DE69916734T2

DE69916734T2 - Kugellager mit Drehzahlsensor

Info

Publication number: DE69916734T2
Application number: DE1999616734
Authority: DE
Inventors: Angelo Vignotto; Massimo Marivo
Original assignee: SKF Industrie SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: EP0992797A1; DE69916734D1; EP0992797B1; IT1304673B1; ITTO980835A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Kodierrad für ein Kugelkontaktlager und ein zugehörendes Produkt.
Für die Herstellung eines Kodierrades zum Messen der Drehzahl der beiden Ringe des Lagers und damit eines Kodierrades, dessen Qualitäten minimale axiale Abmessungen und eine maximale Genauigkeit (siehe US-Patentschrift Nr. A-5575598) sein müssen, gibt es ein allgemein bekanntes Verfahren, umfassend:
einen Schritt des Mitpressens eines Dekodiergliedes aus Plastoferrit mit einem ringförmigen metallischen Trägereinsatz und
einen Schritt des gleichzeitigen Magnetisierens des Dekodiergliedes und des ringförmigen metallischen Einsatzes, um mindestens dem Dekodierglied, das das Kodierrad ausführt, eine Magnetisierung mit wechselnden Polaritäten zu geben.
Das vorhergehend beschriebene Verfahren ist mit Nachteilen verbunden, die die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Kodierrades vergleichsweise deutlich verkürzen. Da das Dekodierglied über dem metallischen Einsatz mitgeformt wird, der das Dekodierglied und den metallischen Einsatz gleichzeitig erwärmt, erzeugt die unterschiedliche thermische Ausdehnung der Materialien der beiden ringförmigen Elemente eine thermische Belastung, und diese thermische Belastung kann die Genauigkeit des Magnetpols und des entsprechenden Signals des Kodierrades beeinflussen und kann sogar den Ausfall des Kodierrades bewirken.
Wenn das mit dem vorhergehend beschriebenen Verfahren hergestellte Kodierrad an eine entsprechende wasserdichte Schutzabschirmung gekoppelt und dann mit dem Kugelkontaktlager zusammengebaut wird, erhöht die erzeugte Montagebelastung wahrscheinlich nicht nur die vorhergehend genannte thermische Belastung, sondern kann auch die Funktion des Kodierrades selbst beeinträchtigen.
Schließlich führt das gleichzeitige Magnetisieren des Dekodiergliedes und des metallischen Einsatzes weiter zu Homogenitätsproblemen in dem Kodierrad, da sich die Magnetisierung, die durch den metallischen Einsatz erhalten wurde, nicht nur deutlich anders als die Magnetisierung verhält, die durch das Dekodierglied erhalten wurde, sondern die Leistung sogar stört.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren für ein Kodierrad für ein Kugelkontaktlager bereitzustellen, das die vorhergehend beschriebenen Probleme löst.
Die genannte, wie auch weitere Aufgaben, die im Folgenden deutlicher werden, werden gemäß dem Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 und mit einem Kodierrad nach Anspruch 3 gelöst, dessen Hauptanspruch in der US-Patentschrift Nr. A-5530344 offengelegt ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kodierrad für ein Kugelkontaktlager ausgeführt, das Kodierrad umfasst einen magnetisierten mehrpoligen Ring und einen ringförmigen metallischen Einsatz, der den mehrpoligen Ring trägt, wobei das Kodierrad dadurch gekennzeichnet ist, dass der ringförmige metallische Einsatz einen ringförmigen Aufnahmesitz umfasst und der mehrpolige Ring in den Aufnahmesitz einge setzt ist und durch Magnetisieren eines Dekodiergliedes aus Plastoferrit ausgeführt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine axiale Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Kodierrades für ein Kugelkontaktlager gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Kodierrades nach 1 mit zur Verdeutlichung entfernten und mit verkleinertem Maßstab gezeigten Teilen und
3 ist eine axiale Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Kodierrades für ein Kugelkontaktlager nach 1.
Bezugnehmend zunächst auf 1 und 2 zeigt die Bezugszahl 1 allgemeinen ein Kodierrad für ein Kugelkontaktlager 2, das teilweise gezeigt ist und einen Innenring 3 und einen Außenring 4 umfasst, die koaxial miteinander und zu einer Drehachse (nicht gezeigt) des Lagers 2 selbst angeordnet sind.
Das Kodierrad 1 umfasst einen magnetisierten mehrpoligen Ring 5, der aus Plastoferrit hergestellt ist und durch das Magnetisieren eines Dekodiergliedes erhalten wird, und eine ringförmige metallische Abschirmung 6, die den Ring 5 selbst trägt.
