DE102021112953A1 - Ring-shaped sensor arrangement - Google Patents

Ring-shaped sensor arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102021112953A1
DE102021112953A1 DE102021112953.2A DE102021112953A DE102021112953A1 DE 102021112953 A1 DE102021112953 A1 DE 102021112953A1 DE 102021112953 A DE102021112953 A DE 102021112953A DE 102021112953 A1 DE102021112953 A1 DE 102021112953A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ring
signal transmitter
sensor
shaft
sensor arrangement
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.)
Ceased
Application number
DE102021112953.2A
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 DE102021112953.2A priority Critical patent/DE102021112953A1/en
Publication of DE102021112953A1 publication Critical patent/DE102021112953A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • 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
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • 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
    • F16C2233/00Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ringförmige Sensoranordnung (1) umfassend eine in einem Wälzlager (2) drehbar gelagerte Welle (3), wobei das Wälzlager (2) einen Innenring (4) und einen Außenring (5) mit dazwischen wälzend aufgenommenen Wälzkörpern (6) aufweist, wobei die Welle (3) drehfest mit dem Innenring (4) verbunden ist, und die Sensoranordnung (1) ferner einen drehfest mit dem Außenring (5) verbundenen Sensor (7) und einen relativ zum Sensor (7) verdrehbaren ringförmigen sowie koaxial zur Welle angeordneten Signalgeber (8) aufweist, wobei der Signalgeber (8) in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Welle (3) und/oder dem Innenring (4) verbunden ist.The invention relates to an annular sensor arrangement (1) comprising a shaft (3) rotatably mounted in a roller bearing (2), the roller bearing (2) having an inner ring (4) and an outer ring (5) with rolling elements (6) held between them to roll , wherein the shaft (3) is non-rotatably connected to the inner ring (4), and the sensor arrangement (1) also has a sensor (7) non-rotatably connected to the outer ring (5) and an annular rotatable relative to the sensor (7) and coaxial to the Shaft arranged signal transmitter (8), wherein the signal transmitter (8) is positively connected to the shaft (3) and / or the inner ring (4) in the circumferential direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ringförmige Sensoranordnung umfassend eine in einem Wälzlager drehbar gelagerte Welle, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring mit dazwischen wälzend aufgenommenen Wälzkörpern aufweist, wobei die Welle drehfest mit dem Innenring verbunden ist, und die Sensoranordnung ferner einen drehfest mit dem Außenring verbundenen Sensor und einen relativ zum Sensor verdrehbaren ringförmigen sowie koaxial zur Welle angeordneten Signalgeber aufweist.The present invention relates to a ring-shaped sensor arrangement comprising a shaft rotatably mounted in a roller bearing, the roller bearing having an inner ring and an outer ring with rolling elements received in between, the shaft being non-rotatably connected to the inner ring, and the sensor arrangement also being non-rotatably connected to the outer ring connected sensor and has a ring-shaped signal transmitter which can be rotated relative to the sensor and is arranged coaxially to the shaft.

Wälzlageranordnungen mit integrierten Sensoreinheiten sind auch als Sensorlager bekannt und dienen zum Erfassen unterschiedlicher Lagerzustandsgrößen, wie beispielsweise Drehzahl, Temperatur und Drehwinkel.Rolling bearing assemblies with integrated sensor units are also known as sensor bearings and are used to record different bearing condition variables, such as speed, temperature and angle of rotation.

DE 10 2015 203 861 A1 offenbart eine Sensoreinrichtung für ein Wälzlager mit einem Außenring und einem relativ zu diesem drehbaren Innenring. Die Sensoreinrichtung umfasst mindestens einen mit einem der beiden Lagerringe drehfest verbindbaren Sensor, mindestens einen mit dem anderen der beiden Lagerringe drehfest verbindbaren Signalgeber, einen an einer Stirnfläche des Außenrings des Wälzlagers befestigbaren äußeren Ring und einen an einer Stirnfläche des Innenrings des Wälzlagers befestigbaren inneren Ring. Der Sensor und der Signalgeber sind aufeinander gegenüberliegenden Mantelflächen des äußeren und inneren Rings angeordnet. DE 10 2015 203 861 A1 discloses a sensor device for a roller bearing with an outer ring and an inner ring which is rotatable relative to this. The sensor device comprises at least one sensor that can be connected in a rotationally fixed manner to one of the two bearing rings, at least one signal transmitter that can be connected in a rotationally fixed manner to the other of the two bearing rings, an outer ring that can be fastened to an end face of the outer ring of the roller bearing, and an inner ring that can be fastened to an end face of the inner ring of the roller bearing. The sensor and the signal transmitter are arranged on opposing lateral surfaces of the outer and inner ring.

