DE10229589B4

DE10229589B4 - Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers

Info

Publication number: DE10229589B4
Application number: DE10229589A
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Claudio Savarese
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: US6695484B2; US20030031391A1; ITTO20010802A0; ITTO20010802A1; DE10229589A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers (2), mit einer am Lager (2) angeordneten Schutzblende (5), einem dicht an der Schutzblende (5) angebrachten Tonrad (6) und einem Fühler (7), der an einem ausserhalb des Lagers (2) vorgesehenen Ständer (8) angebracht ist, und mit einer äusseren, dem Tonrad (6) gegenüberliegenden Stirnfläche (9) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblende (5) durch eine starre Wand (18) gebildet ist, die an einem feststehenden Ring (4) des Lagers (2) angeordnet ist und wenigstens eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme der Stirnfläche (11) des Fühlers (7) aufweist, wobei die Aufnahme (22) nach aussen durch eine an der Wand (18) anliegende Gummischicht (21) isoliert und an der dem Tonrad (6) zugekehrten Seite durch eine direkt an der Stirnfläche (9) des Fühlers (7) anliegende Gummimembran (23) begrenzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers.

Aus den US-Patentschriften 5,575,568 und 5,969,518 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers bekannt, die eine am Lager angeordnete Schutzblende, ein dicht an der Schutzblende angebrachtes Tonrad und einen Fühler umfasst, der an einem Ständer ausserhalb des Lagers angeordnet ist und eine äussere, dem Tonrad gegenüberliegende Stirnfläche und eine der Stirnfläche benachbarte Lesezelle aufweist.

Der Fühler nach der US-Patentschrift 5,575,568 ist jedoch so gelagert, dass sich zwischen der Stirnfläche und der Schutzblende ein Spalt bildet, während beim Fühler nach der US-Patentschrift 5,969,518 die Stirnfläche in direkter Berührung mit der Schutzblende gelagert ist, wodurch sich der weitere Vorteil bietet, dass der grösste Teil der Stirnfläche gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt ist.

In Anbetracht der Tatsache, dass bei beiden oben erwähnten US-Patentschriften der Fühler nicht direkt am Lager angebracht ist, da zwischen dem Lager und dem Fühler ein Ständer bzw. eine nicht homogene Kette mit unterschiedlichen Toleranzen innerhalb derselben vorgesehen ist, ist es besonders schwierig, eine genaue Anlage der Stirnfläche an der Schutzblende zu erzielen, es sei denn, dass die Montagebedingungen optimal oder die Toleranzen entschieden eng sind, was jedoch die Herstellungskosten wesentlich erhöhen würde.