Die Abschirmung 6 ist auch Teil einer Dichtungsvorrichtung 7 zwischen den Ringen 3 und 4, die auch eine ringförmige Lippendichtung 8 umfasst, die in gleitendem Kontakt auf der axial inneren Seite der Abschirmung 6 selbst gehalten wird und einstückig an dem Ring 4 des Lagers 2 ausgeführt ist.
Die Dichtungsvorrichtung 7 ist geeignet, das Eindringen externer Verunreinigungen in die Innenteile des Lagers 2 zu verhindern und das Schmieröl in dem Lager 2 selbst zu halten.
Die Abschirmung 6 hat einen im Wesentlichen t-förmig ausgebildeten axialen Querschnitt und umfasst ein zylindrisches Element 9, das auf den Ring 3 geschrumpft ist, ein weiteres zylindrisches Element 10, das teilweise das Element 9 selbst überlappt, und einen abgeschrägten Verbindungsabschnitt 11 zwischen den Elementen 9 und 10, die zur Außenseite des Lagers 2 weisend sind. Die Abschirmung 6 umfasst auch einen radialen Abschnitt 12, der sich quer von dem Element 9 entsprechend einem mittleren Abschnitt des Elementes 9 selbst erstreckt, und ist einstückig mit einem Ende 13 des Elementes 10 gegenüber einem Ende 14 des Elementes 10 selbst ausgeführt, das mit dem abgeschrägten Verbindungsabschnitt 11 verbunden ist.
Schließlich umfasst die Abschirmung 6 einen Aufnahmesitz 15 für den mehrpoligen Ring 5 und eine Eingabekante 16, die sich um den Sitz 15 selbst erstreckt und einstückig mit dem radialen Abschnitt 12 ausgeführt ist. Der Sitz 15 hat einen im Wesentlichen c-förmig ausgeführten axialen Querschnitt und wird durch das Element 10, den radialen Abschnitt 12 und die Kante 16 begrenzt, die jeweils eine innere zylindrische Wand, eine seitliche radiale Wand und eine externe zylindrische Wand des Sitzes 15 selbst begrenzen. Abgesehen davon, dass sie eine ringförmige Eingabeöffnung 17 für den Ring 5 in dem Sitz 15, der zur Außenseite des Lagers 2 weisend ist, beschreibt, kann die Kante 16 auch ein im Wesentlichen elastischer durchgehender Rand sein, oder, wie in 2 gezeigt, eine Reihe Stege 18 enthalten, die entweder elastisch oder auf eine andere Weise zusammenfaltbar sind, um mit dem mehrpoligen Ring 5 in Kontakt zu kommen, um den Ring 5 selbst in dem Sitz 15 zu blockieren, wodurch er drehbar mit der Abschirmung 5 festgesetzt ist.
Wie vorhergehend beschrieben, wird der Ring 5 durch Magnetisieren eines Dekodiergliedes auf eine Weise erhalten, dass wechselnde Polaritäten in einer umfänglichen Richtung vorgegeben werden, und er ist Teil einer Messvorrichtung zum Messen der relativen Drehzahlen zwischen den Ringen 3 und 4 des Lagers 2. Der Ring 5 wird nach dem Magnetisieren in dem Sitz 15 angeordnet und ist zu einem Sensor (erwähnt, aber nicht gezeigt) weisend, der außerhalb des Lagers 2 angeordnet ist, und ist drehbar mit dem feststehenden Teil des Lagers 2 selbst festgesetzt und empfindlich gegenüber alle Veränderungen im Magnetfeld aufgrund der Drehung des Ringes 5 selbst.
Der Ring 5 ist mit zwei stumpfen umfänglichen Kanten 19 bereitgestellt und weist einen Außendurchmesser auf, der deutlich größer ist als ein Innendurchmesser der Kante 16, das heißt der Öffnung 17. Wenn die Kante 16 ein durchgehender elastischer Rand ist, oder wenn die Stege 18 elastische Stege sind, wird der Ring 5 gegen eine elastische Kraft der Kante 15 oder der Stege 18 in den Sitz 15 gedrückt. Wenn die Stege 18 aber zusammenfaltbar sind, um mit einer oder den beiden Kanten 19 des Ringes 5 in Kontakt zu kommen, wird letzterer einfach in den Sitz 15 eingesetzt, um danach durch das Zusammenfalten der Stege 18 selbst blockiert zu sein.
Wie bereits beschrieben, beginnt das Herstellungsverfahren des Kodierrades mit dem Magnetisieren des vorhergehend genannten Dekodiergliedes auf eine Weise, dass das Dekodierglied selbst in den magnetisierten mehrpoligen Ring 5 umgewandelt wird. Das Verfahren setzt sich mit dem Zusammenbau des Ringes 5 an der Abschirmung 6 fort, was durch Hineindrücken des Ringes 5 in den Sitz 15 der Abschirmung 6 selbst gegen die elastische Kraft der Kante 16 erfolgt. Nach dem Anordnen des Ringes 5 in dem Sitz 15 wird er im Wesentlichen radial durch das Element 10 und die elastische Kraft der Kante 16 auf eine der Kanten 19 so zusammengedrückt, dass der Ring 5 und die Abschirmung 6 für die Drehung zwischen sich selbst/gegenüber einander festgesetzt sind.
Wenn die Kante 16 mit Stegen 18 bereitgestellt ist, falten sich die Stege 18 zusammen, wenn der Ring 5 in den Sitz 15 eingesetzt wird, ohne einen elastischen Widerstand der Kante 16 selbst überwinden zu müssen, um mit einer der beiden Kanten 19 des Ringes 5 selbst in Kontakt zu kommen, wodurch der Ring 5 winklig einstückig mit der Abschirmung 6 verbunden ist.
An dieser Stelle wird die Abschirmung 6 auf den Innenring 3 des Lagers 2 geschrumpft, wobei mit einem Schlagelement auf den Außenteil des abgeschrägten Verbindungsabschnitts 11 eingewirkt wird, und auf diese Weise mit dem radialen Abschnitt 12 in gleitendem Kontakt mit der ringförmigen Lippendichtung 8 angeordnet.
3 zeigt ein Kodierrad 50, das dem Kodierrad 1 sehr ähnlich ist, von dem sich das Kodierrad 50 dadurch unterscheidet, dass der abgeschrägte Verbindungsabschnitt 11 gegenüber dem radialen Abschnitt 12 auf dem gegenüberliegenden Teil des Sitzes 15 angeordnet ist und keine Innenwand des Sitzes 15 selbst begrenzt, wie es bei dem Kodierrad 1 der Fall ist. In diesem Fall ist die vorhergehend genannte Innenwand des Sitzes 15 direkt durch das Element 9 begrenzt, und der mehrpolige Ring 5 ist dadurch radial durch die Kante 16 und das Element 9 selbst blockiert.
Der Zusammenbau des Ringes 5 an der Abschirmung 6 in dem Kodierrad 1 erfolgt auf dieselbe vorhergehend für das Kodierrad 1 beschriebene Weise. Auf der anderen Seite erfolgt der Zusammenbau des Kodierrades 50 mit dem Lager 2 mit Hilfe eines Schlagelementes auf eine Außenkante 51 des Elementes 9, das dem gegenüberliegt, das einstückig mit dem abgeschrägten Verbindungsabschnitt 11 ausgeführt ist.
Alternativ oder auch zusätzlich zu den vorhergehend beschriebenen Verfahren, ist es, um den Ring 5 winklig einstückig mit der Abschirmung 6 zu verbinden, auch möglich, Klebermaterial auf eine Kontaktfläche 52 der Abschirmung 6 mit dem Ring 5 selbst zu verteilen. Die Oberfläche 52 kann durch eine Grundfläche des Sitzes 15 oder durch eine seitliche Oberfläche des Ringes 5 begrenzt sein.
Schließlich ist es als eine weitere Alternative oder auch zusätzlich zu den vorhergehend beschriebenen Verfahren, um den Ring 5 winklig einstückig mit der Abschirmung 6 festzusetzen, möglich, die Tatsache zu nutzen, dass der radiale Abschnitt 12, der aus einem Material beschaffen ist, das empfindlich auf Magnetisierung reagiert, einen bevorzugten Weg zum Schließen des Magnetfeldes beschreibt, das von dem Ring 5 erzeugt wird, so dass eine Anziehungskraft zwischen dem Ring 5 und dem radialen Abschnitt 12 beschrieben wird, die geeignet ist, den Ring 5 winklig einstückig an die Abschirmung 6 zu koppeln.
Schließlich werden der Ring 5 und die Abschirmung 6 weiter durch die unvermeidliche thermische Ausdehnung miteinander verbunden, der der Ring 5 während der Arbeit des Lagers 2 ausgesetzt ist.