Die Sensoreinrichtung kann noch weiter verbessert werden, um eine sichere Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung und dem Wälzlager unter Vibration zu ermöglichen.The sensor device can be further improved to enable a secure connection between the sensor device and the roller bearing under vibration.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ringförmige Sensoranordnung umfassend eine in einem Wälzlager drehbar gelagerte Welle, wobei das Wälzlager einen Innenring und einen Außenring mit dazwischen wälzend aufgenommenen Wälzkörpern aufweist, wobei die Welle drehfest mit dem Innenring verbunden ist, und die Sensoranordnung ferner einen drehfest mit dem Außenring verbundenen Sensor und einen relativ zum Sensor verdrehbaren ringförmigen sowie koaxial zur Welle angeordneten Signalgeber aufweist, wobei der Signalgeber in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Welle und/oder dem Innenring verbunden ist.This object is achieved by an annular sensor arrangement comprising a shaft which is rotatably mounted in a roller bearing, the roller bearing having an inner ring and an outer ring with rolling elements received in between, the shaft being non-rotatably connected to the inner ring, and the sensor arrangement also being non-rotatably connected to the Sensor connected to the outer ring and a ring-shaped signal transmitter which can be rotated relative to the sensor and is arranged coaxially to the shaft, the signal transmitter being positively connected to the shaft and/or the inner ring in the circumferential direction.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoranordnung besteht darin, dass eine verdrehsichere Verbindung zwischen dem Signalgeber und der Welle bzw. dem Innenring in einfacher Weise bereitgestellt werden kann. Somit kann insbesondere auch ein unerwünschter Versatz des Signalgebers, beispielsweise durch ein sogg. Microwandern des Innenrings auf der Welle infolge der Belastung im Betrieb, vermieden werden.The advantage of the sensor arrangement according to the invention is that a torsion-proof connection between the signal transmitter and the shaft or the inner ring can be provided in a simple manner. Thus, in particular, an undesired offset of the signal generator, for example due to a so-called Micro-wandering of the inner ring on the shaft as a result of the load during operation can be avoided.

Der ringförmige Sensor ist zum Anbau an ein Wälzlager vorgesehen. Daher kann der Sensor auch ringförmig gestaltet sein. Der Sensor kann beispielsweise aus einer ringförmigen Leiterplatte mit einem Kabel (eventuell mit einem Stecker) bestehen. Der Sensor kann aber auch eine flexible Leiterplatte mit verschiedenen Sensorelementen umfassen, die über Leiterbahnen elektrisch verbunden sind. Der Sensor kann dazu eingerichtet sein, um zumindest eine Lagerzustandsgröße wie beispielsweise Drehzahl, Temperatur und Drehwinkel zu erfassen. Der Sensor kann auch mehrere Sensoren zur Erfassung unterschiedlicher Zustandsgrößen umfassen.The ring-shaped sensor is intended for attachment to a roller bearing. Therefore, the sensor can also be ring-shaped. The sensor can, for example, consist of a ring-shaped printed circuit board with a cable (possibly with a plug). However, the sensor can also include a flexible printed circuit board with various sensor elements that are electrically connected via conductor tracks. The sensor can be set up to detect at least one bearing condition variable such as speed, temperature and angle of rotation. The sensor can also include a number of sensors for detecting different state variables.

