DE112022001736T5

DE112022001736T5 - Lagervorrichtung mit montiertem absolutdrehgeber

Info

Publication number: DE112022001736T5
Application number: DE112022001736.8T
Authority: DE
Inventors: Seiichi Takada; Yasuyuki HAMAKITA
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2024-01-25
Also published as: JP2022149362A; WO2022202650A1; CN117062994A

Abstract

Bereitgestellt wird eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung (1), die ein Lager (3) und ein an einem drehbaren Laufbahnring des Lagers (3) befestigtes Erfassungszielelement (5) aufweist. Das Erfassungszielelement (5) umfasst einen ringförmigen Kern (17) und eine Erfassungszielkomponente (19) mit zwei Reihen von Magnetspuren, die in Umfangsrichtung an dem Kern (17) angeordnet sind. Eine Drehsensoreinheit (7) ist vorgesehen, die an einem feststehenden Laufbahnring des Lagers (3) befestigt ist und die einen einzelnen Drehsensor (21), welcher derart konfiguriert ist, dass er Drehung der Erfassungszielkomponente (19) berührungslos erfasst, ein Sensorsubstrat (23), auf dem der Drehsensor (21) montiert ist, sowie ein Sensorgehäuse (25), an dem das Sensorsubstrat (23) montiert ist und das dieses abdeckt, aufweist.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-051481 , die am 25. März 2021 eingereicht wurde und deren gesamter Offenbarungsgehalt in dieser Anmeldung durch Bezugnahme als Teil dieser Anmeldung aufgenommen wird, und beansprucht deren Priorität.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung, die einen Absolutdrehgeber aufweist.
Beschreibung von verwandter Technik
Eine Lageranordnung, die einen Absolutdrehgeber aufweist, kann verwendet werden, um ein Gelenk eines Industrieroboters usw. drehbar zu lagern und dessen präzise Steuerung zu ermöglichen. So ist zum Beispiel eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung, die eine Ursprungspunkt-Erfassungseinheit und zwei Absolutwinkel-Erfassungseinheiten aufweist, aus dem Stand der Technik bekannt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
Ein Montagevorgang für eine derartige Lageranordnung kann aufwendig sein, weil eine große Anzahl von Bauteilen beteiligt ist, die insgesamt drei Sensoren, Kabel zu den Sensoren und mehr erfordern, und weil die beiden Absolutwinkel-Erfassungseinheiten derart positioniert werden müssen, dass sie um 90 Grad gegeneinander versetzt sind.
Eine mögliche Alternative ist die Verwendung eines mehrreihigen Drehsensors als Absolutdrehgeber, der in das Lager integriert wird. Ein solcher mehrreihiger Drehsensor umfasst zwei Reihen von Magnetspuren auf einer Umfangsfläche eines ringförmigen Kerns - eine davon ist eine Magnetspur zur Winkelerfassung (bzw. eine Hauptspur), die andere ist eine Magnetspur zur Erfassung der Phasendifferenz (bzw. eine Hilfsspur), und beide werden mit einem einzigen, gemeinsamen Sensor erfasst, um eine präzise Erfassung eines Drehwinkels, einer Drehgeschwindigkeit, einer Drehrichtung usw. zu ermöglichen.
Verwandtes Dokument
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4587656
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wird erwartet, dass eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung, die eine geringe Anzahl von Teilen aufweist und einfach zu montieren ist, durch die Integration eines Drehsensor einer Konstruktion mit mehrreihiger Spur in ein Lager realisiert werden kann. Spezifische Merkmale zur Umsetzung einer solchen Integration eines Drehsensor einer mehrreihigen Laufspurkonstruktion in ein Lager sind jedoch aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung bereitzustellen, die auf der Integration eines Drehsensor einer mehrreihigen Laufspurkonstruktion und eines Lagers basiert und die leicht in einer vereinfachten Struktur mit einer geringen Anzahl von Teilen montiert werden kann.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Lager mit einem drehbaren Laufbahnring, einer feststehenden Laufbahnring, der gegenüber dem drehbaren Laufbahnring angeordnet ist, sowie Wälzkörpern, die zwischen dem drehbaren Laufbahnring und dem feststehenden Laufbahnring angeordnet sind; ein ringförmiges Erfassungszielelement, das an dem drehbaren Laufbahnring des Lagers befestigt ist, wobei das Erfassungszielelement einen ringförmigen Kern und eine Erfassungszielkomponente mit zwei Reihen von Magnetspuren aufweist, die in Umfangsrichtung an dem Kern angeordnet sind; und eine Drehsensoreinheit, die an dem feststehenden Laufbahnring des Lagers befestigt ist, wobei die Drehsensoreinheit einen einzelnen Drehsensor, welcher derart konfiguriert ist, dass er Drehung der Erfassungszielkomponente berührungslos detektiert, ein Sensorsubstrat, auf dem der Drehsensor montiert ist, sowie ein Sensorgehäuse aufweist, an dem das Sensorsubstrat montiert ist und das dieses abdeckt.
