention is formed by a traction machine and/or a vehicle with the traction machine and with the sensor bearing.

Das Sensorlager weist eine Fixierhülse auf. Die Fixierhülse ist insbesondere als ein Metallbauteil ausgebildet. Die Fixierhülse ist in der Grundform ringförmig und/oder hohlzylinderförmig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Fixierhülse einstückig realisiert. Beispielsweise ist die Fixierhülse als ein Blechformteil realisiert. Die Fixierhülse hat zum einen die Funktion Komponenten des Sensorlagers zu umschließen und zum anderen eine Kopplung mit einer Wälzlagereinrichtung zu schaffen.The sensor bearing has a fixing sleeve. The fixing sleeve is designed in particular as a metal component. The basic shape of the fixing sleeve is ring-shaped and/or hollow-cylindrical. The fixing sleeve is particularly preferably realized in one piece. For example, the fixing sleeve is implemented as a shaped sheet metal part. On the one hand, the fixing sleeve has the function of enclosing components of the sensor bearing and, on the other hand, of creating a coupling with a roller bearing device.

Das Sensorlager weist eine bzw. die Wälzlagereinrichtung auf. Die Wälzlagereinrichtung weist einen Innenring und einen Außenring sowie eine Mehrzahl zwischen Innenring und Außenring abwälzende Wälzkörper auf. Bevorzugt sind die Wälzkörper als Kugeln realisiert. Der Außenring ist mit der Fixierhülse insbesondere drehfest verbunden. Bevorzugt weisen der Außenring und die Fixierhülse einen gleichen Außendurchmesser auf. Besonders bevorzugt ist der Außenring in der Traktionsmaschine stationär und/oder drehfest angeordnet bzw. anordbar. Der Innenring ist dagegen mit der Welle verbindbar, insbesondere verbunden. Im Betrieb rotiert somit der Innenring gemeinsam mit der Welle.The sensor bearing has a roller bearing device. The rolling bearing device has an inner ring and an outer ring as well as a plurality of rolling elements rolling between the inner ring and the outer ring. The rolling bodies are preferably implemented as balls. The outer ring is in particular non-rotatably connected to the fixing sleeve. The outer ring and the fixing sleeve preferably have the same outside diameter. Particularly preferably, the outer ring is or can be arranged in the traction machine in a stationary and/or non-rotatable manner. The inner ring, on the other hand, can be connected, in particular connected, to the shaft. During operation, the inner ring thus rotates together with the shaft.

Es ist vorgesehen, dass die Wälzlagereinrichtung medienoffen, insbesondere getriebeöloffen, ausgebildet und/oder ölgeschmiert ist. Beispielsweise ist der Wälzkörperraum der Wälzlagereinrichtung auf mindestens einer Seite dichtungsfrei ausgebildet und/oder zur Schmierung mit Getriebeöl geöffnet.It is provided that the roller bearing device is open to media, in particular open to transmission oil, and/or is oil-lubricated. For example, the rolling body space of the rolling bearing device is designed without a seal on at least one side and/or is open for lubrication with gear oil.

Das Sensorlager weist eine induktive Sensorik zur Winkelerfassung der Welle und/oder des Innenrings auf. Nachdem Welle und Innenring gemeinsam rotieren ist diese Drehzahl gleich. Die Sensorik umfasst eine Platine, wobei auf der Platine mindestens ein Sensor angeordnet ist. Die Platine weist bevorzugt eine Kreisringform auf. Der Sensor wird beispielsweise durch eine Sende- und/oder Empfangsantennenstruktur und einer digitalen Datenverarbeitungseinrichtung, wie z.B. einem ASIC gebildet.The sensor bearing has an inductive sensor system for detecting the angle of the shaft and/or the inner ring. After the shaft and inner ring rotate together, this speed is the same. The sensor system comprises a circuit board, with at least one sensor being arranged on the circuit board. The circuit board preferably has the shape of a circular ring. The sensor is formed, for example, by a transmitting and/or receiving antenna structure and a digital data processing device such as an ASIC.

Das Sensorlager umfasst einen Sensorrotor, welcher mit der Welle und/oder mit dem Innenring, bevorzugt mit dem Innenring, drehfest verbunden ist, wobei der Sensor bzw. die Sensorik eine Information des Sensorrotors messen kann. Der Sensorrotor ist zwischen der Sensorik und der Wälzlagereinrichtung angeordnet.The sensor bearing includes a sensor rotor, which is non-rotatably connected to the shaft and/or to the inner ring, preferably to the inner ring, with the sensor or the sensor system being able to measure information from the sensor rotor. The sensor rotor is arranged between the sensor system and the roller bearing device.

Das Sensorlager weist einen metallischen Abschirmring zur Abschirmung der Sensorik vor Störungen auf. Insbesondere ist der Abschirmring ausgebildet, die Sensorik vor Störungen aus der Umgebung der Wälzlagereinrichtung und/oder des Sensorlagers zu schützen. Der Abschirmring erstreckt sich insbesondere in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse des Sensorlagers. Der Abschirmring ist vorzugsweise als eine konturierte Blechringscheibe ausgebildet.The sensor bearing has a metallic shielding ring to shield the sensors from interference. In particular, the shielding ring is designed to protect the sensor system from interference from the surroundings of the roller bearing device and/or the sensor bearing. The shielding ring extends in particular in a radial plane to the main axis of rotation of the sensor bearing. The shielding ring is preferably designed as a contoured sheet metal ring disk.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Abschirmring zwischen den Wälzkörpern und dem Sensorrotor angeordnet ist, um die Sensorik vor Störungen durch die Wälzkörper abzuschirmen.In the context of the invention, it is proposed that the shielding ring is arranged between the rolling bodies and the sensor rotor in order to shield the sensor system from interference from the rolling bodies.

