DE2218047B2 - Lagereinheit mit einer Fühleinrichtung - Google Patents

Lagereinheit mit einer Fühleinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit mit wenig
stens zwei relativ zueinander drehbaren Lagerteilen und einer mit einem Lagerteil verbundenen Fühleinrichtung, die Veränderungen eines magnetischen oder elektrischen Felde registriert welche durch ein ande-
res Lagerteil oder e».i mit diesem verbiuidenes Teil erzeugt werden. ....
Es besteht in vielen Fällen der Wunsch oder die Notwendigkeit die Relativbewegung zwischen zwei rotie renden Teilen zu messen, z. B. um die Geschwindigkeit
ίο und Beschleunigung festzustellen, die Drehgeschwindigkeit zu regeln oder die Bremskraft bei den zur Zeit entwickelten, ein Blockieren der Räder verhindernden Fahrzeug-Bremssystemen in der gewünschten Weise zu beeinflussen. Bisher werden zu diesen Zwecken Ein-
is richtungen benutzt die ein magnetisches Feld erzeugen, welches von einem der sich relativ zueinander dre henden Teile derart beeinflußt wird, daß es mit einer Frequenz schwankt die der Relativgeschwindigker proportional ist. Die Frequenz der Veränderungen de
ao Feldes wird dann gemessen und zur Steuerung bzw. Regelung ausgewertet
In der Zeitschrift »Automobile Engineer«, vom August 1970, S. 338 ff. ist ein derartiges Bremssystem beschrieben, bei welchem eine Fühleinrichtung am Zan
aS gengehäuse der Bremse angebracht ist und ein magne tisches Feld durch einen Zahnring beeinflußt wird, der mit der Radnabe verbunden ist Ein wesentlicher Nach teil dieser und ähnlich aufgebauter Vorrichtungen be steht dann, daß Verunreinigungen der verschiedensten
Art sowie Korrosion das Zusammenwirken d. h. die Genauigkeit der gesamten Vorrichtung verringern können, da die Verunreinigungen das magnetische Feid beeinflussen und/oder die Fühleinrichtung blockieren. Außerdem ist diese bekannte Vorrichtung der beim Bremsen an der Bremsscheibe und der Zange entstehenden starken Erwärmung ausgesetzt wodurch zusätzlich die Genauigkeit und Sicherheit der Funktion vermindert werden.
Zur Überwpchung von Störungen rotierend arbei-
*o tender Maschinen mit Wälzlagerung ist es weiterhin allgemein bekannt Abweichungen der Drehzahl eines Wälzlagerkäfigs von der Drehzahl der Welle mittels eines mit dem Käfig zusammenwirkenden, elektrischen Meßwertwandlers festzustellen (CH-PS 481 436). Auch hierbei ist keine schützende Abdichtung des Meßraums zwischen dem Meßwertwandler und dem Käfig vorgesehen.
Das gleiche gilt für eine weitere bekannte Drehzahl-Meßeinrichtung (DT-OS 1911513), bei welcher in
einem Raum außerhalb einer Lagerdichtung ein Permanentmagnet eine Spule und zwei benachbarte, relativ zueinander drehbare Zahnringe angeordnet sind. In diesem Fall müßte zum Schutz der Meßeinrichtung eine zusätzliche Dichtung angebracht werden.
.« Eine weitere bekannte Drehzahl-Meßeinrichtung ar-
*" beitet mit radioaktiven Wälzkörpern und einem radial außerhalb des Lagers angeordneten Scintilationszähler (DT-OS 1 929 496). Da die radioaktive Strahlung den Lagerring durchdringt stellt sich hier das Problem der Abdichtung des Meßraums nicht in gleicher Weise. Andererseits sind derartige radioaktiv wirksame Meßeinrichtungen nur begrenzt anwendbar.