Gemäß dieser Konfiguration ist die Erfassungszielkomponente für den Drehsensor derart konfiguriert, dass sie eine mehrreihige Spurkonstruktion aufweist. Ferner ist der Drehsensor auf dem Sensorsubstrat montiert, welches wiederum an dem Sensorgehäuse befestigt ist. Dies führt zu einer Lageranordnung, die eine vereinfachte Struktur mit einer geringen Anzahl von Teilen aufweist und eine einfache Montage ermöglicht.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorgehäuse eine darin ausgebildete Montagenut aufweisen, in die das Sensorsubstrat zur axialen und radialen Positionierung des Sensorsubstrats eingesetzt wird. Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht ein einfaches Einsetzen des Sensorsubstrats in die Montagenut nicht nur die Positionierung des Drehsensor relativ zu der Erfassungszielkomponente, sondern auch die Fixierung eines Sensorspalts zwischen diesen. Daher kann eine Lageranordnung, die eine präzise Drehdetektion ermöglicht, in einfachen Schritten montiert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Ende des Erfassungszielelements eine Referenz bereitstellen, mit der das Sensorsubstrat positioniert wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Positionierung des Drehsensors auf einfache Weise durchgeführt werden, da ein Ende des Erfassungszielelements als eine Referenz dafür verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorgehäuse eine daran vorgesehene Ausbuchtung aufweisen, wobei die Ausbuchtung eine Führungsfläche aufweist, die in der Lage ist, ein an der Ausbuchtung angeordnetes Element in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung zu führen. Gemäß dieser Konfiguration kann ein Schritt des Aufbringens eines Eingriffsschubs in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung während einer Montage der Lageranordnung einfach und zuverlässig mit Hilfe der Führungsfläche der Ausbuchtung des Sensorgehäuses erfolgen. Dies kann dazu beitragen, einen Positionierungsvorgang derart durchzuführen, dass eine mögliche Fehlpositionierung des Sensors, die sich aus dem Spiel zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnringen innerhalb des Lagers ergeben kann, minimiert wird. Dementsprechend kann eine Lageranordnung, die präzise Drehdetektion ermöglicht, in einfachen Schritten montiert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorgehäuse derart eingerichtet sein, dass das Sensorsubstrat von einer dem Lager abgewandten Seite des Sensorgehäuses in die Montagenut einführbar ist. Gemäß dieser Konfiguration kann das Sensorsubstrat während eines Verfahrens zur Montage der Lageranordnung einfach von einer dem Lager abgewandten Seite aus montiert werden. Somit kann eine Lageranordnung, die eine präzise Drehdetektion ermöglicht, in noch einfacheren Schritten montiert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Sensorgehäuse einen Aufnahmeabschnitt aufweisen, in dem das Sensorsubstrat mit einem Harzmaterial aufgenommen wird, das in ein zwischen dem Sensorsubstrat und einer Innenwandfläche des Aufnahmeabschnitts definiertes Volumen gefüllt ist, und das Sensorgehäuse kann mit einem Deckelelement versehen sein, wobei das Deckelelement eines der gegenüberliegenden Enden des Aufnahmeabschnitts abdeckt, das dem Lager abgewandt ist. Gemäß dieser Konfiguration können der Drehsensor und das Sensorsubstrat, die an dem Sensorgehäuse montiert sind, auf sichere Weise fixiert bzw. immobilisiert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Lageranordnung derart konfiguriert sein, dass sie in ein elektrisches, senkrecht startendes und landendes Flugzeug eingebaut wird, das eine Vielzahl von Antriebseinheiten aufweist, von denen jede einen Rotor und einen Motor umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Rotor in Drehung versetzt, um das Flugzeug zu fliegen, und das Lager kann derart konfiguriert sein, dass es eine Drehwelle einer der Antriebseinheiten drehbar lagert. Gemäß dieser Konfiguration können die oben genannten Wirkungen und Vorteile auch genutzt werden, wenn die Lageranordnung in einem elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeug (oder einem so genannten fliegenden Auto) verwendet wird, von dem man hofft, dass es ein alternatives Transportmittel zu einem Kraftfahrzeug wird.
Alle Kombinationen von zumindest zwei Merkmalen, die in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbart werden, sollten ebenfalls als von der vorliegenden Erfindung umfasst betrachtet werden. Insbesondere sollten alle Kombinationen von zwei oder mehr der Ansprüche auch als von der vorliegenden Erfindung umfasst betrachtet werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, dient dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung und Erläuterung und sollen nicht dazu verwendet werden, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einzugrenzen, der durch die beigefügten Ansprüche abgegrenzt werden soll. In den beigefügten Zeichnungen werden über alle Figuren hinweg gleiche Bezugszeichen gleichen oder äquivalenten Teile zugeordnet: In den Zeichnungen zeigt:

1 die allgemeine Konfiguration einer mit einem Absolutdrehgeber ausgestatteten Lageranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Längsschnittansicht;
2 einen Längsschnitt eines Erfassungszielelements, das in der Lageranordnung aus 1 verwendet wird;
3 eine Draufsicht auf das in der Lageranordnung aus 1 verwendete Erfassungszielelement;
4 eine Vorderansicht einer Sensoreinheit, die in der Lageranordnung aus 1 verwendet wird;
5A eine Querschnittsansicht, die schematisch ein radiales inneres Spiel eines Lagers zeigt, das in der Lageranordnung aus 1 verwendet wird;
5B eine Querschnittsansicht, die schematisch ein axiales inneres Spiel des in der Lageranordnung aus 1 verwendeten Lagers zeigt;
5C eine Querschnittsansicht, die schematisch eines axiales inneres Spiel des in der Lageranordnung aus 1 verwendeten Lagers zeigt;
6 eine Reihe von schematischen Darstellungen, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung aus 1 veranschaulichen;
7 eine Vorderansicht eines Schiebeelements und einer Basis, die in dem Montageverfahren aus 6 verwendet werden;
8 eine schematische Darstellung, die einen beispielhaften Positionierungsprozess für die in der Lageranordnung aus 1 verwendete Sensoreinheit zeigt;
9 die allgemeine Konfiguration einer mit einem Absolutdrehgeber ausgestatteten Lageranordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Längsschnittansicht;
10 eine schematisches Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Montage der Lageranordnung aus 9 zeigt;
11 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeugs, an dem eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist; und
12 einen Längsschnitt eines Teils eines Motors in einer der Antriebseinheiten des elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeugs aus 11.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend in Zusammenschau mit den Zeichnungen beschrieben. Dies sind jedoch nur manche der nicht-einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine mit einem Absolutdrehgeber ausgestattete Lageranordnung 1 (die im Folgenden einfach als „Lageranordnung“ bezeichnet wird) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Lageranordnung 1 weist ein Lager 3, ein ringförmiges Erfassungszielelement 5, auf dem Drehdetektion basiert, sowie eine Drehsensoreinheit 7 auf.
Das Lager in der vorliegenden Ausführungsform ist als Kugellager 3 konfiguriert, das einen Innenring 11, einen gegenüber dem Innenring 11 angeordneten Außenring 13, sowie Wälzkörper 15 in Form von Kugeln aufweist, die zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 13 angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel ist das Lager 3 derart konfiguriert, dass es sich um eine Innenringdrehkonstruktion handelt. Das heißt, der Innenring 11 ist als drehbarer Laufbahnring ausgeführt, wohingegen der Außenring 13 als feststehender Laufbahnring ausgeführt ist.
