DE4231332C2 - Lager mit passivem Impulsgeber-Ring - Google Patents

Description

Üblicherweise werden aktive und passive Impulsgeber- Ringsysteme dazu benutzt, die Drehgeschwindigkeiten von Rädern zu messen.

Fig. 1 zeigt ein aktives Impulsgeber-Ringsystem, das einen magnetischen Impulsgeberring M mit abwechselnden Nord- und Südpolen und einem magnetischen Sensor H hat, der zum Beispiel Hall-Elemente aufweist, um Wellenformen a) und b) zu erzeugen. Die Drehungen des Impulsgeberringes werden durch den Magnetsensor H über die Wechsel der Pole gemessen. Dieses System ist durch den Impulsgeberring gekennzeichnet, der magnetische Kräfte erzeugt.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für ein passives Impulsgeber- Ringsystem, das einen rotierenden Impulsgeberring S hat, mit abwechselnden starken und schwachen magnetischen Widerständen und einem äußeren Magneten M. Die magnetischen Kräfte von außen werden mit Hilfe eines magnetischen. Sensors C durch die abwechselnden starken und schwachen magnetischen Widerstände gemessen, um auf diese Weise die Drehgeschwindigkeit des Impulsgeberrings S zu messen. Dieses System ist durch den Impulsgeberring gekennzeichnet, der die magnetischen Kräfte von außen empfängt; es ist beispielsweise in der japanischen, ersten Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 60-112757 offenbart sowie in den US-Patenten 4 161 120 und 5 002 287.

Zum Messen der Drehungen eines Lagers sind Kompaktsysteme entwickelt worden, die einen Impulsgeberring aufweisen, der zwischen dem äußeren und inneren Ring des Lagers angeordnet ist; solche Systeme sind im US-Patent 4 688 951, in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0375019 und in der Patentveröffentlichung des Vereinten Königreichs GB 1604861 offenbart.

Der Impulsgeberring ist integral im Dichtungsaufbau enthalten, und zwar radial zwischen dem inneren und äußeren Ring des Lagers, um auf diese Weise die gesamte Drehmessvorrichtung kompakt zu machen.

Aktive Impulsgeberringe, die innerhalb einer Dichtungsvorrichtung zwischen dem äußeren und inneren Ring des Lagers integriert sind, sind in der europäischen Patent-Veröffentlichung 0378939, der französischen Patentveröffentlichung Nr. 2574501 und der japanischen ersten Patentveröffentlichung Nr. 62-242130 offenbart.

Es besteht jedoch noch die Forderung, den eingebauten Magneten davor zu bewahren, durch ein äußeres Magnetfeld dann nachteilig beeinflusst zu werden, wenn das Lager mit dem eingebauten Magneten zusammengebaut wird; ferner besteht die Forderung, die mechanische Festigkeit des Magneten zu verbessern, damit der Magnet beim Zusammenbau des Lagers nicht beschädigt wird.

Ferrit-Magnetplatten mit relativ geringer mechanischer Festigkeit, beispielsweise wie sie in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0375019 und in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-242130 dargestellt sind, müssen beispielsweise vor Brüchen und Verformungen dann bewahrt werden, wenn sie in die Abdichtungsnut im äußeren Ring eingepresst werden. Solche Magnetplatten werden allgemein mit einem Stahlblechrahmen verbunden, wie dies in der französischen Patentveröffentlichung Nr. 2574501 offenbart ist.

Es ist jedoch nach wie vor erforderlich, den Magneten vor Beeinflussungen vor einem äußeren Magnetfeld zu bewahren und zwar selbst dann, wenn der Magnet auf einem Stahlblechrahmen befestigt ist.

Andererseits ist ein passiver Impulsgeberring, der innerhalb eines Dichtungsaufbaus zwischen dem äußeren und inneren Ring eines Lagers integral eingebaut ist, im US-Patent Nr. 4850722, in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-242130 und in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 64-21219 offenbart.

Bei dieser Bauart von Lagern, die solche passiven Impulsgeberringe aufweisen, werden nennenswerte Unterschiede der magnetischen Widerstände und genaue Messabstände in Bezug auf den magnetischen Sensor benötigt.

Die japanische erste Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 60-112757 offenbart einen Lageraufbau, bei dem ein passiver Impulsgeberring auf einem Dichtungsrahmen befestigt ist, nicht auf der äußeren Umfangsfläche des Gehäuses, wobei längs seines Umfanges und radial davon abstehend Ausschnitte vorgesehen sind, um die magnetischen Widerstände in Axialrichtung des Gehäuses zu messen. Diese Lagerbauart ist schwierig kompakt herzustellen, und zwar wegen des sich axial erstreckenden Zahnabschnittes.

