DE19644744A1 - Wälzlagerung mit einer geschützten Drehzahlmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzlagerung nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Bei vielen Wälzlagerungen besteht heute das Bedürfnis, sie mit einer Einrich­ tung zur Erfassung der Drehzahl zu versehen. So ist es Stand der Technik, Radlager von Kraftfahrzeugen mit einer Drehzahlerfassung auszurüsten, um z. B. aus den erhaltenen Signalen die Geschwindigkeit abzuleiten und diese zur Steuerung eines Antiblockiersystems heranzuziehen. Hierzu wird an einem drehenden Lagerteil ein Impulsgeberteil befestigt und in unmittelbarer Nähe ein stillstehender Drehzahlsensor so angeordnet, daß dieser die Stellung bzw. Bewegung des Impulsgeberteils erfassen kann.

Ein Wälzlager mit in die Dichtung integrierter Impulsgeberscheibe ist aus der DE 37 35 070 A1 bekannt. Hierbei ist die Impulsgeberscheibe in Form eines gelochten Blechs ausgeführt. Die Stellung des Lochblechs kann z. B. durch geeignete Anordnung eines Permanentmagneten und eines HALL-Sensors erfaßt werden. Nachteil dieses Prinzips ist, daß eine Beschädigung des außen am Lager angeordneten Lochblech-Impulsgebers auftritt.

Aus der EP-OS 0 607 719 A1 ist es bekannt, einen multipolar magnetisierten Elastomer-Impulsgeber im Lager außen liegend als Schleuderscheibe in die rotierende Lagerdichtung zu integrieren. Der magnetische multipolare Geber hat den Vorteil, daß der Sensorkopf klein gehalten werden kann. Nachteil die­ ser Anordnung ist jedoch, daß der Multipol-Magnet nach außen offen angeord­ net ist und damit magnetische Partikel aus der Umgebung angezogen werden können. Diese Partikel lagern sich auf der Impulsgeberoberfläche an, führen zur Überbrückung der Magneten und können zu Signalverfälschungen bis hin zum Funktionsausfall des Drehzahlmeßsystems führen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Impulsgeber so anzuordnen, daß einerseits der Impulsgeber vor Umweltbeschädigungen - insbesondere vor stö­ renden magnetischen Partikeln - auf einfache Weise geschützt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.

Das Impulsgeberteil (gelocht, geprägt oder multipolar magnetisiert) ist im La­ gerinneren im Bereich der Lagerdichtung am drehenden Lagerring befestigt. Der Schutz gegen Umwelteinflüsse - insbesondere magnetische Partikel - wird durch ein Abdeckteil erreicht. Wesentlich an dem Abdeckteil ist, daß es sich bei dem verwendeten Material um einen nicht ferromagnetischen Werkstoff handelt. Hierzu kommen z. B. bestimmte nichtrostende Stähle, Nichteisen-Me­ talle oder auch Kunststoffe in Frage.

Aufgrund der physikalischen Eigenschaft, daß nicht ferromagnetische Werk­ stoffe Permanentmagnetfelder nicht beeinflussen, ist eine magnetische Abta­ stung des Impulsgeberteils durch das Abdeckteil hindurch ohne Beeinflussung des magnetischen Meßprinzips möglich. Der erzielbare maximale Abstand zwi­ schen Impulsgeber und Sensor wird also durch das Abdeckteil nicht verklei­ nert.

Da bei den bisherigen Konstruktionen das Impulsgeberteil außen am Lager als offen drehendes Teil angeordnet war, mußte der Sensor in einem sicheren Abstand mit Verlust von Luftspalt montiert werden, um ein Anstreifen des Sen­ sors am Impulsgeberteil zu verhindern. Diese Befestigung hatte auch den Nachteil, daß größere Toleranzketten für die Größe des Luftspalts zwischen Impulsgeberteil und Sensor entstanden. Befestigt man nun das erfindungsge­ mäße Abdeckteil am stehenden Lagerring, so besteht die Möglichkeit, den Sensor direkt am stationären Abdeckteil zu befestigen oder den Sensor direkt gegen das Abdeckteil anzupressen. Damit kann die Toleranzkette für den Luftspalt verkürzt werden. Somit können die übrigbleibenden Einzeltoleranzen größer gewählt und damit Kosten bei der Fertigung der Einzelteile eingespart werden.

Im Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Abdeckteil auch die Übertra­ gung eines eventuellen zusätzlichen Funksignals zum Senden weiterer Daten (z. B. Lagertemperatur und Beschleunigungen) aus dem Lager heraus durch das Abdeckteil hindurch.

Die Erfindung soll an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in Schnittdarstellung des Dichtungsbereichs einer erfindungsge­ mäßen Wälzlagerung mit drehendem Innenring.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Dichtungsbereichs einer erfindungs­ gemäßen Wälzlagerung mit drehendem Außenring.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Dichtungsbereichs einer erfindungs­ gemäßen Wälzlagerung mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Funk­ übertragung.