Das Erfassungszielelement 5 ist an dem Innenring 11 montiert, der als drehbarer Laufbahnring dient. Wie in 2 dargestellt, umfasst das Erfassungszielelement 5 einen ringförmigen Kern 17 und eine Erfassungszielkomponente 19, die zwei Reihen von Magnetspuren aufweist, die in Umfangsrichtung an dem Kern 17 angeordnet sind. Insbesondere umfasst der Kern 17 einen zylindrischen Abschnitt 17a und einen Montageabschnitt 17b mit einem kleineren Durchmesser als jenem des zylindrischen Abschnitts 17a. Die Erfassungszielkomponente 19 ist an einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 17a ausgebildet.
Insbesondere ist das Erfassungszielelement 5 in der vorliegenden Ausführungsform derart ausgebildet, dass es ein unmagnetisiertes, magnetisches Element aufweist, das derart ausgebildet ist, dass es eine ringförmige Form hat, die den Kern 17 und mehrere Reihen (oder zwei Reihen im vorliegenden Beispiel) von Magnetspuren mit einer unterschiedlichen Anzahl von Magnetpolpaaren aufweist, die an einer Oberfläche des unmagnetisierten, magnetischen Elements magnetisiert sind. Die mehreren Reihen von Magnetspuren bilden die Erfassungszielkomponente 19. Das unmagnetisierte, magnetische Element wird zum Beispiel durch ein Gummimaterial gebildet, das mit einem magnetischen Pulver vermischt, auf eine äußere Umfangsfläche des Kerns 17, der in Form eines Metallrings geformt ist, aufgebracht und in einer Form, in die sowohl das Gummimaterial als auch der Kern 17 eingebracht werden, an den Kern 17 vulkanisiert wird, oder durch ein Kunststoffmaterial gebildet, das mit einem magnetischen Pulver vermischt und integral mit dem Kern 17 ausgebildet ist. Der Kern 17 ist zum Beispiel als Pressteil aus einem eisenhaltigen, gewalzten Stahlblech gebildet.
Die Erfassungszielkomponente 19 ist an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 17a des Kerns 17 ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, sind die beiden Reihen von Magnetspuren der Erfassungszielkomponente 19 in unterschiedlichen Mustern magnetisiert. So ist zum Beispiel pro Umdrehung eine Polpaar-Differenz zwischen ihnen vorgesehen, um Detektion eines Absolutwinkels einer Drehwelle zu ermöglichen. Solche mehreren Reihen von magnetisierten Spuren, die an dem Erfassungszielelement 5 verwendet werden, machen es möglich, präzise Drehdetektion mit einem einzigen Drehsensor durchzuführen.
Wie in 1 dargestellt, ist die Drehsensoreinheit 7 an dem Außenring 13 montiert, der als feststehender Laufbahnring des Lagers 3 dient. Die Drehsensoreinheit 7 umfasst einen einzelnen Drehsensor 21, der Drehung der Erfassungszielkomponente 19 berührungslos detektiert, ein Sensorsubstrat 23, auf dem der Drehsensor 21 montiert ist, sowie ein Sensorgehäuse 25, an dem das Sensorsubstrat 23 montiert ist und das dieses abdeckt.
Der Drehsensor 21 ist auf einer Oberfläche des Sensorsubstrats 23 montiert, die der radialen Innenseite des Lagers 3 zugewandt ist, so dass sie dem Erfassungszielelement 5 gegenüberliegt. Im Folgenden wird eine Oberfläche des Sensorsubstrats 23, auf der der Drehsensor 21 montiert ist, als vordere Oberfläche 23a bezeichnet, während eine Oberfläche des Sensorsubstrats 23, die sich auf der anderen Seite der vorderen Oberfläche 23a befindet, als hintere Oberfläche 23b bezeichnet wird. Im vorliegenden Beispiel wird für den Drehsensor 21 ein magnetischer Sensor verwendet, der ein zu einer magnetischen Flussdichte proportionales Ausgangssignal erzeugt. An der Rückfläche 23b des Sensorsubstrats 23 ist ein Anschluss 27 montiert, über den ein Kabel 29 mit dem Drehsensor 21 verbunden ist, um ein externes Ausgangssignal des Drehsensor 21 bereitzustellen und/oder den Drehsensor 21 mit Strom zu versorgen.
Wie in 4 dargestellt, umfasst das Sensorgehäuse 25 einen bogenförmigen Abschnitt 31, der koaxial zu dem Lager 3 (1) angeordnet ist, und einen Aufnahmeabschnitt 33, der so geformt ist, dass er von dem bogenförmigen Abschnitt 31 radial nach außen vorsteht. Der Aufnahmeabschnitt 33 ist als Ausbuchtung ausgebildet, die von dem bogenförmigen Abschnitt 31 vorsteht. Eine Innenwandfläche des Aufnahmeabschnitts 33 weist eine darin ausgebildete Montagenut 35 auf, in die das Sensorsubstrat 23 zur axialen und radialen Positionierung des Sensorsubstrats 23 eingeführt wird.
Der Aufnahmeabschnitt 33 hat eine äußere Seitenwandfläche, die als Führungsfläche 37 ausgebildet ist, die in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung ein auf dem Aufnahmeabschnitt 33 montiertes Element führen kann. Insbesondere, wie in 4 dargestellt, ist der Aufnahmeabschnitt 33 des Sensorgehäuses 25 derart ausgebildet, dass er von dem bogenförmigen Abschnitt 31 in einer im Allgemeinen quaderförmigen Form vorsteht, und umfasst eine obere Wand 33a, die eine Abdeckung von einer radial äußeren Seite bereitstellt, eine vordere Seitenwand 33b (1), die sich in einer Richtung senkrecht zur Achse erstreckt. 1), die sich in einer Richtung senkrecht zu der oberen Wand 33a von einer Seitenkante der oberen Wand 33a an einem der gegenüberliegenden axialen Enden der oberen Wand 33a (die dem Lager 3 zugewandt ist) erstreckt, und zwei seitliche Seitenwände 33c, die sich in einer Richtung senkrecht zu der oberen Wand 33a von jeweiligen Seitenkanten der oberen Wand 33a an anderen gegenüberliegenden Enden der oberen Wand 33a erstrecken. Mit anderen Worten, die beiden seitlichen Seitenwände des Aufnahmeabschnitts 33 bilden äußere Seitenwandflächen, die sich senkrecht und parallel zueinander von den jeweiligen Seitenkanten an den gegenüberliegenden Enden der vorderen Seitenwand zu einer Seite erstrecken, die von dem Lager 3 abgewandt ist. Diese beiden Seitenwandflächen spielen die Rolle der Führungsfläche 37, die in der Lage ist, ein Element, das auf dem Aufnahmeabschnitt 33 montiert ist, in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung zu führen.