Die nachveröffentlichte Druckschrift EP 0 532 011 A1 offenbart eine Packungsdichtung mit zwei Dichtungselementen, die jeweils mit einer Dichtlippe versehen sind. An der nach außen weisenden Fläche eines der Dichtungselemente ist ein Impulsgeberring angeordnet. Die nach außen weisende Fläche dieses Impulsgeberrings liegt frei. Die in der EP 0 532 011 A1 offenbarte Packungsdichtung weist die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 2 auf.

Eine weitere Dichtungsanordnung ist aus der WO 87/00290 A1 bekannt. Hier ist ebenfalls ein Impulsgeberring an einer nach außen weisenden Fläche der Dichtungsanordnung angeordnet; die nach außen weisende Fläche des Impulsgeberrings liegt dabei frei. Die in der WO 87/00290 A1 offenbarte Dichtungsanordnung ist dabei nicht radial zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement eines Lagers angeordnet, sondern radial außerhalb des äußeren Lagerelements.

Schließlich offenbart die US 4,948,277 eine Dichtungsanordnung, die radial zwischen einem äußeren und einem inneren Lagerelement angeordnet ist. Ein Impulsgeberring ist hier zwischen den beiden Dichtungselementen oder Rahmen an einem elastischen Dichtungselement angeordnet, wobei eine Außenfläche des Impulsgeberrings ebenfalls freiliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager mit einem passiven Impulsgeber anzugeben, der Teil eines Dichtungsaufbaus ist, der sich radial zwischen dem inneren und äußeren Ring des Lagers erstreckt, um wirkungsvoll nennenswerte Unterschiede in magnetischen Widerständen, eine genaue Messlücke in Bezug auf einen Magnetsensor und eine mechanische Festigkeit der Gesamtkombination mit dem Dichtungsaufbau zu erzielen. Ferner soll ein Lager mit einem Impulsgeber geschaffen werden, der einfach herzustellen ist, wobei außerdem vermieden werden soll, dass der Impulsgeber beim Einpressen des Dichtungsaufbaus in das Lager beschädigt wird.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Lager gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch ein Lager gemäß dem Patentanspruch 2.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen beispielhaft beschrieben, wobei weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale hervortreten werden. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine vereinfachte Darstellung eines aktiven Impulsgeberringsystems;

Fig. 2 ist eine vereinfachte Darstellung eines passiven Impulsgeberringssystems;

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht einer Ausführungsform der Dichtungseinheit nach der vorliegenden Erfindung, wobei der Dichtungsring in einer Lagereinheit zum Messen der Drehgeschwindigkeit eingebaut ist;

Fig. 4 ist eine Querschnittansicht des Dichtungsringes nach Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Dichtungsringes nach der vorliegenden Erfindung, wobei der Dichtungsring in eine Lagereinheit zum Messen der Drehgeschwindigkeit eingebaut ist;

Fig. 6 ist eine Querschnittansicht des Dichtungsringes nach Fig. 5;

Fig. 7A und 7B sind Draufsichten auf das Teil mit abwechselnd veränderlichen magnetischen Widerständen;

Fig. 8 ist eine Querschnittansicht eines Dichtungsringes nach dem Stand der Technik;

Fig. 9 ist eine Querschnittansicht einer Dichtungseinheit, die nicht Teil der Erfindung ist;

Fig. 10 ist eine Draufsicht auf ein Teil der Dichtungseinheit nach Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Dichtungseinheit, die nicht Teil der Erfindung ist;

Fig. 12 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Dichtungseinheit, die nicht Teil der Erfindung ist;

Fig. 13 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Dichtungsringes nach der Erfindung;

Fig. 14 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Dichtungsringes nach der Erfindung;

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der größtmöglichen Luftlücke, die zum Messen von Impulsen geeignet ist und der Dicke der Magnetplatte des Dichtungsringes angibt, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben ist;

Fig. 16A und 16B sind perspektivische Ansichten eines Teiles des Bauteiles, das abwechselnd veränderliche magnetische Widerstände aufweist;