Schließlich ist es auch schon bekannt eine mit eimr blockiersicheren Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs zu-
S5 sammenwirkende Drehzahl-Meßeinrichtung im abgedichteten und geschützten Raum zwischen einem äußeren und einem inneren Radlager anzuordnen (DT-OS 1 913 813). Diese Konstruktion ist jedoch nur bei Ver-
wendung von zwei in ausreichendem Abstand angeordneten, abgedichteten Lagern möglich und bedingt eine verhältnismäßig komplizierte Montage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, weiche auf kleinstem Raum und bei geringstem Montageaufwand eine geschützt arbeitende Fühleinrichtung umfaßt.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Raum zwischen dem die Veränderungen erzeugenden Teil und der Fühleinrichtung nur durch Lagerteile und eine Lagerdichtung begrenzt und dicht abgeschlossen ist
Die vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, daß die Fühleinrichtung in einem schon wegen des Lagers abgedichteten und gegen Verunreinigungen und Korrosion geschützten Raum arbeitet Das möglicherweise dort vorhandene Schmiermittel kann die Fühleinrichtung nur innerfc,uob ganz bestimmter Grenzen beeinflussen, die bei der AuJsgung sehr leicht zu berücksichtigen sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert Es ze:gt
F i g. 1 eine erste Ausführung eines mit einer Fühleinrichtung versehenen Lagers in Form eines Schrägschulterlagers,
F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel,
F i g. 3 eine Teilansicht eines bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 verwendeten Zahnrings.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Wälzlager, bestehend aus einem äußeren Ring 1, einem inneren Ring 2 und zwei Reihen Kugeln 3, die durch eic zn Käfig 4 gehalten werden. An dem Wälzlager sind Dichtungen S und 6 angebracht. Dabei ist die Dichtung 6 mit einer öffnung versehen, an welcher das Ende einer insgesamt mit 8 bezeichneten Einrichtung angebracht ist, die Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Feldes und außerdem zum Fühlen der Veränderungen des magnetischen Feldes aufweist Diese Veränderungen entstehen dadurch, daß bei der Drehung die Wälzkörper, d. h. die Kugeln 3, das magnetische Feld durchqueren. Die so erzeugten Impulse werden über eine Leitung 9 zur weiteren Auswertung übertragen, welche zum Zweck des Abfühlens der Relativbewegung der Lagerteile abhängt und z. B. in der Betätigung oder Regelung eines Anti-Blockier-Bremssystems und/oder der Geschwindigkeitsanzeige durch ein Tachometer bestehen kann. Da die Bewegung der Wälzkörper mit Bezug auf einen der beiden Lauf ringe des Lagers proportional der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Lagerringen ist, besteht auch Proportionalität zwischen der Frequenz der Veränderungen des magnetischem Feldes und der Relativgeschwindigkeit der Laufringe. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung «5 in geeigneter Weise am äußeren Ring des Lagers befestigt, während der innere Ring 2 umläuft Die Vorrichtung 8 kann an der Dichtung 6 fest oder lösbar ange-S bracht sein.
In Fig.2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt im Zusammenhang mit einem Wälzlager, dessen nicht rotierender äußerer Ring 21 mit Dichtungen 25,26 versehen ist Der innere Ring 22
ίο des Lagers rotiert Die Wälzkörper, Kugeln 23, werden durch einen Käfig 24 gehalten. Die Dichtung 26 ist in derselben Weise wie gemäß F ι g. 1 mit einer öffnung zum Anschluß einer Vorrichtung 28, welche der Vorrichtung 8 in F i g. 1 entspricht, ausgebildet Bei einer Lageranordnung gemäß F i g. 2 ist die Dichtung mit Bezug auf den äußeren Ring des Lagers vollständig statisch (der äußere Ring und die Dichtung können einstückig ausgebildet sein) und ist deshalb besonders geeignet zur Anbringung der Vorrichtung 28. Die Veränderungen des magnetischen Feldes werden in diesem Fall durch einen Ring 29 mit Zähnen IO (F i g. 3) erreicht, welcher am rotierenden Lagerring befestigt ist Das Material wenigstens der Zähne 10 des Ringes 9 ist so gewählt, daß jedes Mal, wenn ein Zahn durch das
as magnetische Feld bewegt wird, er dieses beeinflußt
Abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind folgende Ausführungen möglich. So kann statt des Wälzlagers ein Gleitlager beliebiger Art Verwendung finden. Auch die Vorrichtungen 8 bzw. 28 können anders, als gezeigt, angebracht werden. Es ist z. B. grundsätzlich möglich, die Fühleinrichtung auch an dem rotierenden Lagerring zu befestigen. In Anwendungsfällen, bei denen die Veränderungen eines magnetischen Feldes registriert werden, können diese durch Ringe der verschiedensten Art nach dem im Zusammenhang mit F i g. 2 und 3 erläuterten Prinzip erzeugt werden.