Ferner ist die Montagenut 35 in einer Innenwandfläche jeder der beiden seitlichen Seitenwände 33c des Aufnahmeabschnitts 33 derart ausgebildet, dass sie sich axial parallel erstreckt. Wie in 1 dargestellt wird eine Öffnung in dem Sensorgehäuse 25 auf einer der gegenüberliegenden Seiten, die von dem Lager 3 abgewandt ist, durch ein Deckelelement 39 abgedeckt, welches als separates Teil des Sensorgehäuses 25, einschließlich des Aufnahmeabschnitts 33, ausgebildet und lösbar an dem Sensorgehäuse 25 befestigt ist.
Das Sensorgehäuse 25 ist in der vorliegenden Ausführungsform vermittels eines äußeren ringförmigen Elements 41 an dem Außenring 13 befestigt, der als feststehendes Element des Lagers 3 dient. Insbesondere umfasst das äußere ringförmige Element 41 einen zylindrischen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der an einer äußeren Umfangsfläche des bogenförmigen Abschnitts 31 des Sensorgehäuses 25 montiert ist, und einen zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der an einer inneren Umfangsfläche des Außenrings 13 montiert ist. Hierbei ist das Erfassungszielelement 5 mittels eines ringförmigen Adapterelements 43 an dem Innenring 11 befestigt, der als Drehelement des Lagers 3 dient. Das Adapterelement 43 weist einen zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der an einer inneren Umfangsfläche des Montageabschnitts 17b des Kerns 17 des Erfassungszielelements 5 montiert ist, und einen zylindrischen Abschnitt mit größerem Durchmesser auf, der an einer äußeren Umfangsfläche des Innenrings 11 montiert ist. Es wird angemerkt, dass das Sensorgehäuse 25 alternativ direkt an einem feststehenden Element (im vorliegenden Beispiel der Außenring 13) des Lagers 3 montiert werden kann, wohingegen das Erfassungszielelement 5 alternativ direkt an einem drehbaren Element (im vorliegenden Beispiel der Innenring 11) des Lagers 3 montiert werden kann.
Die vorgenannte Form des Aufnahmeabschnitts 33 des Sensorgehäuses 25 trägt dazu bei, dass der Drehsensor 21 während der Montage der Lageranordnung 1, auf die später noch eingegangen wird, in Bezug auf die Erfassungszielkomponente 19 genau positioniert werden kann.
Typischerweise werden die Wälzkörper 15, wie in den 5A bis 5C dargestellt, derart in das Kugellager 3 eingebaut, dass ein radiales inneres Spiel δ und axiale innere Spiele δ1, δ2 zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 13 bereitgestellt werden. Es wird angemerkt, dass das radiale innere Spiel δ und die axialen inneren Spiele δ1, δ2 sich auf den Betrag der Verschiebung beziehen, den entweder der Innenring 11 oder der Außenring 13 in radialer Richtung oder in axialer Richtung ausführen kann, wenn der jeweils andere Ring blockiert wird. Normalerweise können die axialen inneren Spiele δ1, δ2 acht- bis zehnmal so groß sein wie das radiale innere Spiel δ. Wenn zum Beispiel der Außenring 13 des Kugellagers 3 blockiert wird, kann sich der Innenring 11 in einer axialen Richtung um eine Strecke, die den definierten axialen inneren Spielen δ1, δ2 entspricht, relativ zu dem Laufbahnringnutboden des Innenrings 11 oder des Außenrings 13 bewegen.
Wenn der Drehsensor 21 in 1 an dem Sensorgehäuse 25 montiert ist, das an der Seite des Außenrings 13 des Lagers 3 befestigt ist, während das Lager 3 derart eingestellt ist, dass die Mitten der Laufbahnringnuten des Innenrings 11 und des Außenrings 13 zueinander ausgerichtet sind, dann wird der Abstand, um den sich das Erfassungszielelement 5 in einer axialen Richtung bewegen kann, im Bereich des Vier- bis Fünffachen des radialen inneren Spiels δ relativ zu einem Laufbahnringnutboden gehalten. Wird das Lager 3 hingegen nicht so eingebaut, dass die Mitten der Laufbahnringnuten des Innenrings 11 und des Außenrings 13 aneinander ausgerichtet sind, besteht die Gefahr, dass der Innenring 11 beim Einbau des Drehsensor 21 axial zu einer Seite verschoben wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass, wenn das Lager 3 auf die andere Seite verschoben wird, sich auch das Erfassungszielelement 5 in der gleichen axialen Richtung über eine Strecke bewegt, die bis zum Acht- bis Zehnfachen des radialen inneren Spiels δ beträgt. Dies kann eine erhebliche Positionsabweichung zwischen der Mitte des Drehsensors 21 und der Mitte der beiden Spurreihen der Erfassungszielkomponente 19 verursachen, was möglicherweise zu einem Ausfall der Detektion der Drehung der Erfassungszielkomponente 19 durch den Drehsensor 21 führt.
Um solche Fehlfunktionen zu vermeiden, wird die Lageranordnung 1 in der vorliegenden Ausführungsform während der Montage der Lageranordnung 1 axial positioniert, indem ein Verfahren angewendet wird, das nachstehend beschrieben und in 6 darstellt wird. Es wird angemerkt, dass die in 6 gezeigten Draufsichten und Längsschnittansichten oben bzw. unten verwendet werden, um verschiedene Schritte zu veranschaulichen.