Der ringförmige Sensor kann bevorzugt in ein Gehäuse aus zum Beispiel Kunststoff eingelegt sein, das einen ringförmigen Boden mit einer umlaufenden Innenwand und einer umlaufenden Außenwand aufweist. Ein Durchmesser des Bodens des Gehäuses kann so an einen Durchmesser des Sensors angepasst sein, dass der Sensor gerade passend ins Gehäuse eingefügt werden kann. Der im Gehäuse befindliche Sensor kann mit einem Verguss versehen sein, um empfindliche elektronische Komponenten wie bestückte Leiterplatten oder Leistungsmodule vor chemischen, korrosiven oder mechanischen Einflüssen zu schützen. Auch eine Reduzierung von thermischen Spannungen, eine Abführung von Wärme, sowie ein Schutz vor Brandgefahr sind beim Vergießen möglich. Als Vergussmaterial kann ein niedrigviskoses Material aus beispielsweise PU, Epoxid oder Silikon zum Einsatz kommen.The ring-shaped sensor can preferably be placed in a housing made of plastic, for example, which has a ring-shaped base with a peripheral inner wall and a peripheral outer wall. A diameter of the bottom of the housing can be adapted to a diameter of the sensor such that the sensor can just be inserted into the housing to fit. The sensor located in the housing can be encapsulated to protect sensitive electronic components such as printed circuit boards or power modules from chemical, corrosive or mechanical influences. A reduction in thermal stresses, a dissipation of heat and protection against the risk of fire are also possible when casting. A low-viscosity material made of PU, epoxy or silicone, for example, can be used as the casting material.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are mentioned in the set of claims, and particularly preferred configurations of the subject matter of the invention are described below.

Wälzlager können insbesondere dazu verwendet werden, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Wälzlager können insbesondere zur Fixierung und/oder Lagerung von Achsen und Wellen eingesetzt werden, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen.Rolling bearings can be used in particular to enable rotary movements with the lowest possible friction losses. Rolling bearings can be used in particular to fix and/or mount axles and shafts, depending on the design, absorbing radial and/or axial forces and at the same time enabling the rotation of the shaft or the components mounted on an axle in this way.

Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers in der Regel hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring bevorzugt auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen können, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering. Ein Wälzlager kann ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.For this purpose, rolling elements are arranged between an inner ring and an outer ring of the roller bearing. Between these three main components inner ring, outer ring and the rolling elements occurs within the rolling bearing as a rule mainly rolling friction. Since the rolling elements in the inner and outer ring can preferably roll on hardened steel surfaces with optimized lubrication, the rolling friction of such bearings is relatively low. A roller bearing can have one or more rows.

Der Innenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Welle mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Welle mit der der Welle zugewandten Seite der Mantelfläche des Innenrings verbunden sein, wobei auf der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Innenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Innenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Innenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The inner ring can in particular connect the shaft accommodating the roller bearing to the roller bearing or the roller bodies. In particular, the shaft can be connected to the side of the lateral surface of the inner ring that faces the shaft, with the rolling elements of the roller bearing rolling on the inner ring raceway that is opposite this lateral surface. The inner ring can be made of a metallic and/or ceramic material. In principle, it is conceivable to design the inner ring in one piece or in multiple pieces, in particular in two pieces.

Der Außenring kann insbesondere die Wälzlager aufnehmende Lagerung mit dem Wälzlager bzw. den Wälzkörpern verbinden. Dabei kann insbesondere die Lagerung mit der der Lagerung zugewandten Seite der Mantelfläche des Außenrings verbunden sein, wobei der dieser Mantelfläche gegenüberliegenden Außenringlaufbahn die Wälzkörper des Wälzlagers wälzen. Der Außenring kann aus einem metallischen und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Es ist grundsätzlich denkbar, den Außenring einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig auszubilden.The outer ring can, in particular, connect the bearing arrangement accommodating the roller bearing to the roller bearing or the roller bodies. In particular, the bearing can be connected to the side of the lateral surface of the outer ring facing the bearing, with the rolling elements of the roller bearing rolling on the outer ring raceway opposite this lateral surface. The outer ring can be made of a metallic and/or ceramic material. In principle, it is conceivable to design the outer ring in one piece or in multiple pieces, in particular in two pieces.

Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Wälzlagers ab und haben die Aufgabe, die auf ein Radialwälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen. Bei einem Axialwälzlager übertragen die Wälzkörper die auf das Axialwälzlager wirkenden Kräfte zwischen den Laufscheiben. Rollenförmige Wälzkörper werden auch als Rollenwälzkörper und kugelförmige Wälzkörper als Lagerkugel bezeichnet.Depending on the type of rolling bearing, the rolling elements have the shape of a ball or a roller. They roll on the raceways of the roller bearing and have the task of transferring the force acting on a radial roller bearing from the outer ring to the inner ring and vice versa. In an axial roller bearing, the rolling elements transmit the forces acting on the axial roller bearing between the running disks. Roller-shaped rolling elements are also referred to as roller rolling elements and spherical rolling elements as bearing balls.

Rollenförmige Wälzkörper können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der symmetrischen Pendelrollen, der asymmetrischen Pendelrollen, der Zylinderrollen, der Nadelrollen und/oder der Kegelrollen.Roller-shaped rolling bodies can be selected, for example, from the group of symmetrical spherical rollers, asymmetrical spherical rollers, cylindrical rollers, needle rollers and/or tapered rollers.

Wälzkörper können in einem Käfig oder durch Wälzkörperdistanzstücke geführt und voneinander beabstandet sein. Es ist grundsätzlich auch denkbar, ein käfigloses Wälzlager auszubilden, welches auch als vollrolliges Wälzlager bezeichnet wird. Bei vollrolligen Wälzlagern können sich benachbarte Wälzkörper kontaktieren.Rolling elements can be guided and spaced apart in a cage or by rolling element spacers. In principle, it is also conceivable to design a roller bearing without a cage, which is also referred to as a full complement roller bearing. In full complement rolling bearings, adjacent rolling elements can contact each other.

Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Innenringlaufbahn des Innenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.The rolling bodies can roll within the rolling bearing, in particular on the inner ring raceway of the inner ring. For this purpose, the surface of the inner ring raceway can advantageously be designed to be correspondingly abrasion-resistant, for example also by means of a corresponding surface treatment process and/or by applying a corresponding additional layer of material.

Die Innenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Innenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Innenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Innenringlaufbahn erlauben.The inner ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the inner ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the inner ring raceway. On the other hand, a planar formation of the inner ring raceway can, for example, allow a certain axial displaceability of the rolling elements on the inner ring raceway.

Die Wälzkörper können innerhalb des Wälzlagers insbesondere auf der Außenringlaufbahn des Außenrings abwälzen. Hierzu kann vorteilhafter Weise die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein, beispielsweise auch durch ein entsprechendes Oberflächenbehandlungsverfahren und/oder durch Aufbringen einer entsprechenden zusätzlichen Materialschicht.The rolling bodies can roll within the rolling bearing, in particular on the outer ring raceway of the outer ring. For this purpose, the surface of the outer ring raceway can advantageously be designed to be abrasion-resistant, for example by means of a corresponding surface treatment process and/or by applying a corresponding additional layer of material.

Die Außenringlaufbahn kann eben oder profiliert ausgebildet sein. Eine profilierte Ausgestaltung der Außenringlaufbahn kann beispielsweise zur Führung der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn dienen. Eine ebene Ausformung der Außenringlaufbahn kann hingegen beispielsweise eine gewisse axiale Verschiebbarkeit der Wälzkörper auf der Außenringlaufbahn erlauben.The outer ring raceway can be flat or profiled. A profiled design of the outer ring raceway can be used, for example, to guide the rolling elements on the outer ring raceway. On the other hand, a planar shape of the outer ring raceway can, for example, allow a certain axial displaceability of the rolling elements on the outer ring raceway.