Solche Ringe können entweder aus einem ferromagnetischen Material oder auch einem Material wie z. B.
Kupfer (Cu) bestehen. Im letzteren Fall wird das magnetische Feld durch Wirbelströme beeinflußt, die in dem Ring durch das magnetische Feld induziert werden. An Stelle eines Metallringes kann auch z. B. ein Ring aus Kunststoff verwendet werden, in oder auf welchem ein geeignetes metallisches Muster nach Art einer gedruckten Schaltung aufgebracht ist, welches ferromagnetisch oder von anderer Art sein kann und bei Drehung des Ringes das magnetische Feld durchquert Bei Wälzlagern mit einem Käfig kann der Ring auch am Käfig befestigt sein, oder dieser selbst kann mit Zähnen, Vorsprängen oder in sonstiger Weise mit einem metallischen Muster ausgebildet sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Lagereinheit mit wenigstens zwei relativ zueinander drehbaren Lagerteilen und einer mit einem Lagerteil verbundenen Fühleinrichtung, die Veränderungen eines magnetischen oder elektrischen Feldes registriert, welche durch ein anderes Lagerteil oder ein mit diesem verbundenes Teil erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem die Veränderungen erzeugenden Teil und der Fühleinrichtung (8; 28) nur durch Lagerteile und eine Lagerdichtung (6; 26) begrenzt und dicht abgeschlossen ist
2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (8; 28) an einer mit einem Lagerteil (1; 21) verbundenen Dichtung (6; 26) angebracht ist
3. Lagereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6; 26) eine öffnung aufweist an welcher die Fühleinrichtung (8; 28) lösbar befestigt ist
4. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß Veränderungen eines durch einen Permanentmagneten erzeugten magnetischen Feldes registriert werden.
5. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß Veränderungen eines magnetischen Feldes durch einen mit einem Lagerteil (4; 24; 2; 22) umlaufenden gezahnten oder gelochten Ring (29) erzeugt werden, Jessen Zähne (10) bzw. Stege zwischen den Löchern die Feldlinien schneiden und aus einem die Form des Feldes beeinflussenden Material bestehen.
6. Lagereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Ring (29) aus einem ferromagnelischen Material besteht
7. Lagereinheiii nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Ring (29) aus zwei ein magnetisches Feld unterschiedlich beeinflussenden Materialien besteht welche den Umfang des Ringes in Materialsektoren aufteilen.
8. Lagereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das eine Material Kunststoff ist welcher das andere Material nach Art einer gedruckten Schaltung trägt
9. Lagereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das andere Material ferromagnetisch ist.
10. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß bei einem Wälzlager (1, 2,3) die Veränderungen eines magnetischen Feldes durch die Wälzkörper (3) erzeugt werden.
ti. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß bei einem Wälzlager (1,2,3) die Veränderungen eines magnetischen Feldes durch einen die Wälzkörper (3) haltenden Käfig (4) oder ein mit diesem verbundenes Teil erzeugt werden.
12. Lagereinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Veränderungen des magnetischen Feldes durch Vorsprünge am Käfig erzeugt werden.
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