Der Innenring 11 des Lagers 3, an dem das Sensorgehäuse 25 und das Erfassungszielelement 5 montiert sind, wird passend auf einer positionierenden Blindwelle 47 positioniert, die vertikal an einer Basis 45 montiert ist. Das Einführen auf die Blindwelle 47 erfolgt derart, dass das Lager 3 unten und das Sensorgehäuse 25 und das Erfassungszielelement 5 oben positioniert sind. Die Basis 45 weist eine Führungsnut 49 auf, die in seiner Oberseite derart ausgebildet ist, dass sie sich entlang einer radialen Richtung des Lagers 3 erstreckt, die in der Draufsicht durch die Mitte des Aufnahmeabschnitts 33 des Sensorgehäuses 25 verläuft. In der Führungsnut 49 der Basis 45 ist ein Schiebeelement 51 angeordnet, das insgesamt eine allgemein quaderförmige Form aufweist. Wie in 7 dargestellt, hat das Schiebeelement 51 eine Unterseite, die mit einem Führungsvorsprung 53 versehen ist, welcher derart ausgebildet ist, dass er in die Führungsnut 49 eingreift. Das Schiebeelement 51 wird derart positioniert, dass der Führungsvorsprung 53 in die Führungsnut 49 eingreift (in Schritt A).
In dieser Position, wie in 6 dargestellt, liegt eine Oberseite des Schiebeelements 51 dem Aufnahmeabschnitt 33 des Sensorgehäuses 25 gegenüber. Die Oberseite des Schiebeelements 51 weist eine Führungsaussparung 55 auf, in der ein Hohlraum mit einer Form ausgebildet ist, die mit der äußeren Form des Aufnahmeabschnitts 33 des Sensorgehäuses 25 übereinstimmt. Das Schiebeelement 51 mit einer solchen Konfiguration wird entlang der Führungsnut 49 in Richtung einer Mitte des Lagers 3 geschoben, so dass sich die Führungsaussparung 55 entlang der Führungsfläche 37 des Aufnahmeabschnitts 33 bewegt (bei Schritt B). Dies bewirkt, dass ein ebener Druckabschnitt 57, der unterhalb der Führungsausnehmung 55 ausgebildet ist, des Schiebeelements 51 gegen eine äußere Umfangsfläche des Außenrings 13 des Lagers 3 derart drückt, dass die Wälzkörper 15 in Anlage mit den Laufbahnringnutböden 11a, 13a des Innenrings 11 und des Außenrings 13 des Lagers 3 gebracht werden, wodurch der Innenring 11 und der Außenring 13 des Lagers 3 an ihren Laufbahnringnutböden 11a, 13a zueinander ausgerichtet werden (bei Schritt C).
Dadurch, dass die Führungsfläche 37 in der Lage ist, das Schiebeelement 51 an dem Aufnahmeabschnitt 33 des Sensorgehäuses 25 zu führen, kann ein Schritt zum Aufbringen eines Eingriffsschubs in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung einfach und zuverlässig mit Hilfe der Führungsfläche 37 durchgeführt werden. Dies kann dazu beitragen, einen Positioniervorgang derart durchzuführen, dass eine mögliche Fehlpositionierung des Sensors, die sich aus dem Spiel zwischen den Wälzkörpern 15 und den Laufbahnringen 11, 13 innerhalb des Lagers 3 ergeben kann, minimiert wird. Dementsprechend kann die Lageranordnung 1, die präzise Drehdetektion ermöglicht, in einfachen Schritten montiert werden.
Nun wird ein Verfahren zur Positionierung des Drehsensors 21 der Drehsensoreinheit 7 in axialer Richtung relativ zu dem Lager 3 und dem Erfassungszielelement 5, die wie oben beschrieben positioniert wurden, beschrieben. Im vorliegenden Beispiel stellt ein Ende des Erfassungszielelements 5 eine Referenz dar, mit der das Sensorsubstrat 25 positioniert wird. Insbesondere, wie in 2 dargestellt, hat jede der beiden Reihen von Spuren der Erfassungszielkomponente 19 des Erfassungszielelements 5 eine identische Breite von L. Auch das Sensorsubstrat 23 ist derart konfiguriert, dass es eine Breite (oder eine Abmessung entlang einer Achse des Lagers 3) von 2L hat, die mit der Gesamtbreite der Erfassungszielkomponente 19 identisch ist, wie in 8 dargestellt. Ferner wird das Sensorsubstrat 23 mit dem darauf montierten Drehsensor 21 derart vorbereitet, dass der Abstand zwischen dem Mittelpunkt M des Sensors 21 und einer Endfläche des Sensorsubstrats 23 gleich L ist. Das so vorbereitete Sensorsubstrat 23 wird in die Montagenut 35 des Sensorgehäuses 25 eingesetzt, das an dem Lager 3 montiert ist, das wie in 6 gezeigt positioniert wurde, so dass die Endflächen der Erfassungszielkomponente 19 und des Sensorsubstrats 23, die beide von dem Lager 3 abgewandt sind, zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann der zentrale Punkt M des Drehsensors 21 relativ zu den Laufbahnringnutenböden 11a, 13a des Lagers 3 auf die Grenze zwischen den beiden ringförmigen Spurreihen der Erfassungszielkomponente 19 ausgerichtet werden. Insbesondere wird ein Ende des Erfassungszielelements 5 als Referenz verwendet, wodurch der Drehsensor 21 bequem positioniert werden kann.
Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Innenabmessung der Montagenut 35, gemessen in axialer Richtung von einer dem Lager 3 abgewandten Endfläche des Aufnahmeabschnitts 33, so gewählt ist, dass sie die gleiche Länge wie die Breite des Sensorsubstrats 23 hat. Aus diesem Grund kann der Drehsensor 21 in Bezug auf die Erfassungszielkomponente 19 bequem positioniert werden, indem das Sensorsubstrat 23 einfach in die Montagenut 35 eingeführt und bis zu einem der gegenüberliegenden Enden der Montagenut 35, die dem Lager 3 zugewandt ist, geschoben wird.
Ferner ist der Aufnahmeabschnitt 33 des Sensorgehäuses 25 derart konfiguriert, dass das Sensorsubstrat 23 von einer dem Lager 3 abgewandten Seite in die Montagenut 35 einführbar ist. Genauer gesagt ist, wie in 1 dargestellt, das Sensorgehäuse 25 einschließlich des Aufnahmeabschnitts 33 an einem seiner gegenüberliegenden Enden, das von dem Lager 3 abgewandt ist, offen. Das Sensorgehäuse 25 ist mit einem Deckelelement 39 versehen, das abnehmbar an diesem einen Ende montiert ist, um die Öffnung abzudecken. Wenn das Sensorgehäuse 25 in dem vorangegangenen Positionierungsschritt mit abgenommenem Deckel 39 positioniert wurde, kann das Sensorsubstrat 23 von einer dem Lager 3 abgewandten Seite des Aufnahmeabschnitts 33 in die Montagenut 35 eingeführt werden.