Fig. 17 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Lagereinheit nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 ist eine Querschnittansicht einer Dichtungseinheit, wie sie bei der Lagereinheit nach Fig. 17 verwendet wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Um die äußere Umfangsfläche des axial äußeren Endes (des linken Endes in Fig. 3) der Nabe 1 befindet sich ein Flansch 2, an dem ein Rad befestigt werden kann und längs der inneren Umfangsfläche der Nabe 2 verlaufen äußere Spurrillen 7a, 7b, die die äußeren Ringe darstellen. In dem erwähnten Flansch 2 werden zum Befestigen des Rades Befestigungsbolzen 19 aufgenommen. Innerhalb der Nabe 1 befindet sich ein Paar von Innenringen 4, längs deren Außenumfangsflächen innere Spurrillen 3a, 3b ausgebildet sind und zwischen diesen inneren Spurrillen 3a, 3b und den erwähnten äußeren Spurrillen 7a, 7b befinden sich mehrere Wälzkörper 8, die es der Nabe 1 ermöglichen, sich frei um die Innenringe 4 herum zu drehen. Das erwähnte Paar von Innenringen 4 kann auf einem Achsschenkelbolzen oder dergleichen gelagert sein.

Ferner ist ein erster Dichtungsring 20 zwischen der inneren Umfangsfläche des axial äußeren Endes der Nabe 1 und der äußeren Umfangsfläche des axial äußeren Endes des Innenringes 4 vorhanden und ein zweiter Dichtungsring 21, der in der vorliegenden Erfindung dazu benutzt wird, die Drehgeschwindigkeiten zu messen, ist zwischen der inneren Umfangsfläche des axial inneren Endes der Nabe 1 und der äußeren Umfangsfläche des axial inneren Endes des Innenringes 4 eingebaut. Diese Dichtungsringe schließen einen Raum 29 ab, der zwischen der Innenumfangsfläche der Nabe 1 und der Außenumfangsfläche der Innenringe 4 besteht und in dem mehrere der oben erwähnten Walzkörper 8 angeordnet sind. Die Dichtungseinheit oder der Dichtungsring 21 zum Messen der Drehgeschwindigkeiten, der auch als "Umfangsgeschwindigkeitsmess- und Dichtungsring" bezeichnet wird, ist im Einzelnen in Fig. 4 dargestellt und umfasst eine Verstärkungs-Metallplatte 22, die ringförmig ausgebildet ist und insgesamt aus einem magnetischen Werkstoff besteht sowie ein Dichtmaterial 23, das aus einem elastischen Werkstoff, wie z. B. aus Gummi oder Polymer besteht, das mit der Verstärkungsplatte 22 verbunden ist. Die Verstärkungsplatte 22 hat einen ringförmigen, ebenen oder Flanschtragteil 24 und einen zylindrischen Tragteil 25, der längs der Ringkante des ebenen Teiles 24 abgebogen ist, und im ebenen Teil 24 sind in Abständen rund um seinen Umfang mehrere Fenster oder Ausschnitte 17 eingeformt. Die Ausdrücke "Fenster" oder "Ausschnitt" sind so zu verstehen, dass sie Ausnehmungen, Öffnungen, Schlitze und Durchgangslöcher umfassen.

Die Verstärkungsplatte 22, die bei der Dichtungseinheit oder dem Umfangsgeschwindigkeitsmess- und Dichtungsring 21 nach der Erfindung benutzt wird, ist durch Zusammenfügen einer Hauptplatte oder eines Rahmens 26 mit einem ebenen Tragteil 24 und dem zylindrischen Tragteil 25 mit L-förmigem Querschnitt und einer ebenen Zusatzplatte 27 aufgebaut, die nachfolgend als passiver Impulsgeberring bezeichnet wird. Mit anderen Worten wird die Dickenabmessung des ebenen Teils 24 des Umfangsgeschwindigkeitsmess- und Dichtungsringes 21 dadurch größer gemacht, dass die in ihm ausgebildete Hauptplatte 26 und die Zusatzplatte 27 zusammengefügt werden.

Die Fenster oder Ausschnitte, die sowohl im Flanschtragteil 24 der Hauptplatte 26 als auch in der Zusatzplatte 27 eingeformt sind, sind miteinander ausgerichtet und die genannten Teile werden in diesem Zustand in die Spritzgießform für das Dichtungsmaterial 23 eingesetzt. Wenn das Dichtungsmaterial 23 eingespritzt wird, werden sie miteinander durch einen Teil des elastischen Materials verbunden, das insgesamt das Dichtungsmaterial 23 ausmacht. Mit anderen Worten läuft das in die Spritzgießform eingespritzte elastische Material in die Fenster oder Ausschnitte 17, die sowohl im Flanschtragteil 24 der Hauptplatte 26 als auch in der Zusatzplatte 27 ausgebildet sind, hinein, bevor es erstarrt. Ein Teil des erwähnten elastischen Materials überdeckt auch die Außenumfangsseite des zylindrischen Teils 25, das durch die Hauptplatte 26 gebildet wird, und der verbleibende Teil des elastischen Materials fließt von der inneren Kante der Hauptplatte 26 und der Zusatzplatte 27 weg und bildet eine im Querschnitt gabelförmige Dichtungslippe 28.