Ein Wälzlager kann eine Dichtung aufweisen, um ein Austreten von Schmiermittel aus dem Wälzlager oder ein Eintreten von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Wälzlager zu verhindern. Hierzu können die eingesetzten Dichtungen mit einer oder mehreren Dichtlippen versehen sein, die an einem Bauteil des Wälzlagers anliegen können. Diese sind derart ausgelegt, dass sie zum einen möglichst über die gesamte Lebensdauer das Lager abdichten, andererseits die Reibung durch die anliegende Dichtung nicht zu hoch ist. Besonders bevorzugt ist es, dass die Dichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.A roller bearing may have a seal to prevent lubricant from escaping from the roller bearing or dirt or moisture from entering the roller bearing. For this purpose, the seals used can be provided with one or more sealing lips, which can rest against a component of the roller bearing. These are designed in such a way that on the one hand they seal the bearing for as long as possible over the entire service life, and on the other hand the friction caused by the adjacent seal is not too high. It is particularly preferred that the seal is formed from an elastic, particularly preferably rubber-elastic material. The elastic material can preferably consist entirely or partially of an elastomer, the elastomers in turn preferably being selected from the group of vulcanizates of natural rubber and silicone rubber.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Welle eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut aufweist, in die ein in radialer Richtung aus dem ringförmigen Signalgeber hervorstehende Nase eingreift. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass der ringförmige Signalgeber eine Innensteckverzahnung aufweist, die mit einer korrespondierend ausgebildeten Außensteckverzahnung der Welle so zusammenwirkt, dass die Welle in den ringförmigen Signalgeber axial einschiebbar ist, dort dann jedoch über die Steckverzahnung in Umfangsrichtung gesichert ist. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, dass die sich in axialer Richtung erstreckende Nut Teil einer Steckverzahnung der Welle ist.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the shaft has a groove which extends in the axial direction and into which a lug protruding in the radial direction from the ring-shaped signal transmitter engages. reason In addition, it would also be conceivable for the ring-shaped signal transmitter to have an internal spline that interacts with a correspondingly designed external spline on the shaft in such a way that the shaft can be pushed axially into the ring-shaped signal transmitter, but is then secured there via the spline in the circumferential direction. Basically, it is of course also possible that the groove extending in the axial direction is part of a spline of the shaft.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Signalgeber mittels einer Presspassung an dem Innenring positioniert ist, wodurch sich eine einfache und sichere Verbindung zwischen dem Innenring und dem Signalgeber ausbilden lässt.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the signal transmitter is positioned on the inner ring by means of a press fit, as a result of which a simple and secure connection can be formed between the inner ring and the signal transmitter.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Signalgeber eine im Querschnitt L-förmige Kontur mit einem radial verlaufenden Abschnitt und einem axial verlaufenden Abschnitt aufweist. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es in diesem Zusammenhanf vorgesehen sein, dass der axial verlaufende Abschnitt des Signalgebers an einer radial inneren Mantelfläche des Innenrings anliegt. Dies hat den Vorteil, dass ein zentrifugalkraftbewirktes Lösen des Pressverbundes vermieden wird und vielmehr bei hohen Drehzahlen der Pressverband fliehkraftbewirkt unterstützt wird.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the signal transmitter has a contour that is L-shaped in cross section with a radially running section and an axially running section. According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided in this connection that the axially extending section of the signal transmitter bears against a radially inner lateral surface of the inner ring. This has the advantage that a centrifugal force-caused loosening of the press assembly is avoided and rather at high speeds the press assembly is supported by centrifugal force.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Sensor eine ringscheibenartige Grundform aufweist und so die Welle vollständig umgreift.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the sensor has a ring-like basic shape and thus completely surrounds the shaft.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Sensor in Umfangsrichtung formschlüssig mit einem ortsfesten Gehäusebauteil und/oder dem Außenring verbunden ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass auch der Sensor eine im Umfangsrichtung exakte Lageposition aufweist.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the sensor is positively connected to a stationary housing component and/or the outer ring in the circumferential direction. In this way it can be achieved that the sensor also has an exact position in the circumferential direction.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Signalgeber aus einem umgeformten Blech gebildet ist, wodurch der Signalgeber besonders kostengünstig herstellbar ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass das Blech ein metallisches Blech ist.It can also be advantageous to further develop the invention in such a way that the signal transmitter is formed from a formed sheet metal, as a result of which the signal transmitter can be produced particularly inexpensively. In this context, it is particularly preferred that the metal sheet is a metal sheet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigen:

  • 1 eine Sensoranordnung in einer schematischen Axialschnittdarstellung und
  • 2 einen Sensor in einer perspektivischen Ansicht.
Show it:
  • 1 a sensor arrangement in a schematic axial section and
  • 2 a sensor in a perspective view.

