DE4224320A1 - Lagerung, insbesondere für einen Winkelsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sogenannte Winkelsensoren in Drehpotentiometerausfüh­ rung sind schon seit langem bekannt. Die Drehung wird hierbei über ein Axial-Radialgleitlager ermöglicht. Solche Gleitlager weisen jedoch bereits nach kurzer Gebrauchsdauer einen relativ hohen Verschleiß auf, der zum vorzeitigen Ausbau des Winkelsensors führt. Es ist daher naheliegend dieses Gleitlager durch ein soge­ nanntes Schrägkugellager zu ersetzen. Damit wird zwar die Verschleißrate herabgesetzt (Ersatz der Gleit- durch Rollreibung) und die Genauigkeit erhöht, insbe­ sondere die Verwendung von zusätzlichen Lagerringen mit eingearbeiteten Laufbahnen macht aber die Herstel­ lung aufwendig und teuer. Außerdem ergeben sich auf­ grund der dort vorliegenden Kinematik Genauigkeitspro­ bleme bei thermischer Veränderung der Lagerung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Lagerung auf­ zuzeigen, die die obengenannten Nachteile nicht auf­ weist und insbesondere bei hoher Genauigkeit tempera­ tur- und schwingungsunempfindlich sowie wartungsfrei und montagefreundlich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Der Anspruch 2 enthält eine spezielle Ausgestaltung.

Durch die getrennte Aufnahme der Radial- und Axial­ kräfte in zwei vollkommen voneinander getrennten La­ gerstellen ergibt sich eine einwandfreie Kinematik, die eine gleichbleibend hohe Laufqualität (Axialschlag) über dem gesamten Betriebsbereich garan­ tiert. Das den Bauraum optimal ausnutzende Axiallager mit seinem relativ großen Teilkreis und seinen vielen Wälzkörpern sorgt neben der hohen gleichbleibenden Laufgenauigkeit für eine taumelfreie Bewegung der Ro­ torscheibe und eine hohe Kippsteifigkeit der Axi­ allagerung. Durch das relativ im Durchmesser groß bau­ ende Axiallager werden neben der Federvorspannkraft auch Stöße und Vibrationen des Lagers in Achsrichtung sehr gut elastisch aufgenommen. Da keine Laufbahnen in die als Laufringe dienende Winkelringe und Scheiben eingearbeitet sind, liegt eine einfache und billige Lösung, die auch leicht zusammengebaut und montiert werden kann, vor.

Das Radiallager besteht aus einer Führungskugel, die einerseits in einer zentrischen Bohrung des festste­ henden inneren Gehäuseteils gelagert ist und mit einem Kugelabschnitt in einer Ausnehmung der Scheibe ragt. Die einfache Radiallagerung bietet neben der Genauig­ keit der Kugel als Führungselement den Vorteil, daß infolge der im Achszentrum befindlichen relativ klei­ nen Kugel thermische Probleme (Veränderungen des ra­ dialen Lagerspieles infolge Änderung der Betriebstem­ peratur der vom thermisch linearen Ausdehnungskoeffi­ zienten her unterschiedlichen Radiallager-Werksstoffe) beherrschbar sind. Eine solche Lagerung bewirkt eben­ falls einen einfachen Aufbau. Alle anderen Teile sind einfache Dreh-, Stanz- oder Ziehteile. Trotzdem wird eine ausreichend genaue radiale Führung erreicht.

Mit Hilfe einer solchen Konstruktion ergibt sich eine verschleißarme, temperatur- und schwingungsunempfind­ liche Lagerung, die bei einfachstem Aufbau eine hohe gleichbleibende Laufgenauigkeit sowie eine konstante, niedrige Reibung besitzt, was für Meßgeräte sehr wich­ tig ist. Außerdem ist sie robust, wartungsfrei und montagefreundlich.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsge­ mäße Lagerung.

Gemäß der Figur ist in einem festen Gehäuse 1 ein Win­ kelring 2 befestigt. Dieser ist Teil des Axiallagers, das noch den Kugelsatz 3 mit dem Käfig 4 sowie die drehbare Scheibe 5 umfaßt. Sowohl der Winkelring 2 als auch die Scheibe 5 besitzen ebene Laufflächen für die Kugeln 3. Diese Lagerteile bestehen aus einfachen Ma­ schinenelementen, so daß sich eine einfache und leicht montierbare Axiallagerung ergibt.

In der Bohrung der Scheibe 5 ist eine Winkelbüchse 6 befestigt, deren abgerundete Bohrungskante 7 einer Ku­ gel 8 gegenübersteht, die über eine Zwischenhülse 9, in der sie zentrisch gelagert ist, mit dem inneren Ge­ häuseteil 1′ verbunden ist. Damit erfolgt eine radiale Lagerung der Drehteile 5,6 im Gehäuse 1, wobei entwe­ der an der Bohrungskante 7 oder in der Bohrungsfläche 10 der Zwischenbüchse 9 eine Gleitbewegung der Kugel 8 erfolgen kann. Zur axialen Fixierung und Vorspannung ist eine Feder 11 vorgesehen, die auf die Kugel 8 axial einwirkt und damit auch die Kugeln 3 in erfor­ derlicher Weise vorspannt.

Claims (2)

1. Lagerung, insbesondere für einen Winkelsensor ei­ ner Luftdrehklappe in einem Kraftfahrzeug, beste­ hend aus einem Axial- und Radiallager, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager aus einem feststehenden, im Gehäuse (1) befestigten Winkel­ ring (2) und einer drehbaren Scheibe (5) besteht, zwischen deren ebenen Laufflächen ein Wälzkör­ persatz (3) mit Käfig (4) angeordnet ist, und daß das Radiallager aus einer in der zentrischen Boh­ rung (10) des feststehenden inneren Gehäuseteils (1′) oder einer an ihm befestigten Zwischenhülse (9) gelagerten Führungskugel (8) besteht, die ei­ ner Bohrungskante (7) der Scheibe (5) oder einer daran befestigten Büchse (6) gegenübersteht.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskugel (8) auf der der Scheibe (5) abgewandten Seite axial einer Druckfeder (11) ge­ genübersteht.