Während im bekannten Stand der Technik ein derartiger Abschirmring zur Abschirmung von Störungen aus der Umgebung der Sensor- und Lagereinrichtung offenbart wird, so dass dieser gemäß der Offenbarung an dem Lager auf der dem Sensor abgewandten Seite angeordnet werden soll, wird abweichend davon vorgeschlagen, dass erfindungsgemäß der Abschirmring axial zwischen den Wälzkörpern und dem Sensorrotor angeordnet ist und somit die Sensorik vor Störungen durch die Wälzkörper schützt. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass nicht nur die Umgebung von dem Sensorlager zu Störungen bei der Sensorik führen kann, sondern dass auch die Wälzkörper in der Wälzlagereinrichtung eine Störquelle darstellen. Insbesondere wenn die Wälzkörper gleitend durchrutschen führt dies dazu, dass die relative Winkelstellung zwischen dem Sensorrotor und den aneinandergereihten Wälzkörpern verschoben wird. Nachdem die induktive Sensorik die Induktivität oder deren Güte durch eine Lageänderung relativ zu einem leitfähigen und/oder ferromagnetischen Teil misst, führt eine Änderung der relativen Winkelstellung zwischen dem Sensorrotor und den aneinandergereihten Wälzkörpern zu einer Veränderung in dem Meßsignal. Dadurch, dass der metallische Abschirmring zwischen den Wälzkörpern und dem Sensorrotor angeordnet ist, können die dadurch verursachten Störungen wirksam abgeschirmt werden. Hieraus ergibt sich bei einer Betrachtungsweise eine verbesserte Meßleistung. Bei einer anderen Betrachtungsweise kann der axiale Abstand zwischen dem Sensorrotor und den Wälzkörper verkleinert werden, ohne dass die Störungen durch die Wälzkörper die Messgenauigkeit verschlechtern, so dass über die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein bauraumoptimiertes Sensorlager ohne Dichtung vorgeschlagen wird.While the known prior art discloses such a shielding ring for shielding interference from the environment of the sensor and bearing device, so that it is to be arranged according to the disclosure on the bearing on the side facing away from the sensor, it is proposed, deviating from this, that according to the invention the shielding ring is arranged axially between the rolling elements and the sensor rotor and thus protects the sensors from interference from the rolling elements. The invention is based on the consideration that not only the surroundings of the sensor bearing can lead to disturbances in the sensor system, but that the rolling elements in the rolling bearing device also represent a source of disturbance. In particular, when the rolling elements slip through in a sliding manner, this has the effect that the relative angular position between the sensor rotor and the rolling elements lined up next to one another is shifted. After the inductive sensor system measures the inductance or its quality by changing the position relative to a conductive and/or ferromagnetic part, a change in the relative angular position between the sensor rotor and the row of rolling elements leads to a change in the measurement signal. Due to the fact that the metallic shielding ring is arranged between the rolling elements and the sensor rotor, the interference caused by this can be effectively shielded. From one perspective this results in improved measurement performance. Another way of looking at it is that the axial distance between the sensor rotor and the rolling bodies can be reduced without the disturbances caused by the rolling bodies impairing the measuring accuracy, so that a space-optimized sensor bearing without a seal is proposed via the configuration according to the invention.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung schließt der Abschirmring einen Wälzkörperraum der Wälzlagereinrichtung ab. Genauer betrachtet ist es bevorzugt, dass der Abschirmring einen Ausgangsringspalt des Wälzkörperraums in axialer Draufsicht radial außen und/oder radialinnen überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die induktive Detektion der Wälzkörper durch die Sensorik minimiert ist. Insbesondere weist der Abschirmring eine Kreisringform auf.In a preferred development of the invention, the shielding ring closes off a rolling body space of the rolling bearing device. More precisely, it is preferred that the shielding ring covers an exit ring gap of the rolling body space radially on the outside and/or radially on the inside in an axial plan view. This ensures that the inductive detection of the rolling elements by the sensors is minimized. In particular, the shielding ring has the shape of a circular ring.

Konstruktiv ist es bevorzugt, dass der Abschirmring am Außenring festgelegt ist. Nachdem der Außenring in der Anwendung der stationäre Lagerpartner ist, muss der Abschirmring nicht mit rotiert werden, sondern kann ebenfalls stationär verbleiben. Besonders bevorzugt ist der Abschirmring von dem Innenring durch einen Ringspalt beabstandet und/oder ist kontaktlos angeordnet. Der Ringspalt ist dabei so bemessen, dass der Wälzkörperraum in axialer Draufsicht von dem Abschirmring überdeckt ist, der Abstand jedoch bevorzugt größer als zum Beispiel bei einer Öldichtung gewählt ist.Structurally, it is preferred that the shielding ring is fixed to the outer ring. Since the outer ring is the stationary bearing partner in the application, the shielding ring does not have to be rotated as well, but can also remain stationary. The shielding ring is particularly preferably spaced apart from the inner ring by an annular gap and/or is arranged without contact. The annular gap is dimensioned in such a way that the rolling body space is covered by the shielding ring in an axial plan view, but the distance is preferably selected to be larger than, for example, in the case of an oil seal.