Ausserdem muss bei beiden erwähnten US-Patentschriften die Schutzblende zwangsweise aus nicht ferromagnetischem Material hergestellt sein, damit ihre Eigenschaften keinen Einfluss auf das Lesen des Fühlers ausüben und darüber hinaus muss die Schutzblende auch eine sehr geringe Wandstärke haben, stets um zu vermeiden, dass das vom Tonrad erzeugte Signal im Bereich der Stirnfläche des Fühlers zu schwach wird. Die Notwendigkeit, die Schutzblende aus nicht ferromagnetischem Material herzustellen steht leider nicht nur im Widerspruch mit der erwähnten Wirtschaftlichkeit der Fertigung, sondern macht es auch unmöglich, sehr geringe Wandstärken für die Schutzblende vorzusehen, es sei denn, dass wieder ziemlich aufwendige Massnahmen getroffen werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers zu schaffen, bei der nicht nur der Fühler so nahe wie möglich am Tonrad bleiben kann, sondern auch das Tonrad selbst gegen das Eindringen von Fremdkörpern geschützt werden kann und sich die oben erwähnte Nachteile beseitigen lassen, ohne die Wirtschaftlichkeit der Herstellung solcher Vorrichtungen zu beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers vor, die eine am Lager angeordnete Schutzblende, ein dicht an der Schutzblende angebrachtes Tonrad und einen Fühler aufweist, der an einem ausserhalb des Lagers vorgesehenen Ständer angebracht ist und mit einer äusseren, dem Tonrad gegenüberliegenden Stirnfläche versehen ist, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzblende durch eine starre Wand gebildet ist, die an einem feststehenden Ring des Lagers angeordnet ist und wenigstens eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme der Stirnfläche des Fühlers aufweist. Diese Aufnahme ist dabei durch eine an der Wand anliegende Gummischicht nach aussen isoliert und an der dem Tonrad zugekehrten Seite durch eine direkt an der Stirnfläche des Fühlers anliegende Gummimembran begrenzt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, die ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel zeigt, wobei in der einzigen Figur einige Teile im Schnitt dargestellt und einige Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.
In der Figur ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers 2 dargestellt, das einen drehbaren Innenring 3 und einen festen Aussenring 4 aufweist.
Die Vorrichtung 1 besitzt eine am festen Ring 4 angeordnete Schutzblende 5, ein dicht an der Schutzblende 5 angeordnetes Tonrad 6 und einen Fühler 7, der an einem ausserhalb des Lagers 2 vorgesehenen Ständer 8 angebracht und mit einer äusseren, dem Tonrad 6 gegenüberliegenden Stirnfläche 9 versehen ist.
Insbesondere ist das Tonrad 6 am drehbaren Ring 3 über ein Tragelement 10 angeordnet, das das Tonrad 6 axial an der Aussenseite einer Aussenfläche 11 des drehbaren Ringes 3 trägt und mit einem lippenförmigen Dichtelement 12 verbunden ist.
Der Ständer 8 ist einteilig mit einem Flansch 8a des festen Ringes 4 verbunden und weist eine Gewindebohrung 13 auf, in die eine Schraube 14 zur Befestigung des Fühlers 7 eingreift, der einen von der Schraube 13 durchquerten Tragabschnitt 15 und einen verlängerten Leseabschnitt 16 besitzt, der sich parallel zu einer Achse des Lagers 2 in Richtung der Schutzblende 5 erstreckt.
Die Schutzblende 5, die beliebig aus ferromagnetischem oder nicht ferromagnetischem Material hergestellt werden kann, hat eine im wesentlichen konkave Form und umfasst einen gegen das Tonrad 6 gerichteten konkaven Abschnitt 17, der durch eine starre, quer zur oben erwähnten Achse des Lagers 2 verlaufende Wand 18 und durch zwei zylinderförmige, einteilig mit der Wand 18 verbundene Wände 19 und 20 gebildet ist, wobei die Wand 19 am festen Ring 4 angeordnet ist und die Wand 20 der Fläche 11 des drehbaren Ringes 3 gegenüberliegt.
Die Schutzblende 5 umfasst ausserdem eine im Abschnitt 17 direkt an der Wand 18 anliegende Gummischicht 21, während die Wand 18 eine oder mehrere durchgehende Öffnungen 22 zur Aufnahme der Stirnfläche 9 des Fühlers 7 aufweist. Im dargestellten Beispiel und nachstehend ist nur eine Aufnahme 22 geschildert, da man mit einer grösseren Anzahl Aufnahmen 22 zwar eine grössere Freiheit bei der Montage der Schutzblende 5 hat, jedoch mit dem Fühler 7 nur eine dieser Aufnahmen 22 in Eingriff steht.
Insbesondere verläuft die Aufnahme 22 durch die Wand 18 und innerhalb der Schicht 21, so dass sie in ihrer Innenseite einen Teil des verlängerten Abschnittes 16 aufnimmt, um die Stirnfläche 9 des Fühlers 7 nach aussen zu isolieren.
An der dem Tonrad 6 zugekehrten Seite ist die Aufnahme 22 durch eine Gummimembran 23 begrenzt, deren Wandstärke geringer als diejenige der Wand 18 ist und die geeignet ist, mit der Stirnfläche 9 des Fühlers 7 auch im Fall einer den Vorgaben nicht entsprechenden Montage in direkter Berührung zu bleiben.
Zwischen der Membran 23 und dem Tonrad 6 bildet sich ein sehr enger Spalt, so dass auch in Anbetracht der geringen Wandstärke der Membran 23 und der Tatsache, dass die Membran aus Gummi hergestellt ist, das vom Tonrad 6 abgegebene Signal extrem scharf ist, wenn es zum Fühler 7 bzw. zu einer Lesezelle 24 des Fühlers 7 gelangt, die sich hinsichtlich der Stirnfläche 9 in einer einspringenden Lage befindet.
Durch diese Anordnung lassen sich ausserdem die auf die Toleranzen zurückzuführenden Verluste vermeiden, da die Stirnfläche 9 im wesentlichen immer in Berührung mit der Membran 23 bleibt, und zwar im schlimmsten Fall benachbart und im bestens Fall mit einem der Summe der verschiedenen Toleranzen entsprechenden Übermass.
Aus der obigen Beschreibung geht die Tatsache deutlich hervor, dass die Vorrichtung 1 sowohl die Verkürzung des Abstandes zwischen Fühler 7 und Tonrad 6 als auch die Beseitigung eventuell störender Elemente ermöglicht, die sich in der Regel auf dem vom Signal vom Tonrad 6 bis zum Fühler 7 zurückgelegten Weg befinden, und u.a. die Anordnung der Lesezelle 24 in einer besser geschützten Lage innerhalb des verlängerten Leseabschnittes 16 gestattet.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, die lediglich als Beispiel für die Ausführung der Vorrichtung zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers dienen, so dass daher weitere Änderungen in Form und Anordnung der Teile sowie in konstruktions- und montagetechnischen Einzelheiten vorgesehen werden können.

Claims

Vorrichtung (1) zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit eines Lagers (2), mit einer am Lager (2) angeordneten Schutzblende (5), einem dicht an der Schutzblende (5) angebrachten Tonrad (6) und einem Fühler (7), der an einem ausserhalb des Lagers (2) vorgesehenen Ständer (8) angebracht ist, und mit einer äusseren, dem Tonrad (6) gegenüberliegenden Stirnfläche (9) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblende (5) durch eine starre Wand (18) gebildet ist, die an einem feststehenden Ring (4) des Lagers (2) angeordnet ist und wenigstens eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme der Stirnfläche (11) des Fühlers (7) aufweist, wobei die Aufnahme (22) nach aussen durch eine an der Wand (18) anliegende Gummischicht (21) isoliert und an der dem Tonrad (6) zugekehrten Seite durch eine direkt an der Stirnfläche (9) des Fühlers (7) anliegende Gummimembran (23) begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Gummimembran (23) geringer als diejenige der starren Wand (18) der Schutzblende (5) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblende (5) die Form eines im wesentlichen konkaven Ringes hat und einen dem Tonrad (6) zugekehrten konkaven Abschnitt (17) besitzt, der teilweise mit einer in Berührung mit der starren Wand (18) liegenden Gummischicht (21) gefüllt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonrad (6) in einem drehenden Ring (3) des Lagers (2) gelagert ist und der Gummimembran (23) direkt gegenüberliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich gegenüber der Stirnfläche (9) in einspringender Lage befindliche Lesezelle (24) vorgesehen ist.