Claims

Herstellungsverfahren für ein Kodierrad (5) (50) für ein Kugelkontaktlager (2), wobei das Kodierrad (5) (50) einen magnetisierten mehrpoligen Ring (5) und eine ringförmige metallische Abschirmung (6) mit einem Aufnahmesitz (15) umfasst, der geeignet ist, den mehrpoligen Ring (5) zu tragen, wobei die metallische Abschirmung (6) mindestens eine Eingabekante (16) aufweist, die sich um den Sitz (15) erstreckt und eine äußere zylindrische Wand des Sitzes (15) selbst beschreibt; wobei das Herstellungsverfahren einen Schritt des Magnetisierens eines Dekodiergliedes umfasst, das aus Plastoferrit hergestellt ist, um den magnetisierten mehrpoligen Ring (5) zu erhalten, und einen Schritt der mechanischen Kopplung des mehrpoligen Ringes (5) mit der metallischen Abschirmung (6) umfasst; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt der mechanischen Kopplung weiter einen Schritt des Hineindrückens des mehrpoligen Ringes (5) in den Sitz (15) gegen eine deutliche elastische Kraft der Eingabekante (16) umfasst, so dass der mehrpolige Ring (5) einstückig mit der metallischen Abschirmung (6) drehbar ist, wobei die Eingabekante (16) mit einem Innendurchmesser bereitgestellt ist, der deutlich kleiner ist als der Außendurchmesser des mehrpoligen Ringes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrpolige Ring (5) mit zwei umfänglichen gegenüberliegenden stumpfen Kanten (19) bereitgestellt ist.
Kodierrad (5) (50) für ein Kugelkontaktlager (2), das Kodierrad (5) (50) umfasst einen magnetisierten mehrpoligen Ring (5), was durch Magnetisieren eines Deko diergliedes aus Plastoferrit ausgeführt wird, und eine ringförmige metallische Abschirmung (6) mit einem Aufnahmesitz (15), der geeignet ist, den mehrpoligen Ring (5) zu tragen, wobei die metallische Abschirmung (6) mindestens eine Eingabekante (16) hat, die sich um den Sitz (15) erstreckt und eine äußere zylindrische Wand des Sitzes (15) selbst beschreibt; wobei das Kodierrad (5) (50) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Eingabekante (15) mit einem Innendurchmesser bereitgestellt ist, der deutlich kleiner ist als ein Außendurchmesser des mehrpoligen Ringes (5), um eine deutliche elastische Kraft auszuüben, wenn der mehrpolige Ring (5) während der Herstellung in den Sitz (15) eingesetzt wird, so dass der mehrpolige Ring (5) einstückig mit der metallischen Abschirmung (6) drehbar ist.
Kodierrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabekante (16) mehrere zusammenfaltbare Stege (18) umfasst, die geeignet sind, mit dem mehrpoligen Ring (5) in Kontakt zu kommen.
Kodierrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrpolige Ring (5) mit zwei umfänglichen gegenüberliegenden stumpfen Kanten (19) bereitgestellt ist.
Kodierrad nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige metallische Abschirmung (6) einen ersten zylindrischen Abschnitt (9) und einen radialen Abschnitt (12) umfasst, der sich quer von dem ersten Abschnitt (9) erstreckt, um den Aufnahmesitz (15) zusammen mit der Eingabekante (16) zu beschreiben.
Kodierrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige metallische Abschirmung (6) einen zweiten zylindrischen Abschnitt (10) umfasst, der den ersten zylindrischen Abschnitt (9) überlappt und zwischen den ersten zylindrischen Abschnitt (9) und den radialen Abschnitt (12) gesetzt wird.
Kodierrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige metallische Abschirmung (6) einen abgeschrägten Verbindungsabschnitt (11) zwischen dem ersten und dem zweiten zylindrischen Abschnitt (9, 10) umfasst.
Kodierrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschrägte Verbindungsabschnitt (11) an derselben Seite des Aufnahmesitzes (15) gegenüber dem radialen Abschnitt (12) angeordnet ist.
Kodierrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschrägte Verbindungsabschnitt (11) gegenüber dem Aufnahmesitz (15) gegenüber dem radialen Abschnitt (12) angeordnet ist, wobei der zylindrische Abschnitt (9) eine innere ringförmige Wand des Aufnahmesitzes (15) beschreibt.
Kodierrad nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmesitz (15) eine radiale Wand (12) umfasst, die einen bevorzugten Weg zum Schließen des Magnetfeldes beschreibt, das von dem mehrpoligen Ring (5) erzeugt wird, und im Einsatz geeignet ist, eine Anziehungskraft zwischen der Abschirmung (6) und dem mehrpoligen Ring (5) erzeugen, so dass sich der mehrpolige Ring (5) einstückig mit der metallischen Abschirmung (6) dreht.