Besonders einfach kann das Sensorlager realisiert werden, wenn der Sensorrotor auf den Innenring aufgeklemmt und/oder aufgepresst ist. Beispielsweise weist der Sensorrotor einen Sensorkragen auf, wobei der Sensorkragen einen axialen Hülsenabschnitt bildet und wobei der Sensorrotor am Innenumfang oder an einem Außenumfang des Innenrings angeordnet ist.The sensor bearing can be implemented in a particularly simple manner if the sensor rotor is clamped and/or pressed onto the inner ring. For example, the sensor rotor has a sensor collar, with the sensor collar forming an axial sleeve section and with the sensor rotor being arranged on the inner circumference or on an outer circumference of the inner ring.

Bevorzugt ist der axiale Abstand zwischen dem Abschirmring und dem Sensorrotor größer als der Abstand zwischen dem Sensorrotor der Sensorik. Diese bevorzugte Ausgestaltung berücksichtigt, dass die Sensorik den Sensorrotor, insbesondere die Sensormarkierungen, messtechnisch erfassen soll, jedoch die Störeinflüsse durch die Wälzkörper minimiert werden sollen. Dadurch, dass der Sensorrotor außermittig zwischen dem Abschirmring und der Sensorik in Richtung der Sensorik angeordnet ist, wird zum einen die messtechnische Erfassung des Sensorrotors durch die Sensorik verbessert und zum andern werden die Störeinflüsse durch die Wälzkörper verkleinert.The axial distance between the shielding ring and the sensor rotor is preferably greater than the distance between the sensor rotor of the sensor system. This preferred embodiment takes into account that the sensors are intended to measure the sensor rotor, in particular the sensor markings, but the interference from the rolling bodies is to be minimized. Due to the fact that the sensor rotor is arranged eccentrically between the shielding ring and the sensor system in the direction of the sensor system, the metrological detection of the sensor rotor by the sensor system is improved on the one hand and the interference from the rolling elements is reduced on the other.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Abschirmring als ein Kunststoffring mit eingebettetem Metallgewebe oder eingebetteten Metallpartikeln ausgebildet. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Abschirmring als ein Abschirmblech ausgebildet. Somit ist der Abschirmring als ein Blechformteil realisiert, welches zum einen kostengünstig hergestellt werden kann und zum anderen mechanisch in einfacher und bekannter Weise an dem Außenring befestigbar ist. Es ist jedoch bevorzugt, dass bei den Ausgestaltungen keine Öldichtfunktion umgesetzt wird.In one possible embodiment of the invention, the shielding ring is designed as a plastic ring with embedded metal fabric or embedded metal particles. In an alternative embodiment of the invention, the shielding ring is designed as a shielding plate. The shielding ring is thus implemented as a shaped sheet metal part, which on the one hand can be produced inexpensively and on the other hand can be fastened mechanically to the outer ring in a simple and known manner. However, it is preferable that no oil sealing function is implemented in the configurations.

Bei einer möglichen Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensorrotor Aussparungen aufweist, wobei die Sensorik ausgebildet ist, die Aussparungen als Sensormarkierungen induktiv zu detektieren. Besonders bevorzugt sind die Aussparungen als Randaussparungen realisiert.In one possible implementation of the invention, it is provided that the sensor rotor has cutouts, with the sensor system being designed to inductively detect the cutouts as sensor markings. The cutouts are particularly preferably implemented as edge cutouts.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Sensormarkierungen und/oder ein Messbereich der Sensorik in dem gleichen radialen Bereich oder zumindest radial überlappend wie der Wälzkörperraum und/oder die Wälzkörper angeordnet. Bei dieser Weiterbildung wird somit für die messtechnische Erfassung der Sensormarkierungen ein größtmöglicher Durchmesser gewählt, so dass die Meßauflösung aufgrund des Durchmessers besonders hoch ist, ohne jedoch die radiale Baugröße des Sensorlagers zu vergrößern. Insbesondere definiert der Außenring einen maximalen Durchmesser auch für die Sensorik.In a preferred development of the invention, the sensor markings and/or a measuring area of the sensor system are arranged in the same radial area or at least radially overlapping as the rolling element space and/or the rolling elements. In this development, the largest possible diameter is selected for the metrological detection of the sensor markings, so that the measurement resolution is particularly high due to the diameter, but without increasing the radial size of the sensor bearing. In particular, the outer ring also defines a maximum diameter for the sensors.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:

  • 1 eine schematische dreidimensionale Längsschnittdarstellung von einem Sensorlager als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine schematische dreidimensionale Darstellung von dem Sensorlager in der 1, wobei einige Komponenten zeichnerisch unterdrückt sind;
  • 3 a, b jeweils in einer schematischen, dreidimensionalen Darstellung zwei weitere Ausführungsbeispiele des Sensorlagers.
Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment of the invention and the attached figures. These show:
  • 1 a schematic three-dimensional longitudinal sectional view of a sensor bearing as an embodiment of the invention;
  • 2 a schematic three-dimensional representation of the sensor bearing in FIG 1 , with some components graphically suppressed;
  • 3a, b each in a schematic, three-dimensional representation of two further exemplary embodiments of the sensor bearing.

Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung ein Sensorlager 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es dient zur Winkelerfassung von einer Welle in einer automotiven Traktionsmaschine. Das Sensorlager 1 ist als eine selbsthaltende Baugruppe ausgebildet. Die Welle kann durch eine zentrale Durchgangsöffnung 2 durch das Sensorlager 1 durchgeführt werden. Die Welle und/oder das Sensorlager 1 definiert eine Hauptdrehachse H.the 1 shows a schematic three-dimensional representation of a sensor bearing 1 as an embodiment of the invention. It is used to capture the angle of a shaft in an automotive traction machine. The sensor bearing 1 is designed as a self-retaining assembly. The shaft can be passed through the sensor bearing 1 through a central passage opening 2 . The shaft and/or the sensor bearing 1 defines a main axis of rotation H.