Die 1 zeigt eine ringförmige Sensoranordnung 1 umfassend eine in einem Wälzlager 2 drehbar gelagerte Welle 3.the 1 shows an annular sensor arrangement 1 comprising a shaft 3 rotatably mounted in a roller bearing 2.

Das Wälzlager 2 weist einen Innenring 4 und einen Außenring 5 mit dazwischen in einem Käfig 14 wälzend aufgenommenen Wälzkörpern 6 auf, wobei die Welle 3 drehfest mit dem Innenring 4 verbunden ist, und die Sensoranordnung 1 ferner einen drehfest mit dem Außenring 5 verbundenen Sensor 7 und einen relativ zum Sensor 7 verdrehbaren ringförmigen sowie koaxial zur Welle angeordneten Signalgeber 8 aufweist. Der Signalgeber 8 ist in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu dem Sensor 7 unter Ausbildung eines ringförmigen Abstandsbereichs angeordnet. Auf der dem Signalgeber 8 zugewandten Stirnseite ist zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 eine Dichtung 15 angeordnet.The roller bearing 2 has an inner ring 4 and an outer ring 5 with rolling elements 6 held between them to roll in a cage 14, with the shaft 3 being non-rotatably connected to the inner ring 4, and the sensor arrangement 1 also having a sensor 7 and non-rotatably connected to the outer ring 5 has a ring-shaped signal transmitter 8 which can be rotated relative to the sensor 7 and is arranged coaxially with the shaft. The signal generator 8 is arranged in the axial direction immediately adjacent to the sensor 7, forming an annular spaced area. A seal 15 is arranged between the inner ring 4 and the outer ring 5 on the end face facing the signal transmitter 8 .

Der Signalgeber 8 ist in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Welle 3 verbunden. Hierzu besitzt die Welle 3 eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut 13, in die ein in radialer Richtung aus dem ringförmigen Signalgeber 8 hervorstehende Nase 9 eingreift. Dies ist auch insbesondere gut anhand der 2 erkennbar. Der Signalgeber 8 ist darüber hinaus mittels einer Presspassung an dem Innenring 4 positioniert.The signal generator 8 is positively connected to the shaft 3 in the circumferential direction. For this purpose, the shaft 3 has a groove 13 which extends in the axial direction and into which a nose 9 protruding in the radial direction from the ring-shaped signal transmitter 8 engages. This is also particularly good based on the 2 recognizable. The signal generator 8 is also positioned on the inner ring 4 by means of a press fit.

Der Signalgeber 8 weist ferner eine im Querschnitt L-förmige Kontur mit einem radial verlaufenden Abschnitt 10 und einem axial verlaufenden Abschnitt 11 auf. Der axial verlaufende Abschnitt 11 des Signalgebers 8 liegt an einer radial inneren Mantelfläche 12 eines an dem Innenring 4 ausgebildeten Freistichs 17 an, während der radial verlaufende Abschnitt 10 des Signalgebers 8 an dem Innenring 4 einen axialen Anschlag ausbildet. Der Signalgeber 8 ist in dem gezeigten Beispiel aus einem umgeformten Blech gebildet.The signal generator 8 also has an L-shaped contour in cross section with a radially running section 10 and an axially running section 11 . The axially running section 11 of the signal transmitter 8 rests against a radially inner lateral surface 12 of an undercut 17 formed on the inner ring 4 , while the radially running section 10 of the signal transmitter 8 forms an axial stop on the inner ring 4 . In the example shown, the signal generator 8 is formed from a formed metal sheet.

Wie der Signalgeber 8, besitzt auch der Sensor 7 eine ringscheibenartige Grundform, so dass der Sensor 7 die Welle 3 vollständig umschließt und koaxial zu dieser angeordnet ist. Der Sensor 7 ist ebenfalls in Umfangsrichtung formschlüssig über das zylinderringförmige Sensorgehäuse 18 mit einem ortsfesten Gehäusebauteil und/oder dem Außenring 5 verbunden.Like the signal transmitter 8, the sensor 7 also has a ring-like basic shape, so that the sensor 7 completely encloses the shaft 3 and is arranged coaxially with it. The sensor 7 is also positively connected in the circumferential direction to a stationary housing component and/or the outer ring 5 via the cylindrical ring-shaped sensor housing 18 .