Wie dies oben beschrieben ist, wird der Umfangsgeschwindigkeitsmess- und Dichtungsring 21 nach der Erfindung, dessen zylindrischer Teil 25 längs seiner Außenumfangsfläche mit einem Teil des elastischen Materials überzogen ist, in die innere Umfangsfläche des axial inneren Endes der Nabe 1 entgegen einer Reibung eingepasst und dichtet auf diese Weise die Nabe 1 ab. Dabei kommt der Innenrand der Dichtlippe 28, die an der Innenseite des Dichtungsmaterials 23 ausgebildet worden ist, mit der Außenumfangsfläche des axial inneren Endes des Innenringes 4 in gleitende Berührung.

Ein Umfangsgeschwindigkeits-Messsensor 18, der an einem nicht drehbaren Teil, wie z. B. an der Aufhängungsvorrichtung, befestigt ist, liegt den erwähnten Fenstern oder Ausschnitten 17 gegenüber.

Durch Anordnen des Umfangsgeschwindigkeitsmess- und -Dichtungsringes 21 nach der Erfindung innerhalb einer reibungsarmen Walzkörperlagerung, wie z. B. einem Kugellager oder einem Rollenlager, tragt dieses Lager nicht nur das Rad, so dass es sich frei in Bezug auf die Aufhängungsvorrichtung drehen kann, sondern es kann fast in derselben Weise wie das reibungsarme Wälzlager nach dem Stand der Technik, das oben erwähnt worden ist, zum Messen der Drehzahl des Rades benutzt werden, das am Flansch 2 der Nabe 1 befestigt ist. Da der Drehzahlmess- und Dichtungsring 21, mit anderen Worten, innerhalb des axial inneren Endes der Nabe 1 befestigt ist und sich mit dem Rad dreht, verändert sich der Ausgang des Sensors 18, der den Fenstern oder Ausschnitten 17 im Dichtungsring 21 gegenüberliegt. Die Frequenz, mit der sich der Ausgang des Sensors 18 verändert, ist der Drehgeschwindigkeit proportional.

Wenn das Ausgangssignal des Sensors 18 daher als Eingangssignal für eine nicht dargestellte Steuervorrichtung verwendet wird, so dass die Drehgeschwindigkeit des Rades ermittelt werden kann, kann daher ein Antiblockiersystem (ABS) und ein Tractions-Steuersystem (TCS) ordnungsgemäß gesteuert werden.

Der Drehzahlmess- und -Dichtungsring 21 nach der Erfindung verhindert auch, dass Regenwasser oder Schmutz in den Raum 29 eindringen können.

Im Fall des Drehzahlmess- und Dichtungsringes 21 nach der Erfindung ist die Verstärkungsplatte 22 durch Zusammenfügen der Hauptplatte 26 und der Zusatzplatte 27 hergestellt, so dass die Dicke des ebenen Teiles 24 ansteigt, in dem die oben erwähnten Fenster oder Ausschnitte eingeformt sind; die Änderung des Ausganges des Sensors 18, der diesen Fenstern oder Ausschnitten 17 gegenüberliegt, ist so genügend erhöht, so dass es möglich ist, die Drehgeschwindigkeit des Rades genauer zu messen.

Es ist nicht notwendig, die Dicke sowohl der Hauptplatte 26 als auch der Zusatzplatte 27 ansteigen zu lassen, die aus magnetischem Material bestehen und die das oben erwähnte ebene Teil 24 ausmachen. Der Biegevorgang der Hauptplatte 26 kann daher mit Hilfe eines billigen Herstellungsverfahrens durchgeführt werden, z. B. mit Hilfe eines sogenannten Barring-Verfahrens.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein Außenring 5 mit Hilfe eines Befestigungsteiles 6 mit einer nicht dargestellten Aufhängevorrichtung verbunden, wobei das Befestigungsteil 6 an der Außenumfangsfläche des Außenringes 5 angeformt ist und die Innenringe 4 laufen frei zusammen mit dem damit verbundenen Rad um. Auch hier ist die Öffnung des axial inneren Endes des Raumes 29, in dem die Wälzkörper angeordnet sind, durch eine Dichtungseinheit oder einen Dichtungsring 11a abgeschlossen, der auf der äußeren Umfangsfläche des axial inneren Endes des Innenringes 4 befestigt ist, sowie durch einen äußeren Dichtungsring 12, der in die innere Umfangsfläche des axial inneren Endes des Außenringes 5 eingepasst ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtungseinheit oder der Dichtungsring 11a der Drehzahlmess- und Dichtungsring. Dieser Dichtungsring 11a hat, mit anderen Worten, eine Verstärkungsplatte 22a, die eine Hauptplatte 26a und eine Zusatzplatte oder einen passiven Impulsgeberring 27a umfasst, und diese beiden Platten 26a, 27a liegen so zusammen, dass die Fenster oder Ausschnitte 17, die in ihnen eingeformt sind, miteinander ausgerichtet sind.