Das Sensorlager 1 weist eine Fixierhülse 3 auf, wobei die Fixierhülse 3 als ein Blechformteil ausgebildet ist. Das Sensorlager 1 weist eine Wälzlagereinrichtung 4, insbesondere Radialwälzlagereinrichtung, mit einem Innenring 5 und einem Außenring 6 sowie eine Mehrzahl zwischen Innenring 5 und Außenring 6 abwälzenden Wälzkörpern 7 ausgebildet als Kugeln auf. Der Innenring 5 kann drehfest mit der Welle verbunden werden. Der Außenring 6 ist mit der Fixierhülse 3 verbunden, um die selbsthaltende Baugruppe zu bilden. Die Fixierhülse 3 ist auf den Außenring 6 aufgeschoben. Hierfür weist dieser eine umlaufende Aufnahmeschulter 9 auf. Beispielsweise kann die Fixierhülse 3 klemmend und/oder aufgepresst auf dem Außenring 6 angeordnet sein.The sensor bearing 1 has a fixing sleeve 3, the fixing sleeve 3 being designed as a shaped sheet metal part. The sensor bearing 1 has a roller bearing device 4, in particular a radial roller bearing device, with an inner ring 5 and an outer ring 6 as well as a plurality of rolling elements 7 rolling between the inner ring 5 and the outer ring 6, designed as balls. The inner ring 5 can be connected to the shaft in a torque-proof manner. The outer ring 6 is connected to the fixing sleeve 3 to form the self-retaining assembly. The fixing sleeve 3 is pushed onto the outer ring 6. For this purpose, it has an encircling receiving shoulder 9 . For example, the fixing sleeve 3 can be arranged in a clamped and/or pressed manner on the outer ring 6 .

Das Sensorlager 1 weist eine Sensorik 8 zur Winkelerfassung der Welle und/oder des Innenrings 5 auf, wobei die Sensorik 8 als eine induktive Sensorik ausgebildet ist. Die Sensorik 8 ist in einer Ringform ausgebildet und in der Fixierhülse 3 angeordnet. Die Fixierhülse 3 weist einen Hohlzylinderabschnitt 10 und einen Deckelabschnitt 11 auf. Der Hohlzylinderabschnitt 10 ist koaxial zu der Hauptdrehachse H angeordnet und sitzt zumindest abschnittsweise auf dem Außenring 6. Der Deckelabschnitt 11 ist in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse H, wobei die Sensorik 8 in axialer Richtung an dem Hohlzylinderabschnitt 10 und in axialer Richtung an dem Deckelabschnitt 11 anliegt.The sensor bearing 1 has a sensor system 8 for detecting the angle of the shaft and/or the inner ring 5, the sensor system 8 being designed as an inductive sensor system. The sensor system 8 is in the form of a ring and is arranged in the fixing sleeve 3 . The fixing sleeve 3 has a hollow cylinder section 10 and a cover section 11 . The hollow cylinder section 10 is arranged coaxially to the main axis of rotation H and sits at least in sections on the outer ring 6. The cover section 11 is in a radial plane to the main axis of rotation H, with the sensor system 8 in the axial direction on the hollow cylinder section 10 and in the axial direction on the cover section 11 applied.

Das Sensorlager weist einen Sensorrotor 12 auf, wobei der Sensorrotor 12 einen Kragenabschnitt 13 und einen Scheibenabschnitt 14 aufweist. Der Kragenabschnitt 13 ist holzylinderförmig ausgebildet und verläuft koaxial zu der Hauptdrehachse H. Der Kragenabschnitt 13 ist mit seinem Außenumfang auf einem Axialabschnitt 15 des Innenrings 5 aufgeschoben, insbesondere aufgepresst, so dass der Sensorrotor 12 mit dem Innenring 5 drehfest verbunden ist. Der Scheibenabschnitt 14 verläuft in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse H und weist Sensormarkierungen 16 auf, welche als Randaussparungen realisiert sind, wie sich dies aus der 2 ergibt. Die Sensormarkierungen 16 befinden sich in einem gleichen oder zumindest überlappenden Durchmesserbereich wie die Wälzkörper 7. Somit befindet sich auch ein Messbereich der Sensorik 8 in dem gleichen oder zumindest überlappenden Durchmesserbereich wie die Wälzkörper 7.The sensor bearing has a sensor rotor 12 , the sensor rotor 12 having a collar section 13 and a disk section 14 . The collar section 13 is in the form of a hollow cylinder and runs coaxially to the main axis of rotation H. The outer circumference of the collar section 13 is pushed, in particular pressed, onto an axial section 15 of the inner ring 5, so that the sensor rotor 12 is connected to the inner ring 5 in a rotationally fixed manner. The disc section 14 runs in a radial plane to the main axis of rotation H and has sensor markings 16, which are implemented as edge recesses, as can be seen from FIG 2 results. The sensor markings 16 are in the same or at least overlapping diameter range as the rolling bodies 7. A measuring range of the sensor system 8 is therefore also in the same or at least overlapping diameter range as the rolling bodies 7.