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following claims are to be so ver stand that a said feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two features of the same type, without establishing a ranking.

Bezugszeichenlistereference list

11
Sensoranordnungsensor arrangement
22
Wälzlagerroller bearing
33
WelleWave
44
Innenringinner ring
55
Außenringouter ring
66
Wälzkörpernrolling elements
77
Sensorsensor
88th
Signalgebersignaller
99
NaseNose
1010
radialer Abschnittradial section
1111
axialer Abschnittaxial section
1212
Mantelflächelateral surface
1313
Nutgroove
1414
KäfigCage
1515
Dichtungpoetry
1616
Sensorgehäusesensor housing
1717
FreistichFreeway

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

  • DE 102015203861 A1 [0003]DE 102015203861 A1 [0003]

Claims (8)

Ringförmige Sensoranordnung (1) umfassend eine in einem Wälzlager (2) drehbar gelagerte Welle (3), wobei das Wälzlager (2) einen Innenring (4) und einen Außenring (5) mit dazwischen wälzend aufgenommenen Wälzkörpern (6) aufweist, wobei die Welle (3) drehfest mit dem Innenring (4) verbunden ist, und die Sensoranordnung (1) ferner einen drehfest mit dem Außenring (5) verbundenen Sensor (7) und einen relativ zum Sensor (7) verdrehbaren ringförmigen sowie koaxial zur Welle angeordneten Signalgeber (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (8) in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Welle (3) und/oder dem Innenring (4) verbunden ist.Ring-shaped sensor arrangement (1) comprising a shaft (3) rotatably mounted in a roller bearing (2), the roller bearing (2) having an inner ring (4) and an outer ring (5) with rolling elements (6) held between them so as to roll, the shaft (3) is non-rotatably connected to the inner ring (4), and the sensor arrangement (1) also has a sensor (7) non-rotatably connected to the outer ring (5) and an annular signal transmitter (7) which can be rotated relative to the sensor (7) and is arranged coaxially with the shaft 8), characterized in that the signal transmitter (8) is positively connected to the shaft (3) and/or the inner ring (4) in the circumferential direction. Ringförmige Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) eine sich in axialer Richtung erstreckende Nut (13) aufweist, in die ein in radialer Richtung aus dem ringförmigen Signalgeber (8) hervorstehende Nase (9) eingreift.Ring-shaped sensor arrangement (1) after claim 1 , characterized in that the shaft (3) has a groove (13) extending in the axial direction, into which a nose (9) protruding in the radial direction from the ring-shaped signal transmitter (8) engages. Ringförmige Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (8) mittels einer Presspassung an dem Innenring (4) positioniert ist.Ring-shaped sensor arrangement (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the signal transmitter (8) is positioned on the inner ring (4) by means of a press fit. Ringförmige Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (8) eine im Querschnitt L-förmige Kontur mit einem radial verlaufenden Abschnitt (10) und einem axial verlaufenden Abschnitt (11) aufweist.Ring-shaped sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the signal transmitter (8) has an L-shaped contour in cross section with a radially running section (10) and an axially running section (11). Ringförmige Sensoranordnung (1) Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axial verlaufende Abschnitt (11) des Signalgebers (8) an einer radial inneren Mantelfläche (12) des Innenrings (4) anliegt.Ring shaped sensor array (1) claim 4 , characterized in that the axially extending section (11) of the signal transmitter (8) rests against a radially inner lateral surface (12) of the inner ring (4). Ringförmige Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) eine ringscheibenartige Grundform aufweist.Ring-shaped sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (7) has a ring-like basic shape. Ringförmige Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) in Umfangsrichtung formschlüssig mit einem ortsfesten Gehäusebauteil und/oder dem Außenring (5) verbunden ist.Ring-shaped sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (7) is positively connected in the circumferential direction to a stationary housing component and/or the outer ring (5). Ringförmige Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (8) aus einem umgeformten Blech gebildet ist.Ring-shaped sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the signal transmitter (8) is formed from a formed metal sheet.
DE102021112953.2A 2021-05-19 2021-05-19 Ring-shaped sensor arrangement Ceased DE102021112953A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021112953.2A DE102021112953A1 (en) 2021-05-19 2021-05-19 Ring-shaped sensor arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021112953.2A DE102021112953A1 (en) 2021-05-19 2021-05-19 Ring-shaped sensor arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021112953A1 true DE102021112953A1 (en) 2022-11-24