Insbesondere dann, wenn der Dichtungsring 11a zum Messen der Drehgeschwindigkeit der Räder eine einzige Hauptplatte oder einen einzigen Rahmen 26a umfasst, der aus einer ringförmigen Platte mit einer Dicke von etwa 0,5 mm hergestellt ist, wird er mit Hilfe des sogenannten "Barring"-Verfahrens zu einer Hauptplatte 26a mit L-förmigem Querschnitt umgewandelt.

Wenn die Hauptplatte 26a jedoch eine Dicke hat, die groß genug ist, um eine größere Ausgangs-Veränderung des Sensors zu erzielen, dann wüde es schwierig sein, mit Hilfe eines einfachen "Barring"-Verfahrens eine genügend große Maßgenauigkeit zu erzielen. Die dicke Hauptplatte 26a muss demzufolge dem teuren Tiefziehverfahren unterworfen werden, was zu höheren Kosten der Dichtring-Herstellung führt.

Es sollte festgestellt werden, dass die Dicke der Verstärkungsplatte 22a mit den Fenstern oder Ausschnitten 17 groß gemacht werden kann, da die Zusatzplatte 27a die Ausgangsveränderung des Sensors 18 genügend erhöht, um die Drehgeschwindigkeiten der Räder und des Dichtringes 11a genauer zu messen.

Andererseits wurde ohne die Zusatzplatte 27a, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, dann, wenn die Hauptplatte 15a einfach dick gemacht werden müsste, diese Hauptplatte 15a schwierig herzustellen sein, was zu höheren Produktionskosten fuhren würde, wie dies oben bereits erwähnt worden ist.

Rund um das innere Ende des oben erwähnten Außenringes 5 herum ist eine Metallplatte aufgepasst, deren Rand einen L-förmigen Querschnitt hat, um auf diese Weise eine allgemein ringförmige Abdeckung 30 zu schaffen, und der Sensor 18 zum Messen der Drehzahlen ist innerhalb dieser Abdeckung 30 gelagert.

Der übrige Aufbau ist im Wesentlichen derselbe wie bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform; aus diesem Grunde werden die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und eine doppelte Erklärung wird unterlassen.

Die Form des Sensors zum Messen der Drehzahlen des Dichtungsringes 11a, wie er in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, kann so sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Ebenso können die Fenster oder Ausschnitte 17, die sowohl in den Hauptplatten 26, 26a als auch in den Zusatzplatten 27, 27a eingeformt sind, als Durchgangslöcher ausgebildet sein, wie dies in Fig. 7A dargestellt ist, oder sie können zahnförmige Ausnehmungen sein, wie dies in Fig. 7B gezeigt ist. Auf jeden Fall werden für diesen Zweck unterschiedliche Bedingungen aufgrund einer unebenen Oberfläche oder aufgrund von Durchgangslöchern benutzt.

Der Drehzahlmess- und Dichtring nach der Erfindung ist so aufgebaut, wie dies oben beschrieben worden ist, wodurch es möglich ist, die Drehgeschwindigkeit des Rates genauer zu messen, ohne dass ein Anstieg der Herstellungskosten gegeben wäre.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform einer Dichtungseinheit, die nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist.

Bei dieser Ausführungsform ist eine Zusatzplatte 56 mit Ausschnitten 56a an der Seitenfläche 54a des Dichtungselementes 54 zwischen ersten und zweiten, relativ zueinander verdrehbaren Teilen 51 und 52 angeordnet, wodurch leicht eine höhere Steifigkeit erzielt werden kann und wobei gleichzeitig die Qualität und Dicke von jedem der Teile und damit Gewicht und Kosten vermindert werden.