Wie sich aus den 3 a, b ergibt, weist die Sensorik 8 eine Platine 17 auf, welche in einer geschlossenen Ringform ausgebildet ist. Die Platine 17 ist benachbart zu dem Sensorrotor 12 angeordnet. Die Platine 17 weist mindestens einen Sensor 18 auf, wobei der Sensor 18 eine Sende- und/oder Empfangsantennenstruktur und eine elektrische Datenverarbeitungseinrichtung, wie z.B. einen ASIC aufweisen kann. Der Sensor 18 tastet im Betrieb den Sensorrotor 12 ab, wobei der Sensor 15 auf Basis der Sensormarkierungen 16 eine Winkelposition des Sensorrotors 12 erfassen und damit eine Winkelerfassung für den Innenring 5 und/oder für die Welle durchführen kann. Die Sensorik 8 in der 1 und 2 kann gleich wie die Sensorik in den 3a, b aufgebaut sein.As can be seen from the 3a, b results, the sensor system 8 has a circuit board 17 which is designed in the form of a closed ring. The circuit board 17 is arranged adjacent to the sensor rotor 12 . The circuit board 17 has at least one sensor 18, wherein the sensor 18 can have a transmitting and/or receiving antenna structure and an electrical data processing device, such as an ASIC. During operation, the sensor 18 scans the sensor rotor 12, with the sensor 15 detecting an angular position of the sensor rotor 12 on the basis of the sensor markings 16 and thus being able to carry out an angle detection for the inner ring 5 and/or for the shaft. The sensors 8 in the 1 and 2 can be the same as the sensors in the 3a , b be constructed.

Allerdings wurde festgestellt, dass die Wälzkörper 7 eine Störgröße für die Messung der Winkelstellung des Sensorrotors 12 durch die Sensorik 8 darstellen. Die Wälzkörper 7 sind ebenfalls aus Metall gefertigt und werden somit von der Sensorik 8 mitdetektiert. Insbesondere für den Fall, dass die Wälzkörper 7 nicht abrollen, sondern abgleiten, verschiebt sich eine relative Winkelposition zwischen dem Sensorrotor 12 und den aneinandergereihten Wälzkörpern 7, wobei diese Relativverschiebung eine Störgröße für die Sensorik 8 bildet.However, it was found that the rolling bodies 7 represent a disturbance variable for the measurement of the angular position of the sensor rotor 12 by the sensor system 8 . The rolling bodies 7 are also made of metal and are therefore also detected by the sensors 8 . Particularly in the event that the rolling elements 7 do not roll but slide, a relative angular position between the sensor rotor 12 and the rolling elements 7 arranged in a row shifts, with this relative shift forming a disturbance variable for the sensor system 8 .

Um die Sensorik 8 vor den genannten Störungen durch die Wälzkörper 7 abzuschirmen, weist das Sensorlager 1 einen metallischen Abschirmring 19 auf, wobei der Abschirmring 19 die Form einer metallischen Dichtung einnimmt. Der Abschirmring 19 ist als ein Blechformteil ausgebildet und an dem Außenring 6 festgelegt. Dafür weist der Außenring 6 eine Dichtungsschulter 20 auf, wobei der Abschirmring 19 mit seinem Außenumfang in die Dichtungsschulter 20 eingepresst ist. In order to shield the sensor system 8 from the aforementioned interference from the rolling bodies 7, the sensor bearing 1 has a metallic shielding ring 19, with the shielding ring 19 taking the form of a metallic seal. The shielding ring 19 is designed as a shaped sheet metal part and is fixed to the outer ring 6 . For this purpose, the outer ring 6 has a sealing shoulder 20 , the outer circumference of the shielding ring 19 being pressed into the sealing shoulder 20 .

Der Innenumfang des Abschirmrings 19 ist kontaktfrei, getrennt durch einen Ringspalt, zu dem Innenring 5 angeordnet. Zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit kann der Abschirmring 19 in dem gezeigten Längsschnitt eine Vertiefung zwischen Innenumfang und Außenumfang aufweisen.The inner circumference of the shielding ring 19 is arranged without contact with the inner ring 5, separated by an annular gap. In order to increase the mechanical rigidity, the shielding ring 19 can have a depression between the inner circumference and the outer circumference in the longitudinal section shown.

Betrachtet man gedanklich den Abschirmring 19 und die Wälzlagereinrichtung 4 in axialer Draufsicht, so überlappt der Abschirmring 19 mit dem Außenring 6. Ferner überlappt der Abschirmring 19 mit dem Innenring 5. Die Wälzlagereinrichtung 4 bildet einen Wälzkörperraum, wobei dieser einen Ausgangsringspalt, insbesondere einen minimalen Ausgangsringspalt aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Abschirmring 19 einen größeren Außendurchmesser als der Ausgangsringspalt sowie einen kleineren Innendurchmesser als der Ausgangsringspalt aufweist. Damit wird erreicht, dass ausgehend von der Sensorik 8 mit der Meßrichtung in Richtung der Wälzkörper 7 diese durch den Abschirmring sicher abgeschirmt sind. Durch den metallischen Abschirmring 19 werden die Wälzkörper 7 für die Sensorik 8 quasi ausgeblendet oder verdeckt und stellen damit keine oder zumindest nur verringerte Störgrößen dar.If one considers the shielding ring 19 and the roller bearing device 4 in an axial top view, the shielding ring 19 overlaps with the outer ring 6. Furthermore, the shielding ring 19 overlaps with the inner ring 5. The roller bearing device 4 forms a rolling body space, with this space having an exit ring gap, in particular a minimal exit ring gap having. Provision is made for the shielding ring 19 to have a larger outside diameter than the exit annular gap and a smaller inside diameter than the exit annular gap. This ensures that, starting from the sensor system 8 with the measuring direction in the direction of the rolling elements 7, these are safely shielded by the shielding ring. Due to the metallic shielding ring 19, the rolling bodies 7 are virtually hidden or covered for the sensor system 8 and thus represent no or at least only reduced interference variables.