Als Nächstes wird beschrieben, wie ein radialer Spalt ΔT zwischen dem Drehsensor 21 und der Erfassungszielkomponente 19 (im Folgenden als „Sensorspalt“ bezeichnet) sichergestellt werden kann. Wie in 4 dargestellt, wird in der Annahme, dass T1 den Abstand zwischen der Mitte des Sensorgehäuses 25 und der Bodenfläche der Montagenut 35 bezeichnet, T2 den Radius der äußeren Umfangsfläche der Erfassungszielkomponente 19 des Erfassungszielelements 5 bezeichnet, und T3 den Abstand zwischen der Vorderfläche 23a des Sensorsubstrats 23 mit dem darauf montierten Sensor und einer Oberfläche des Sensors bezeichnet (d.h. eine Oberfläche des Sensors, die der Erfassungszielkomponente 19 gegenüberliegt), die Position der Montagenut 35 und die Abmessungen des Drehsensors 21 und des Sensorsubstrats 23 vorab derart gewählt, dass sie die folgende Gleichung erfüllen: $Δ T = T 1 - T 2 - T 3$
Auf diese Weise kann, nachdem die axiale Positionierung auf der Seite des Lagers 3 durch das im Zusammenhang mit 6 beschriebene Verfahren abgeschlossen ist, ein einfaches Einsetzen des Sensorsubstrats 23 in die Montagenut 35 in dem Aufnahmeabschnitt 33 des Sensorgehäuses 25 den Sensorspalt ΔT in Position halten.
Zudem wird, wie in 1 dargestellt, ein Harzmaterial 61 in ein zwischen dem Sensorsubstrat 23 und einer Innenwandfläche des Aufnahmeabschnitts 33 definiertes Volumen gefüllt. Das Harzmaterial 61 umgibt das Sensorsubstrat 23 zusammen mit dem darauf montierten Drehsensor 21. Das Harzmaterial 61 kann zum Beispiel durch Einführen des Kabels 29 in den Anschluss 27, durch Einführen einer Harzmaterial-Sperrplatte (nicht dargestellt) in einen Raum zwischen dem Drehsensor 21 und dem Erfassungszielelement 5 und durch Bereitstellen des Harzmaterials 61 im Inneren des Aufnahmeabschnitts 33 des Sensorgehäuses 25 zur Fixierung gefüllt werden. Dabei kann ein Verstemmungsmittel auf den Anschluss 27 aufgetragen werden, um das Eindringen des Harzmaterials 61 in den Anschluss 27 zu verhindern. Nach dem Entfernen der Kunststoffsperrplatte wird das Deckelelement 39 derart montiert, dass es das Sensorgehäuse 25 abdeckt. Durch die Verwendung des Harzmaterials 61 für Füllzwecke können der Drehsensor 21 und das Sensorsubstrat 23, die an dem Sensorgehäuse 25 befestigt sind, auf sichere Weise fixiert bzw. immobilisiert werden.
Es wird angemerkt, dass obgleich das Lager 3, welches als ein Lager mit einer InnenringDrehkonstruktion ausgebildet ist, beispielhaft in der Erläuterung der vorhergehenden Ausführungsform verwendet wird, die vorliegende Erfindung auch mit einem Lager 3 mit einer Außenring-Drehkonstruktion verwendet werden kann, wie in einer alternativen Ausführungsform aus 9 dargestellt. Es wird angemerkt, dass in den folgenden Beschreibungen Merkmale, die mit jenen der in Verbindung mit den 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsform identisch sind, nicht erneut beschrieben werden, um Redundanz zu vermeiden.
Das Lager 3 in dieser alternativen Ausführungsform ist als Außenring-Drehkonstruktion konfiguriert. Das heißt, der Innenring 11 ist als ein feststehender Laufbahnring konfiguriert, wohingegen der Außenring 13 als ein drehbarer Laufbahnring konfiguriert ist. Ferner ist in dieser alternativen Ausführungsform das Erfassungszielelement 5 an dem Außenring 13 montiert, der als drehbarer Laufbahnring dient, wohingegen die Drehsensoreinheit 7 an dem Innenring 11 montiert ist, der als feststehender Laufbahnring dient.
Der Drehsensor 21 wird in dieser alternativen Ausführungsform auch an dem Sensorgehäuse 25 befestigt, indem das Sensorsubstrat 23 mit dem darauf montierten Drehsensor in die in dem Sensorgehäuse 25 vorgesehene Montagenut 35 eingeführt wird.
Ferner ist das Sensorgehäuse 25 mit einem Führungselement 63 versehen, das an einer der axial gegenüberliegenden, dem Lager 3 abgewandten Seite in einer insgesamt etwa quaderförmigen Form vorsteht. Das Führungselement 63 ist an dem Sensorgehäuse 25 als eine davon vorstehende Ausbuchtung ausgebildet. Das Führungselement 63 weist eine seitliche Seitenfläche auf, die als Führungsfläche 37 ausgebildet ist, die in der Lage ist, ein an dem Führungselement 63 des Sensorgehäuses 25 angeordnetes Element (oder ein in 10 gezeigtes Schiebeelement 51) in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung zu führen. Durch die Verwendung einer solchen Konfiguration kann ein Schritt des Aufbringens eines Eingriffsschubs auf das Lager 3 in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung mit Hilfe der Führungsfläche 37, wie in 10 gezeigt, einfach und zuverlässig erfolgen. Dies kann dazu beitragen, einen Positioniervorgang derart durchzuführen, dass eine mögliche Fehlpositionierung des Sensors, die sich aus dem Spiel zwischen den Wälzkörpern 15 und den Laufbahnringen 11, 13 innerhalb des Lagers 3 ergeben kann, minimiert wird. Dementsprechend kann die Lageranordnung 1, die präzise Drehdetektion ermöglicht, in einfachen Schritten montiert werden.
Gemäß der mit einem Absolutdrehgeber ausgestatteten Lageranordnung 1 der bisher beschriebenen Ausführungsformen ist die Erfassungszielkomponente 19 für den Drehsensor 21 als eine mehrreihige Spur ausgebildet. Ferner ist der Drehsensor 21 auf dem Sensorsubstrat 23 montiert, das seinerseits an dem Sensorgehäuse 25 befestigt ist. Dies führt zu einer Lageranordnung 1, die eine vereinfachte Struktur mit einer geringen Anzahl von Teilen aufweist und eine einfache Montage derselben ermöglicht.
Nun wird ein Beispiel für die Verwendung der Lageranordnung 1 gemäß den vorgenannten Ausführungsformen beschrieben. Zum Beispiel kann die Lageranordnung 1 in nicht einschränkender Weise in einem elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeug 71 verwendet werden, das in 11 dargestellt ist.
In letzter Zeit hat ein Kraftfahrzeug, das in der Lage ist, zu fliegen, bzw. ein so genanntes fliegendes Auto als alternatives Transportmittel zum Auto an Bedeutung gewonnen. Das fliegende Auto hat das Potenzial, Probleme des Transportwesens zu lösen und kann in einer Vielzahl von Situationen vielversprechend eingesetzt werden, zum Beispiel im innerregionalen Verkehr, im interregionalen Verkehr, bei Besichtigungen und in der Freizeit, in der medizinischen Notfallversorgung und in der Katastrophenhilfe.
Ein senkrecht startendes und landendes Flugzeug (VTOL) ist eine Art von fliegendem Auto, das viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat. Senkrecht startende und landende Flugzeuge sind sehr praktisch, da sie vertikal zwischen dem Himmel und einer Start- und Landezone auf- und absteigen können, ohne Start- und Landebahnen zu benötigen. Vor allem ein elektrisches, senkrecht startendes und landendes Flugzeug (eVTOL), das mit einer Batterie und einem Motor fliegt, wurde als Hauptziel der Entwicklung ins Auge gefasst, um zum Beispiel die jüngste gesellschaftliche Forderung nach einer CO₂ Reduzierung zu erfüllen.
Das in 11 gezeigte elektrische, senkrecht startenden und landende Flugzeug 71 ist ein Multikopter, der eine in der Mitte des Flugzeugs angeordnete Hauptkörpereinheit 73 sowie vier vorne und hinten links und rechts angeordnete Antriebseinheiten 75 aufweist. Bei den Antriebseinheiten 75 handelt es sich um Einheiten, die einen Auftrieb und einen Schub für das elektrische, senkrecht startende und landende Flugzeug 71 erzeugen und, wenn sie angetrieben werden, das elektrische, senkrecht startende und landende Flugzeug 71 in die Luft bringen. Die Antriebseinheiten 75 des elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeugs 71 können in beliebiger Anzahl, abgesehen von vier, in nicht beschränkender Weise vorgesehen sein, sofern es mehr als eine ist.
Die Hauptkörpereinheit 73 hat einen Kabinenraum, in dem Passagiere (zum Beispiel ein oder zwei Passagiere) untergebracht werden können. Der Kabinenraum ist mit einem Steuersystem zur Einstellung der Fahrtrichtung, der Höhe usw. sowie mit Anzeigen für die Höhe, die Geschwindigkeit, die Flugposition usw. ausgestattet. Jeder der vier Arme 77 erstreckt sich von der Hauptkörpereinheit 73, wobei die Antriebseinheiten 75 an den freien Enden der jeweiligen Arme 77 angeordnet sind. Im gezeigten Beispiel sind die Arme 77 jeweils integral mit einem ringförmigen Bauteil 81 versehen, das den Rotationsraum eines Rotors 79 umgibt, um den Rotor 79 zu schützen. Ferner hat die Hauptkörpereinheit 73 einen Boden, der mit Kufen 83 versehen ist, die das Flugzeug bei der Landung abstützen.
Jede der Antriebseinheiten 75 umfasst den Rotor 79 und einen Motor 85, der den Rotor 79 in Drehung versetzt. Der Rotor 79 weist ein Paar Rotoren auf, die an den axial gegenüberliegenden Seiten des Motors 85 in jeder der Antriebseinheiten 75 vorgesehen sind. Jeder dieser Rotoren 79 umfasst zwei Schaufeln bzw. Blätter, die sich radial nach außen erstrecken.
Die Hauptkörpereinheit 73 ist mit einer Batterie (nicht dargestellt) und einem Steuergerät (nicht dargestellt) ausgestattet. Die Steuereinrichtung wird auch als Flugregler bezeichnet. Die Steuerung des elektrischen, senkrecht startenden und landenden Flugzeugs 71 wird von der Steuervorrichtung beispielhaft wie folgt ausgeführt: Die Steuervorrichtung gibt einen Befehl aus, um einen bestimmten Motor 85 zu veranlassen, seine Drehzahl für eine Auftriebsanpassung zu ändern, welche die Differenz zwischen der aktuellen Lage und der Ziellage berücksichtigt. Auf Grundlage des Befehls regelt ein mit dem Motor 85 ausgestatteter Wechselrichter die von der Batterie an den Motor 85 zu liefernde Energiemenge, um dadurch die Drehzahl dieses Motors 85 (und der zugehörigen Rotoren 79) zu ändern. Ferner kann eine solche Drehzahlanpassung für einen bestimmten Motor 85 gleichzeitig für mehr als einen Motor 85 durchgeführt werden, um die Fluglage des Flugzeugs einzustellen.
12 zeigt einen Teilquerschnitt des Motors 85 in einer bestimmten der Antriebseinheiten 75. Der bereits erwähnte Rotor 79 ist an einer Endseite (oben in der Figur) einer Drehwelle 87 des Motors 85 befestigt, während ein Motorrotor an der anderen Endseite (unten in der Figur) desselben befestigt ist. Der Motorrotor ist gegenüber einem Motorstator, der an einem Gehäuse 89 befestigt ist, angeordnet und kann sich relativ zu diesem drehen. Es wird angemerkt, dass ein bürstenloser Motor 85 mit einem Außenläufer oder ein bürstenloser Motor 85 mit einem Innenläufer für die Konstruktion des Motors 85 verwendet werden kann.
Der Motor 85 umfasst das Gehäuse (oder Einheitsgehäuse) 89, den Motorrotor (nicht dargestellt), den Motorstator (nicht dargestellt), den Inverter (nicht dargestellt) und zwei Lager 3. Für die Lager 3 werden im vorliegenden Beispiel Wälzlager 3 (oder insbesondere Rillenkugellager) in Innenringausführung verwendet.