Family

ID=83898725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021112953.2A Ceased DE102021112953A1 (en) 2021-05-19 2021-05-19 Ring-shaped sensor arrangement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021112953A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2792979A1 (en) 1999-04-28 2000-11-03 Skf France ROLLING BEARING WITH INFORMATION SENSOR
JP2005188554A (en) 2003-12-24 2005-07-14 Ntn Corp Bearing with rotary sensor
JP2006189119A (en) 2005-01-07 2006-07-20 Ntn Corp Bearing unit with rotation sensor
JP2009197962A (en) 2008-02-25 2009-09-03 Nsk Ltd Bearing unit
US20160195183A1 (en) 2013-06-25 2016-07-07 Nsk Ltd. Rotation transmission device
DE102015203861A1 (en) 2015-03-04 2016-09-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor device for a rolling bearing and rolling bearing assembly with such a sensor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2792979A1 (en) 1999-04-28 2000-11-03 Skf France ROLLING BEARING WITH INFORMATION SENSOR
JP2005188554A (en) 2003-12-24 2005-07-14 Ntn Corp Bearing with rotary sensor
JP2006189119A (en) 2005-01-07 2006-07-20 Ntn Corp Bearing unit with rotation sensor
JP2009197962A (en) 2008-02-25 2009-09-03 Nsk Ltd Bearing unit
US20160195183A1 (en) 2013-06-25 2016-07-07 Nsk Ltd. Rotation transmission device
DE102015203861A1 (en) 2015-03-04 2016-09-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor device for a rolling bearing and rolling bearing assembly with such a sensor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1361373B1 (en) Differential for a motor car, with double row angular contact ball bearings
DE102011004706A1 (en) Tapered roller bearing with cage
DE19839481A1 (en) Transfer case for a motor vehicle
DE102017218011A1 (en) Wheel bearing arrangement for a vehicle wheel
DE102013011381A1 (en) Ball retaining cage for ensuring circumferential spacing between balls of roller bearing of power steering of car, has cells presenting axial clearances, radial clearances and circumferential clearances along with balls placed in cells
EP2726749B1 (en) Compact axial-radial bearing
DE102021112953A1 (en) Ring-shaped sensor arrangement
DE102006017443B4 (en) roller bearing assembly
DE112006003937B4 (en) Drive section for use in a bearing arrangement
DE102019207679A1 (en) Sealed clutch thrust bearing device and drive shaft system with such a device
DE102017101038B4 (en) Axial bearing for mounting a steering knuckle and steering knuckle bearing arrangement with the axial bearing
DE102020127289A1 (en) roller bearing arrangement
DE102013202387A1 (en) Wheel drive assembly for fork-lift truck, has first and second taper roller bearings whose rollers are inclined in same direction, where second taper roller bearing is partially arranged within first taper roller bearing
DE102018127535A1 (en) Wheel bearing unit
DE102010050602A1 (en) Bearing arrangement for a shaft
DE102009037573A1 (en) roller bearing
DE102020105751A1 (en) Roller bearing arrangement
DE102017125911A1 (en) Encoder ring for an integrable in a rolling bearing assembly sensor device and rolling bearing assembly
DE102018100393A1 (en) Rolling bearing assembly with sensor device
DE102016211031B4 (en) Thrust bearing for a steering knuckle and a steering knuckle arrangement for a vehicle with the thrust bearing
DE102012203789A1 (en) Rolling bearing such as tapered roller bearing for motor car gearbox, has bearing ring consisting of sheet metal, which is resiliently biased against rolling elements by track portion and is curved in track portion
DE102017128360A1 (en) Electromotive drive unit
DE102016204188A1 (en) Rolling bearing and bearing arrangement for an axle with the rolling bearing
DE102022102737A1 (en) roller bearing arrangement
DE102022112274A1 (en) Cassette seal and roller bearings

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final