Die Wälzlagereinrichtung 4 weist ferner einen Käfig 21 zur Führung der Wälzkörper 7 auf, wobei der Käfig 21 einen umlaufenden Seitenring 22 aufweist, auf der anderen Seite ist der Käfig 21 seitenringfrei ausgebildet. Der Seitenring 22 ist auf der der Sensorik 8 zugewandten Seite der Wälzkörper 7 angeordnet und bildet eine weitere Abschirmung der Wälzkörper von der Sensorik 8.The roller bearing device 4 also has a cage 21 for guiding the rolling bodies 7, the cage 21 having a circumferential side ring 22, and on the other side the cage 21 is designed without a side ring. The side ring 22 is arranged on the side of the rolling elements 7 facing the sensors 8 and forms a further shielding of the rolling elements from the sensors 8.

Die Wälzlagereinrichtung 4 ist ansonsten dichtungsfrei ausgebildet. Insbesondere ist der Wälzkörperraum der Wälzlagereinrichtung 4 nach außen frei geöffnet. Dies ist notwendig, damit die Wälzlagereinrichtung 4 durch Getriebeöl ausreichend geschmiert werden kann.The roller bearing device 4 is otherwise designed without seals. In particular, the rolling body space of the rolling bearing device 4 is open to the outside. This is necessary so that the roller bearing device 4 can be adequately lubricated by gear oil.

Die 2 zeigt eine schematische, dreidimensionale Darstellung das Sensorlager 1, jedoch ohne die Fixierhülse 3 und die Sensorik 8. Aus der Darstellung sind insbesondere die Sensormarkierungen 16 zu entnehmen, welcher als Randaussparungen ausgebildet sind, wobei die Sensormarkierungen 16 in axialer Draufsicht überlappend mit den Wälzkörpern 7 angeordnet sind. Mit der Positionierung der Sensormarkierungen 16 in den gleichen Durchmesserbereich wie die Wälzkörper 7 wird ein maximaler Durchmesser für die Winkelerfassung über den Sensorrotor 12 und damit eine maximale Winkelauflösung umgesetzt.the 2 shows a schematic, three-dimensional representation of the sensor bearing 1, but without the fixing sleeve 3 and the sensor system 8. The representation shows in particular the sensor markings 16, which are designed as edge recesses, the sensor markings 16 being arranged overlapping with the rolling elements 7 in an axial top view are. With the positioning of the sensor markings 16 in the same diameter range as the rolling bodies 7, a maximum diameter for the angle detection via the sensor rotor 12 and thus a maximum angular resolution is implemented.

Die 3 a, b zeigen jeweils ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Sensorlagers 1. Aus beiden Darstellungen kann man die Platine 17 mit dem Sensor 18 besser entnehmen, wobei die Platine 17 eine Ringform aufweist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in den vorhergehenden Figuren ist der Sensorrotor 12 über den Kragenabschnitt 13 an dem Innenumfang von dem Innenring 5 festgelegt, wobei dieser eine entsprechende Aufnahmeschulter 9 am Innenumfang aufweist.the 3a, b each show a modified exemplary embodiment of the sensor bearing 1. The circuit board 17 with the sensor 18 can be better seen from both illustrations, the circuit board 17 having the shape of a ring. In contrast to the exemplary embodiment in the preceding figures, the sensor rotor 12 is fixed on the inner circumference of the inner ring 5 via the collar section 13, with the latter having a corresponding receiving shoulder 9 on the inner circumference.

Bei dem Ausführungsbeispiel in der 3 a ist die Sensorik 8 in einem Duroplastmantel 23 eingebettet, wobei der Duroplastmantel 23 in der Fixierhülse 3 festgelegt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel in der 3 b weist das Sensorlager 1 einen Sensorträger 24 auf, wobei der Sensorträger 24 in die Fixierhülse 3 eingespritzt ist. Der Sensorträger 24 ist mit einem aufgeschweißten Deckel 25 verschlossen, wobei zwischen dem Sensorträger 24 und dem Deckel 25 ein ringförmiger Aufnahmeraum zur Aufnahme der Sensorik 8 gebildet ist. Beide Sensorlager 1 weisen jeweils einen derartigen Abschirmring 19 auf, welcher an der gleichen Position wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel angeordnet ist und welcher die gleiche Funktion einnimmt.In the embodiment in the 3 a the sensor system 8 is embedded in a duroplastic jacket 23, with the duroplastic jacket 23 being fixed in the fixing sleeve 3. In the embodiment in the 3 b the sensor bearing 1 has a sensor carrier 24 , the sensor carrier 24 being injected into the fixing sleeve 3 . The sensor carrier 24 is closed with a cover 25 that is welded on, with an annular receiving space for receiving the sensor system 8 being formed between the sensor carrier 24 and the cover 25 . Both sensor bearings 1 each have such a shielding ring 19, which is arranged at the same position as in the previous exemplary embodiment and which assumes the same function.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist zu erkennen, dass ein Abstand zwischen dem Abschirmring 19 und dem Sensorrotor 12 größer ausgebildet ist als der Abstand zwischen dem Sensorrotor 12 und der Sensorik 8. Diese Gemeinsamkeit unterstreicht nochmals die Idee, das Sensorlager 1 so auszulegen, dass die Erfassung des Sensorrotors 12, insbesondere der Sensormarkierungen 16, möglichst genau erfolgt und die Abschirmung von Störeinflüssen durch die Wälzkörper 7 auch durch einen größeren Abstand zwischen Sensorrotor 12 und Abschirmring 19 verstärkt wird.In all three exemplary embodiments it can be seen that a distance between the shielding ring 19 and the sensor rotor 12 is greater than the distance between the sensor rotor 12 and the sensor system 8. This commonality again underlines the idea of designing the sensor bearing 1 in such a way that the detection of the sensor rotor 12, in particular the sensor markings 16, takes place as precisely as possible and the shielding tion of interference from the rolling elements 7 is also increased by a greater distance between the sensor rotor 12 and the shielding ring 19.