Die in Fig. 1 dargestellte Lagerungskonstruktion ist so ausgeführt, daß an dem drehenden Lagerinnenring (1) ein Impulsgeberring (3) befestigt ist, der aus ei­ nem Halteblech (3a) und einem multipolar magnetisierten Impulsring (3b) be­ steht. Der Impulsring (3b) kann dabei z. B. aus einem mit Magnetpartikeln ge­ füllten Elastomer bestehen, der an das Halteblech (3a) anvulkanisiert ist. Prin­ zipiell können statt einem magnetischen Impulsring auch nicht magnetisierte ferromagnetische Impulsringe wie Zahnscheiben, Lochscheiben oder gewellte Scheiben verwendet werden. Dann wird der Sensor mit einem Arbeitsmagneten ausgerüstet.

Das Abdeckteil (4) aus nicht ferromagnetischem Werkstoff ist am Außenring (2) befestigt und schützt den Impulsgeberring (3) vor Umgebungseinflüssen. Zur besseren Abdichtung sind am Abdeckteil (4) Dichtlippen (5) aus Elastomer­ werkstoff anvulkanisiert. Direkt am Abdeckteil (4) anliegend ist der Sensor (6) angeordnet, der z. B. ein Hall-Sensor oder Magnetoresistiver Sensor sein kann. Die Sensorsignale werden über ein Kabel (7) an eine Auswerteeinheit weitergeleitet.

In Fig. 2 ist eine Variante für Lager mit drehendem Außenring (2) gezeigt. In diesem Fall ist der Impulsgeberring (3) am Außenring (2) befestigt, das Ab­ deckteil (4) ist am nicht drehenden Innenring (1) angebracht. Das Abdeckteil (4) ist ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Variante mit anvulkanisierten Dichtlip­ pen (5) versehen und steht in direktem Kontakt mit dem Sensor (6), der die vom Impulsgeberring (3) abgelesenen Signale über ein Kabel (7) an eine Aus­ werteeinheit weitergibt.

Die in Fig. 3 dargestellte Konstruktion entspricht bezüglich der Drehzahl­ meßeinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Ausführung. Zusätzlich sind jedoch am Impulsgeberteil (3) ein Funksender (8) und ein in den Sensor (6) integrierter Funkempfänger (9) angebracht. Der Funksender (8) befindet sich dadurch gut gegen Umgebungseinflüsse geschützt im Lagerinneren. Die Funkstrecke führt durch das nicht funkabschirmende Abdeckteil (4) hindurch nach außen. Die Funkübertragung kann auch so ausgeführt werden, daß im Sensor (6) eine Sende- und Empfangseinheit angeordnet ist, die über einen Abfrageimpuls den Schaltzustand einer elektronischen Schaltung abfragt, die anstelle des Funk­ senders (8) am Impulsgeberteil (3) angeordnet ist. Die Funkstrecke führt dabei ebenfalls durch das nicht funkabschirmende Abdeckteil (4) hindurch.

Claims (8)

1. Wälzlagerung, insbesondere Radlager für Kraftfahrzeuge, versehen mit einer Lagerdichtung und mindestens einem rotierenden Impulsgeberteil (3) zur Erfassung der Lagerdrehzahl, das mit wenigstens einem Dreh­ zahlsensor (6) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das dre­ hende Impulsgeberteil (3) innerhalb der Abdichtung angebracht ist und ein nicht ferromagnetisches stationäres Abdeckteil (4) vor dem Impuls­ geberteil so angeordnet ist, daß das Impulsgeberteil (3) vor Umweltein­ flüssen geschützt ist und die Drehzahlerfassung des Sensors (6) durch das Abdeckteil (4) hindurch erfolgt.

2. Wälzlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Im­ pulsgeberteil (3) im wesentlichen ein metallisches Zahnrad, ein gewellter Ring, eine gewellte Scheibe, ein gelochter Ring, eine gelochte Scheibe, ein multipolar magnetisierter Ring oder eine multipolar magnetisierte Scheibe ist.

3. Wälzlagerung nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (4) im Funktionsbereich aus nichtrostendem Stahl, Nichteisen-Metall oder Kunststoff besteht.

4. Wälzlagerung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsensor (6) direkt am Abdeckteil (4) befestigt ist.

5. Wälzlagerung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Drehzahlerfassung weitere Daten von einem in der Nähe des Impulsgeberteils angeordneten Funksender (8) durch das Abdeck­ teil (4) hindurch zu einem in der Nähe des Drehzahlsensors (6) ange­ ordneten Funkempfänger (9) gesendet werden.

6. Wälzlagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender (8) in das Impulsgeberteil (3) integriert ist und/oder der Funkempfänger (9) in den Drehzahlsensor (6) integriert ist.

7. Wälzlagerung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand einer in der Nähe des Impulsgeberteils (3) angeord­ neten elektronischen Schaltung durch ein Funksignal einer in der Nähe des Drehzahlsensors angeordneten Sende- und Empfangseinheit abge­ lesen wird, wobei das Funksignal durch das Abdeckteil (4) hindurch ge­ sendet wird.

8. Wälzlagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elek­ tronische Schaltung in das Impulsgeberteil (3) integriert ist und/oder die Sende- und Empfangseinheit in den Drehzahlsensor (6) integriert ist.