Das Gehäuse 89 umfasst einen Außenzylinder 89a und einen Innenzylinder 89b mit einem dazwischen liegenden Kühlmittelflusskanal 89c. Ein Kühlmittel, das durch den Kühlmittelflusskanal 89c fließt, kann einen übermäßigen Temperaturanstieg verhindern. Ein eisenhaltiges Material und ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) sind manche nicht einschränkende Beispiele für Materialien, die für das Gehäuse 89 verwendet werden.
Die Lager 3 dienen der drehbaren Lagerung der Drehwelle 87 in dem Gehäuse 89. In 12 weist jedes der Lager 3 einen Außenring 13 auf, dessen äußere Form mit der eines Passstücks am Innenumfang des Gehäuses 89 übereinstimmt, so dass es direkt in das Gehäuse 89 eingepasst werden kann, ohne dass Gehäuse für die Lager 3 oder dergleichen dazwischengeschaltet werden müssen. Ein Innenring-Distanzstück 91 und ein Außenring-Distanzstück 93 werden zwischen den beiden Lagern 3 eingesetzt, um eine Vorspannung auf diese auszuüben.
Es wird angemerkt, dass 12 nur eines von nicht einschränkenden Beispielen für die Anordnung der Lager 3 in einer bestimmten Antriebseinheit 75 zeigt. Obgleich in 12 ein Beispiel dargestellt ist, bei dem die Drehwelle 87 des Motors 85 und eine Drehwelle des Rotors 79 als eine gemeinsame Drehwelle 87 ausgebildet sind, kann die Drehwelle 87 des Motors 85 alternativ über einen Übertragungsmechanismus mit der Drehwelle des Rotors 79 gekoppelt sein. In diesem Fall können die Lager 3 zur Lagerung der Drehwelle 87 in einer der Antriebseinheiten 75 ein Lager 3 zur Lagerung der Drehwelle 87 des Motors 85 und/oder ein Lager 3 zur Lagerung der Drehwelle des Rotors 79 aufweisen.
Jedes der Lager 3 in der vorliegenden Ausführungsform ist ebenfalls mit dem Erfassungszielelement 5 und der Drehsensoreinheit 7 ausgestattet, die in der oben genannten Weise konfiguriert sind, um die Lageranordnung 1 zu bilden, und daher präzise Drehdetektion ermöglicht.
Es wird angemerkt, dass für die Lager 3 in der vorliegenden Ausführungsform auch Schrägkugellager verwendet werden können, wobei die gezeigten und beschriebenen Rillenkugellager nur eines von nicht einschränkenden Beispielen dafür sind.
Obgleich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, können verschiedene Ergänzungen, Änderungen oder Auslassungen vorgenommen werden, ohne vom Prinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und fallen daher ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1: Lageranordnung, die mit Absolutdrehgeber ausgestattet ist
3: Lager
5: Erfassungszielelement
7: Sensoreinheit
11: Innenring (drehbarer Laufbahnring)
13: Außenring (feststehender Laufbahnring)
15: Wälzkörper
17: Kern
19: Erfassungszielkomponente
21: Drehsensor
23: Sensorsubstrat
25: Sensorgehäuse
35: Montagenut
37: Führungsfläche
61: Harzmaterial
71: Elektrisches, senkrecht startendes und landendes Flugzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2021051481 [0001]
JP 4587656 [0006]

Claims

Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, aufweisend: ein Lager mit einem drehbaren Laufbahnring, einem feststehenden Laufbahnring, der gegenüber dem drehbaren Laufbahnring angeordnet ist, und Wälzkörpern, die zwischen dem drehbaren Laufbahnring und dem feststehenden Laufbahnring angeordnet sind; ein ringförmiges Erfassungszielelement, das an dem drehbaren Laufbahnring des Lagers befestigt ist, wobei das Erfassungszielelement einen ringförmigen Kern und eine Erfassungszielkomponente mit zwei Reihen von Magnetspuren aufweist, die in Umfangsrichtung an dem Kern angeordnet sind; und eine Drehsensoreinheit, die an dem feststehenden Laufbahnring des Lagers befestigt ist, wobei die Drehsensoreinheit einen einzelnen Drehsensor, welcher derart konfiguriert ist, dass er Drehung der Erfassungszielkomponente berührungslos detektiert, ein Sensorsubstrat, auf dem der Drehsensor montiert ist, sowie ein Sensorgehäuse aufweist, an dem das Sensorsubstrat montiert ist und das dieses abdeckt.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorgehäuse eine Montagenut aufweist, die darin ausgebildet ist und in die das Sensorsubstrat zur axialen und radialen Positionierung des Sensorsubstrats eingesetzt wird.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Ende des Erfassungszielelements eine Referenz bereitstellt, mit der das Sensorsubstrat positioniert wird.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Sensorgehäuse eine Ausbuchtung aufweist, die daran vorgesehen ist, wobei die Ausbuchtung eine Führungsfläche aufweist, die in der Lage ist, ein an der Ausbuchtung passend positioniertes Element in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung zu führen.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sensorgehäuse derart konfiguriert ist, dass das Sensorsubstrat von einer dem Lager abgewandten Seite des Sensorgehäuses aus in die Montagenut eingesetzt werden kann.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Sensorgehäuse einen Aufnahmeabschnitt aufweist, in dem das Sensorsubstrat mit einem Harzmaterial aufgenommen ist, das in ein zwischen dem Sensorsubstrat und einer Innenwandfläche des Aufnahmeabschnitts definiertes Volumen gefüllt ist, und das Sensorgehäuse mit einem Deckelelement versehen ist, wobei das Deckelelement eines von gegenüberliegenden Enden des Aufnahmeabschnitts abdeckt, das von dem Lager abgewandt ist.
Lageranordnung, die mit einem Absolutdrehgeber ausgestattet ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lageranordnung derart konfiguriert ist, dass sie in ein elektrisches, senkrecht startendes und landendes Flugzeug eingebaut wird, das eine Vielzahl von Antriebseinheiten aufweist, von denen jede einen Rotor und einen Motor aufweist, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Rotor in Drehung versetzt, um das Flugzeug zu fliegen, und das Lager derart konfiguriert ist, dass es eine Drehwelle einer der Antriebseinheiten drehbar lagert.