BezugszeichenlisteReference List

11
Sensorlagersensor bearing
22
Durchgangsöffnungpassage opening
33
Fixierhülsefixing sleeve
44
Wälzlagereinrichtungroller bearing device
55
Innenringinner ring
66
Außenringouter ring
77
Wälzkörperrolling elements
88th
Sensoriksensors
99
Aufnahmeschulterrecording shoulder
1010
Hohlzylinderabschnitthollow cylinder section
1111
Deckelabschnittcover section
1212
Sensorrotorsensor rotor
1313
Kragenabschnittcollar section
1414
Scheibenabschnittslice section
1515
Axialabschnittaxial section
1616
Sensormarkierungensensor markings
1717
Platinecircuit board
1818
Sensorsensor
1919
Abschirmringshielding ring
2020
Dichtungsschultersealing shoulder
2121
KäfigCage
2222
Seitenringside ring
2323
Duroplastmantelthermoset jacket
2424
Sensorträgersensor carrier
2525
Deckellid

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2019/063095 A1 [0003]WO 2019/063095 A1 [0003]

Claims (10)

Sensorlager (1) für die Winkelerfassung von einer Welle in einer Traktionsmaschine, mit einer Fixierhülse (3), mit einer Wälzlagereinrichtung (4), wobei die Wälzlagereinrichtung (4) einen Innenring (5) sowie einen Außenring (6) und eine Mehrzahl zwischen Innenring (5) und Außenring (6) abwälzende Wälzkörper (7) aufweist, wobei der Außenring (6) mit der Fixierhülse (3) verbunden ist und der Innenring (5) mit der Welle verbindbar ist, wobei die Wälzlagereinrichtung (4) medienoffen ausgebildet und/oder ölgeschmiert ist, mit einem Sensorrotor (12), wobei der Sensorrotor (12) mit dem Innenring (5) drehfest verbunden ist, mit einer induktiven Sensorik (8) zur Winkelerfassung des Sensorrotors (12), wobei die Sensorik (8) in der Fixierhülse (3) angeordnet ist und wobei der Sensorrotor (12) zwischen der Sensorik (8) und der Wälzlagereinrichtung (4) angeordnet ist, mit einem metallischen Abschirmring (19) zur Abschirmung der Sensorik (8) vor Störungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) zwischen den Wälzkörpern (7) und dem Sensorrotor (12) angeordnet ist, um die Sensorik (8) vor Störungen durch die Wälzkörper (7) abzuschirmen.Sensor bearing (1) for detecting the angle of a shaft in a traction machine, with a fixing sleeve (3), with a roller bearing device (4), the roller bearing device (4) having an inner ring (5) and an outer ring (6) and a plurality between the inner ring (5) and outer ring (6) has rolling rolling elements (7), the outer ring (6) being connected to the fixing sleeve (3) and the inner ring (5) being able to be connected to the shaft, the rolling bearing device (4) being open to media and /or is lubricated with oil, with a sensor rotor (12), the sensor rotor (12) being non-rotatably connected to the inner ring (5), with an inductive sensor system (8) for detecting the angle of the sensor rotor (12), the sensor system (8) being in of the fixing sleeve (3) and with the sensor rotor (12) being arranged between the sensor system (8) and the roller bearing device (4), with a metallic shielding ring (19) for shielding the sensor system (8) from interference, characterized in that the shield ing (19) between the rolling elements (7) and the sensor rotor (12) is arranged in order to shield the sensor system (8) from interference from the rolling elements (7). Sensorlager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) einen Wälzkörperraum der Wälzlagereinrichtung (4) abschließt.Sensor bearing (1) after claim 1 , characterized in that the shielding ring (19) closes off a rolling body space of the rolling bearing device (4). Sensorlager (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) einen Ausgangsringspalt des Wälzkörperraums in axialer Draufsicht radial außen und/oder radial innen überdeckt.Sensor bearing (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the shielding ring (19) covers an exit ring gap of the rolling body space radially on the outside and/or radially on the inside in an axial plan view. Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) am Außenring (6) festgelegt ist und von dem Innenring (5) durch einen Ringspalt beabstandet ist und/oder kontaktlos angeordnet ist.Sensor bearing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding ring (19) is fixed to the outer ring (6) and is spaced apart from the inner ring (5) by an annular gap and/or is arranged without contact. Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorrotor (12) auf dem Innenring (5) aufgeklemmt und/oder aufgepresst ist.Sensor bearing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor rotor (12) is clamped and/or pressed onto the inner ring (5). Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Abschirmring (19) und dem Sensorrotor (12) größer als der Abstand zwischen dem Sensorrotor (12) und der Sensorik (8) ausgebildet ist.Sensor bearing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the shielding ring (19) and the sensor rotor (12) is greater than the distance between the sensor rotor (12) and the sensor system (8). Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) als ein Abschirmblech ausgebildet ist.Sensor bearing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding ring (19) is designed as a shielding plate. Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmring (19) als ein Kunststoffring mit eingebettetem Metallgewebe oder eingebetteten Metallpartikeln ausgebildet ist.Sensor bearing (1) according to one of the preceding Claims 1 until 6 , characterized in that the shielding ring (19) is designed as a plastic ring with embedded metal fabric or embedded metal particles. Sensorlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorrotor (12) Sensormarkierungen (16) ausgebildet als Aussparungen aufweist, wobei die Sensorik (8) ausgebildet ist, die Aussparungen induktiv zu detektieren.Sensor bearing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor rotor (12) has sensor markings (16) designed as recesses, the sensor system (8) being designed to detect the recesses inductively. Sensorlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormarkierungen (16) und/oder ein Messbereich der Sensorik (8) in dem gleichen radialen Bereich oder zumindest radial überlappend wie der Wälzkörperraum und/oder die Wälzkörper (7) angeordnet sind.Sensor bearing according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor markings (16) and/or a measuring area of the sensor system (8) are arranged in the same radial area or at least radially overlapping as the rolling body space and/or the rolling bodies (7).
DE102021112952.4A 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with shielding ring Pending DE102021112952A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE2021/100916 WO2022127973A1 (en) 2020-12-15 2021-11-19 Sensor bearing having a shield ring

