DE10218937A1 - Schutzeinrichtung für ein Wälzlager mit Drehzahlmessung - Google Patents

Schutzeinrichtung für ein Wälzlager mit Drehzahlmessung

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Abstract

Radlager (1) mit außenliegendem, drehendem, magnetischem Encoder (7), der zur Drehzahlerfassung benötigt wird, wobei eine vorgelagerte Magnetfangvorrichtung (9 oder 10) den magnetischen Encoder (7) vor Verschmutzung schützt.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein Radlager eines Kraftfahrzeuges, das mit einer Drehzahlmesseinrichtung ausgestattet ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Im Radlager von Pkw wird im Stand der Technik in sehr vielen Fällen die Raddrehzahl gemessen. Das Raddrehzahlsignal wird u. a. für die Steuerung des ABS (Antiblockiersystem) eingesetzt. Neuerdings bestehen diese Drehzahlmesseinrichtungen aus einem magnetisierten Elastomer (Magnetencoder), der in die Dichtung des Wälzlagers eingelassen ist. Um das magnetische Signal dieses Encoders abgreifen zu können, ist dieser außenliegend am Wälzlager angebracht und mit dem drehenden Teil des Wälzlagers verbunden. In kurzem Abstand davor ist ein Hall-Sensor angeordnet, der die Magnetimpulse des drehenden Encoders auswertet und so das Drehzahlsignal ermittelt. Sowohl der magnetisierte Encoder als auch der Hall-Sensor arbeiten mit magnetischen Teilen. In der EP 607719 B1 werden z. B. solche Dichtungen mit außenliegenden Magnetencoder gezeigt.
  • Bei Praxisversuchen hat sich herausgestellt, dass diese Magnetencoder oder auch der aufnehmende Sensor durch ferromagnetische Partikel verschmutzt werden können. Dies können z. B. feine Eisenspänchen sein, die sich im Laufe der Zeit an den Encoder anlagern oder auch erzhaltige Erde. Lagert sich zu viel ferromagnetische Verschmutzung an dem Magnetencoder an, kann die Funktionsweise des Encoders massiv eingeschränkt werden. Bei starker Verschmutzung kann das so weit führen, dass das Drehzahlsignal des Radlagers nicht mehr auswertbar ist.
  • In der JP 5612 08 19 sind zwei Permanent-Magnete, die ein magnetisches Gegenfeld aufbauen sollen gezeigt, um ein Wälzlager vor metallischen Partikeln des Elektromotors zu schützen. Das Problem dieser Anordnung besteht darin, dass sich die metallischen Partikel die zwischen die Magnete gekommen sind, nicht mehr abschleudern lassen und somit bei einer zu großen Menge an Verunreinigungen ins Wälzlager gelangen.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es besteht also die Aufgabe eine Radlagerung mit magnetischer Drehzahlmesseinrichtung aufzuzeigen, die metallische Verunreinigung aufnehmen kann, ohne bei größeren Mengen metallischer Verunreinigung zu versagen.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erreicht.
  • Der wesentliche Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Dauermagnet auf einem Weicheisenmaterial axial vor dem Magnetencoder angeordnet wird. Dieser Magnet auf dem Weicheisen hat die Aufgabe, die magnetischen Schmutzpartikel vor der Dichtung in einer "Magnetfalle" zu fangen. Das Magnetfeld dieser Fangvorrichtung ist so ausgelegt, dass sich die Verschmutzung axial vor dem Dauermagneten auf dem Weicheisenmagneten (Fig. 3) niederschlägt.
  • Diese Anordnung ermöglicht es, die magnetische Verunreinigung axial vor dem Dauermagneten zu sammeln, und bei hohen Drehzahlen des Rades wieder abzuschleudern. Besonders gut wirkt dieser Effekt bei ferromagnetischer Erde und Feuchtigkeit. Die ferromagnetische Erde saugt die Feuchtigkeit auf, wird dadurch schwerer und lässt sich somit leicht abschleudern.
  • Die Magnetfangvorrichtung kann sowohl am drehenden Teil als auch am stehenden Teil angeordnet werden. Der Vorteil der Anordnung am drehenden Teil besteht darin, dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ein größerer Selbstreinigungseffekt über die Zentrifugalkraft eintritt. Gemäß Anspruch 6 ragt ein Abstreiffinger in die Magnetfangvorrichtung. Die Funktion dieses Abstreiffingers besteht darin, dass Anhäufungen von metallischen Verunreinigungen abgestreift und somit vor die Fangvorrichtung gebracht werden und dann außerhalb der Radlagereinheit auf die Fahrbahn fallen. Somit ist die Funktion der Fangvorrichtung auch bei großen Verunreinigungsmengen genau garantiert. Eine bevorzugte Lage des Abstreiffingers ist am tiefsten Punkt der magnetischen Fangvorrichtung (6 Uhr Lage).
  • Bei einer stehenden magnetischen Fangvorrichtung müsste ein rotierender Abstreiffinger eingesetzt werden, der die Verunreinigungen abführt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Radlagereinheit mit Bremsscheibe und Gleichlaufgelenk im Schnitt
  • Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine besondere Ausgestaltung der magnetischen Fangvorrichtung
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Radlagereinheit 1 mit Bremsscheibe 4, Gleichlaufgelenk 6, und Radträger 5 im Schnitt. Hierbei ist am drehenden Innenring 2 die Dichtung mit dem außen angeordneten Magnetencoder 7 angebracht. Der stehende Sensor 8 tastet die Magnetsignale des Magnetencoders 7 ab und ermittelt so das Drehzahlsignal. Als mögliche Lage der magnetischen Fangvorrichtung wurden hier beispielsweise die Plätze 9 und 10 gezeigt. Die magnetische Fangvorrichtung kann ebenfalls näher ans Wälzlager oder axial weiter entfernt angebracht werden. Der genaue Aufbau der magnetischen Fangvorrichtung ist in den nachfolgenden Figuren gezeigt.
  • In der Fig. 2 ist das Detail der magnetischen Fangvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Der magnetische Nord- und Südpol ist axial nebeneinander angeordnet. Um den Magnetfluss Richtung metallischem Gleichlaufgelenk 6 zu reduzieren, bzw. im Fangbereich zu verstärken, ist eine nicht magnetisch leitende Zwischenlage 13 vorgesehen. An der Seite der Fangvorrichtung (Richtung Magnetencoder 7) ist ein magnetisch leitendes Weicheisenteil 12 vorgesehen, das gegenüber dem stehenden Radträger 5 eine Spaltdichtung bildet. Gleichzeitig soll dieses Weicheisenteil 12 den Magnetfluss 14 des Nordpols Richtung Südpol leiten, so dass sich die metallische Verunreinigung vor dem Weicheisen sammeln kann. Wichtig ist die Spaltdichtung gegenüber dem Radträger, da eindringende Flüssigkeit aus dem Bereich vor der Dichtung wieder abfließen können muss. Die Lage des drehenden Magnetencoders 7 sowie des feststehenden Sensors 8 ist angegeben. Ein optional anbringbarer stehender Abstreiffinger 11, der am Radträger 5 befestigt ist, ist in der Fig. 2 ebenfalls dargestellt.
  • In der Fig. 3 ist ein grundsätzlicher anderer Aufbau der Magnetfangvorrichtung gezeigt. Hierbei wird über den Permanentmagneten 15 (N, S) die Spaltdichtung aufgebaut, während der eine Pol des Magneten auf einem Weicheisenmaterial ruht, der gezielt das Magnetfeld 14 axial von der Dichtung entfernt aufbaut. Die Verunreinigung, fängt sich somit zwischen dem Magneten und dem Weicheisenmaterial 12. Der restlich Aufbau entspricht Fig. 2.
  • In der Fig. 4 ist die Anordnung der Fig. 2 gezeigt, wobei ein winkelförmiges Weicheisen 12 den Magnet 15 trägt, dass mit einer magnetisch nicht leitenden Schicht 13 auf dem Gleichlaufgelenk 6 angeordnet ist. Bezugszeichenliste 1 Radlager
    2a stehender Außenring
    2 drehende Innenringe
    3 Wälzkörper
    4 Bremsscheibe
    5 Radträger
    6 Gleichlaufgelenk
    7 drehende Dichtung mit ferromagnetischem Material
    8 stehender Sensor
    9, 10 Lage der Magnetfangvorrichtung
    11 Abstreiffinger
    12 Weicheisen
    13 magnetisch nicht leitende Zwischenlage
    14 Magnetfeldlinien
    15 (N, S) Nord- bzw. Südpol
    •

Claims (6)

1. Radlager (1) mit außenliegenden, drehenden, magnetischen Encoder (7), dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgelagerte Magnetfangvorrichtung (9, 10) den magnetischen Encoder (7) vor Verschmutzung schützt.
2. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfangvorrichtung (9, 10) zwischen Radträger (5) und Gleichlaufgelenk (6) angeordnet ist.
3. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfangvorrichtung (9, 10) aus einem Dauermagneten (15) und einem Weicheisen (12) aufgebaut ist.
4. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Weicheisen (12) und der Dauermagnet (15) L-förmig aufeinander stehen, und die magnetische Verunreinigungen zwischen den Schenkeln gesammelt wird.
5. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Weicheisen (12) gegenüber dem Radträger (5) eine Spaltdichtung bildet.
6. Radlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstreiffinger (11) in die Magnetfangvorrichtung (9, 10) hineinragt.
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