Wie dies oben erwähnt worden ist, ist die Zusatzplatte 56 integral mit dem Dichtungselement 54 ausgebildet; wenn es demzufolge dicht neben der Dichtungslippe 55 liegt, ist es leicht, die Ausnehmungen 56a mit dem elastischen Material zu füllen (dies ist selbst dann möglich, wenn die Dichtungslippe 55 nicht dicht danebenliegt), und diese Ausnehmungen 56a, die mit elastischem Material gefüllt sind, sind genau voneinander getrennt, wodurch die Impulserzeugungsfunktion erheblich verbessert wird.

Wenn die im Wesentlichen L-förmigen Dichtungselemente 53 und 54 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt werden, und die Zusatzplatte 56 aus einem magnetischen Material hergestellt wird, wird es auf diese Weise möglich, das Drehzahlsignal genauer zu messen, ohne dass es durch das Magnetfeld von anderen Teilen her beeinflusst würde.

Bei dieser Ausführungsform kann der Biegevorgang der Dichtungselemente durch ein billiges "Barring"-Verfahren ermöglicht werden und die Dichtungselemente und die Zusatzplatte für das flache Teil müssen jeweils nicht dick sein, und zwar selbst dann nicht, wenn die Gesamtdicke dieser Platten groß ist, um eine genügende Auslassveränderung des Sensors zu erzielen.

Bei der Konstruktion der Dichtvorrichtung dieser Bauart (die manchmal als Packungsdichtung bezeichnet wird) ist die Drehzahl-Messfunktion an der Seite angeordnet, die zur Atmosphäre offen ist, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist; aus diesem Grunde ist es möglich, einen einzigen Aufbau zu konstruieren, bei dem die Platte 56 innerhalb der Dichtvorrichtung angeordnet ist, und durch die Anordnung des Drehzahl-Messsensors (in der Figur nicht dargestellt) am feststehenden, äußeren Dichtungselement 53, wie dies in der Fig. 9 dargestellt ist, wird die Messung der Drehgeschwindigkeit vollständig durchgeführt. Es ist auch ein solcher Aufbau möglich, dass derjenige Teil der Platte 56, in dem die Ausnehmungen 56a eingeformt worden sind, in axialer Richtung gebogen ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist; auf diese Weise weist der Drehzahlmesssensor in radialer Richtung.

Wie oben beschrieben, integriert die Erfindung die Mittel zum Messen der Drehgeschwindigkeit des Rades direkt in die Dichtvorrichtung; diese Anordnung, die viele raummäßige und anordnungsmäßige Vorteile hat, macht es möglich, mühsame Schleif- und Polierarbeiten der eingebauten Teile wegfallen zu lassen. Es ist auch einfach, die oben erwähnte Abdichtvorrichtung an den vorgeschriebenen Stellen als übliche Dichtungen einzubauen, und die eingebaute Dichtvorrichtung dient als Führung, um die erwähnte Zusatzplatte in geeigneter Stellung zu halten, und hält den Einbauwinkel in radialer Richtung sehr genau ein. Der gezahnte Rotor, wie er beim Stand der Technik benutzt wird, wird selbstverständlich nicht mehr länger benötigt, und der genaue Schleifvorgang der Presspass-Teile, die bisher zum Erzielen der Genauigkeit beim Messen benötigt wurden, ist nach der Erfindung nicht mehr nötig, so dass die Erfindung auch eine große Rolle bei der Gewichtsverminderung spielt.

Die Ausschnitte, die mit einem elastischen Material gefüllt sind, sind schließlich genau getrennt, was die Messfunktion des Rotors wesentlich verbessert, wobei gleichzeitig die anti-korrodiven Eigenschaften der gefüllten Abschnitte verbessert werden. Es können nicht rostende, magnetische Edelstahl-Zusatzplatten verwendet werden.

Da es auch möglich ist, die Platte und die Dichtelemente gleichzeitig dann auszubilden, wenn die Dichtlippe gebildet wird, werden die Herstellungseigenschaften erheblich verbessert. Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10.

Fig. 13 bis 16A, B zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen Rahmen oder Hauptplatten 126, 126a aus magnetischem Material hergestellt sind und bei denen die Dicke t der magnetischen Zusatzplatten oder passiven Impulsgeberringe 127, 127a 0,8 mm oder mehr beträgt, so dass der Ausgang aus dem Sensor 18 (Fig. 3) ausreichend ist. Wenn, mit anderen Worten, ein aktiver Sensor als Sensor 18 benutzt wird, dann verändert sich die Beziehung zwischen der Dicke t der magnetischen Zusatzplatten 127, 127a und dem größtmöglichen messbaren Luftspalt des Sensors 18 so, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn die Kosten des Sensors 18, die Produktionskosten und die Prozessgenauigkeit des Dichtringes 121, 121a sowie die Einbaugenauigkeit des Sensors 18 und des Dichtringes 121, 121a in Betracht gezogen werden, dann ist der größtmögliche, normalerweise zulässige Luftspalt etwa 0,7 mm; dies entspricht der Dicke der magnetischen Zusatzplatten 127, 127a von 0,8 mm, so dass eine ausreichende Drehzahlmessung möglich wird. Dies ist im Wesentlichen selbst dann dasselbe, wenn der Sensor 18 ein passiver Sensor ist und wenn die oben beschriebene Konstruktion verwendet wird, so dass die Ausgangsspannung genügend groß ist und eine ausreichende Drehzahlmessung ist möglich.

Anstelle des Ausbildens einer unebenen Oberfläche mit Einbuchtungen in Umfangsrichtung in den magnetischen Zusatzplatten 127, 127a können auch Durchgangslöcher 117 in den magnetischen Durchgangsplatten 127, 127a angebracht werden oder es ist auch möglich, die magnetischen Zusatzplatten 127, 127a selbst uneben zu machen. In diesem Fall werden die magnetischen Zusatzplatten 127, 127a einem Pressvorgang unterworfen, um längs ihrer Umfangskante Wellen zu bilden, wie dies in Fig. 16A dargestellt ist. Die magnetischen Zusatzplatten 127, 127a können auch durch einen Prägevorgang oder einen Sintervorgang hergestellt werden, wie dies in Fig. 16B dargestellt ist, um die erwähnte unebene Fläche mit Vertiefungen herzustellen. Die Tiefe der Vertiefungen der unebenen Abschnitte sollte hier 0,8 mm oder mehr betragen.

Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform eine elastische Dichtung 123, 124, z. B. aus Gummi, die Seitenflächen der magnetischen Platten 127, 127a abdeckt, kann die elastische Dichtung 124 auch weggelassen werden, so dass die Seitenflächen der magnetischen Zusatzplatten 127, 127a vorstehen. In diesem Fall kann der Abstand zwischen der Seitenfläche der magnetischen Zusatzplatten 127, 127a und dem (nicht dargestellten) Sensor leicht eingestellt werden. Insbesondere der Abstand zwischen der Innenfläche der magnetischen Platten 127, 127a und dem (nicht dargestellten) Sensor 18 kann zu einer genauen Messung der Drehgeschwindigkeit verkürzt werden.

Die Fig. 17 und 18 zeigen eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform hat das Flanschtragteil 24 des Rahmens 26a kein Durchgangsloch, sondern die Zusatzplatte oder der passive Impulsgeberring 27a hat ein Durchgangsloch, das mit elastischem Material gefüllt ist. Der passive Impulsgeberring 27a ist axial außerhalb der Seitenflächen der äußeren und inneren Ringe angeordnet. Die verbleibende Konstruktion ist im Wesentlichen dieselbe wie die zweite Ausführungsform; gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet und eine nochmalige Erläuterung wird daher unterlassen.

Obwohl beispielsweise bei den oben erwähnten Ausführungsformen die Hauptplatte denselben Durchmesser hat wie die Zusatzplatte, kann die Zusatzplatte in radialer Richtung frei verändert werden, und zwar entsprechend der Befestigungsstellung des Sensors.

Claims (16)

1. Lager mit passivem Impulsgeber mit
einem ersten Lagerelement (5),
einem zweiten Lagerelement (4),
mehreren Wälzkörpern (8), die radial zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement (4, 5) angeordnet sind, und
einer radial zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement (4, 5) angeordneten und an der Randfläche des ersten Lagerelements (5) befestigten Dichtung (11a) zur Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement (4, 5),
wobei die Dichtung (11a) einen Rahmen (26) und einen passiven Impulsgeberring (27) aufweist, der aus einer magnetischen Metallplatte gebildet und axial dem Rahmen (26) benachbart und radial zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement (4, 5) vorgesehen ist;
wobei der passive magnetische Impulsgeberring (27) axiale magnetische Widerstände aufweist, die in veränderlicher Weise in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie hindurchgehende magnetische Flüsse in Bezug auf äußere magnetische Kräfte verändern, um Impulse bereitzustellen, die den Drehungen des Lagers entsprechen;
wobei der Rahmen (26) ein Stück einer Metallplatte von abgewinkelter Struktur aufweist, um so einen zylindrischen Tragabschnitt (25) zur Erzielung einer Parallelität und einer axialen Positionierung sowie einen Flansch-Tragabschnitt (24) zu bilden, der von einem axialen Endabschnitt des zylindrischen Tragabschnitts (25) abgebogen ist, um den passiven Impulsgeberring (27) an einer seiner Seitenflächen integral abzustützen; und
wobei sowohl der passive Impulsgeberring (27) als auch der Flansch-Tragabschnitt (24) mit mehreren Ausschnitten (17) längs der Umfangsrichtung versehen sind, die in derselben Phase ausgerichtet sind.

2. Lager mit passivem Impulsgeber mit
einem ersten Lagerelement (5),
einem zweiten Lagerelement (4),
mehreren Wälzkörpern (8), die radial zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement (4, 5) angeordnet sind, und
einer radial zwischen dem ersten und zweiten Lagerelement (4, 5) angeordneten und an der Randfläche des ersten Lagerelements (5) befestigten Dichtung (11a) zur Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement (4, 5),
wobei die Dichtung (11a) einen Rahmen (26) und einen passiven Impulsgeberring (27) aufweist, der aus einer magnetischen Metallplatte gebildet und axial dem Rahmen (26) benachbart und radial zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement (4, 5) vorgesehen ist;
wobei der passive magnetische Impulsgeberring (27) axiale magnetische Widerstände aufweist, die in veränderlicher Weise in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie hindurchgehende magnetische Flüsse in Bezug auf äußere magnetische Kräfte verändern, um Impulse bereitzustellen, die den Drehungen des Lagers entsprechen; und
wobei der Rahmen (26) ein Stück einer Metallplatte von abgewinkelter Struktur aufweist, um so einen zylindrischen Tragabschnitt (25) zur Erzielung einer Parallelität und einer axialen Positionierung sowie einen Flansch-Tragabschnitt (24) zu bilden, der von einem axialen Endabschnitt des zylindrischen Tragabschnitts (25) abgebogen ist, um den passiven Impulsgeberring (27) an einer seiner Seitenflächen integral abzustützen, wobei der Flansch-Tragabschnitt (24) und der Impulsgeberring (27) durch ein elastisches Material (23) miteinander verbunden sind, das die vom Flansch-Tragabschnitt (24) abgewandte Fläche des Impulsgeberrings (27) überdeckt.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Impulsgeberring (27) aus einem rostfreien Stahl besteht.

4. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (26) in die zylindrische Umfangsfläche des ersten Lagerelementes (4) pressgepasst ist.

5. Lager nach Anspruch 2 oder nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (26) in einer Scheibenform ohne Öffnung hergestellt ist.

6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeberring (27) wenigstens 0,8 mm dick ist.

7. Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 6, sofern abhängig von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Impulsgeberring (27) mit mehreren Stegen und Vertiefungen versehen ist, die abwechselnd längs der Umfangsrichtung angeordnet sind.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege und Vertiefungen Stufen bilden, die höher sind als 0,8 mm.

9. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (26) mit einer Gleitfläche (27a) für eine gleitende Abdichtung versehen ist.

10. Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Impulsgeberring (27) zur gleitenden Abdichtung abgesehen von seiner am Flansch-Tragabschnitt (24) anliegenden Fläche vollständig mit einem elastischen Material (23) überdeckt ist.

11. Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 10, sofern abhängig von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (26) aus magnetischem Material besteht und Ausschnitte in derselben Phase in Umfangsstellung aufweist wie die Ausschnitte am passiven Impulsgeberring (27).

12. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnitte (17) mit einem elastischen Material (23) gefüllt sind.

13. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnitte (17) Durchgangslöcher sind.

14. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Impulsgeberring (27) mit Hilfe eines elastischen Materials (23) am Flansch-Tragabschnitt (24) befestigt ist.

15. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

• a) die Dichteinheit einen Hauptrahmen (126a) umfasst sowie einen Zusatzrahmen (112) und der magnetische Impulsgeberring axial neben dem Hauptrahmen (126a) liegt;
• b) der Hauptrahmen (126a) aus einer einstückigen Metallplatte durch einen Biegevorgang hergestellt ist, und
• c) der Zusatzrahmen (112) eine elastische Dichtlippe hat, die mit der Dichtfläche des Hauptrahmens (126a) zusammenarbeitet, um eine Dichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerelement (4) herzustellen.

16. Lager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Hauptrahmen (126a) eine elastische Dichtlippe angebracht ist.