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020133458.3 2020-12-15
DE102020133458 2020-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021112952A1 true DE102021112952A1 (en) 2022-06-15

Family

ID=81749997

Family Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021112948.6A Pending DE102021112948A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with axial stop and method for manufacturing the sensor bearing
DE102021112945.1A Pending DE102021112945A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with duroplastic coating for the angle detection of a shaft and method for manufacturing the sensor bearing
DE102021112949.4A Pending DE102021112949A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 roller bearing arrangement
DE102021112950.8A Pending DE102021112950A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with radially external sensors and subassembly for the sensor bearing
DE102021112952.4A Pending DE102021112952A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with shielding ring
DE102021112951.6A Pending DE102021112951A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with cover and method for manufacturing the sensor bearing

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021112948.6A Pending DE102021112948A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with axial stop and method for manufacturing the sensor bearing
DE102021112945.1A Pending DE102021112945A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with duroplastic coating for the angle detection of a shaft and method for manufacturing the sensor bearing
DE102021112949.4A Pending DE102021112949A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 roller bearing arrangement
DE102021112950.8A Pending DE102021112950A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with radially external sensors and subassembly for the sensor bearing

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021112951.6A Pending DE102021112951A1 (en) 2020-12-15 2021-05-19 Sensor bearing with cover and method for manufacturing the sensor bearing

Country Status (1)

Country Link
DE (6) DE102021112948A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019063095A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Bearing, comprising an inner ring, an outer ring and a sensor, and system, comprising such a bearing

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012006158A1 (en) 2012-03-28 2013-10-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG bearing arrangement

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019063095A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Bearing, comprising an inner ring, an outer ring and a sensor, and system, comprising such a bearing

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021112950A1 (en) 2022-06-15
DE102021112951A1 (en) 2022-06-15
DE102021112949A1 (en) 2022-06-15
DE102021112948A1 (en) 2022-06-15
DE102021112945A1 (en) 2022-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69724343T2 (en) Swivel ball bearing with built-in sensor
WO2020015772A1 (en) Rolling bearing and bearing assembly comprising same
EP2188639B1 (en) Measurement arrangement for a mounted shaft
DE102009047222A1 (en) Sensor arrangement for determining a torque and for index recognition
DE102018102203A1 (en) Bearing arrangement with integrated sensor device for detecting relative movements
DE102018106337A1 (en) seal means
DE102019127297A1 (en) Sensor device for detecting the angular position of a rotatable shaft and steering arrangement of a vehicle
DE102014208422A1 (en) wheel bearing unit
DE4211615C2 (en) Measuring device for determining an angle of rotation
DE102021112952A1 (en) Sensor bearing with shielding ring
EP1600737A2 (en) Apparatus for rotary angle measurement
DE102015215616A1 (en) wheel bearing unit
WO2022127973A1 (en) Sensor bearing having a shield ring
DE102016124291A1 (en) Device for detecting the rotational speed of a wheel set shaft for rail vehicles
DE102008061509A1 (en) Rotational speed detecting device for transmission, has signal transmitter arranged at circumference of shift collar or fixed wheel, and speed sensor arranged on shift fork, where shift collar has inner teeth formed at outer sensor teeth
DE102013220323A1 (en) Wheel bearing with speed detection
DE102015220368A1 (en) Protective element for a wheel bearing unit
DE102010054554A1 (en) Sensor wheel for a crankshaft angle sensor arrangement
DE102016222886A1 (en) Bearing arrangement with sensor element
DE102015002965B3 (en) Wheel bearing arrangement for a motor vehicle
DE102020109606A1 (en) Sensor arrangement for recording torque and speed / angle of rotation
DE102021132242A1 (en) Sensor bearing with axial stop and method for manufacturing the sensor bearing
DE102021114418A1 (en) sensor storage device
EP3009666B1 (en) Crankshaft starter generator
DE102018108019A1 (en) Measuring arrangement for measuring a rotational position and / or a rotational speed of a crankshaft

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed