Die Erfindung betrifft e n Wälzlager mit einer integrierten WinkeimesseiniletV: tung, einem tagerinnenhng, einem tageraußenrlng und dazwischen angeordneten Wätekorpern und einer ringförmigen IVIailverkörperung, die einem wenigstens einen Sensor aufweisenden esskopf gegenüberliegt, wobei ansehen dem Messkopf und der a&verköfpeasng ein festgelegter Abstand eingestellt ist. Hintergrund dter Eff inftiHg

Derartige Wälzlager mit Integrierter Winkelmesseinrichtung werden für spielfreie Lagerungen mit genauem Rundlaui eingesetzt Anwendyngsbeispieie sind spanend Werkzeugmaschinen rnit undtischen, Ryndachslagerungen i Ga- beifrasköpfen, di Lagerung von Schwenkt) rüekeo sowie Fräsbearbeitungskdp- fe in Drehmaschinen.

Von der Ännielderin werden Wälzlage mit integrierter vyinke messeinriehtyng des Typs INA YRT hergestellt Ein entsprechendes Wälzlager ist aus der DE ige 40 895 Ä1 bekannt. Dieses Wälzlager umfasst einen Lagerinnenring, einen LagerauS-enring und dazwischen angeordnete Walzkörper, sowie eine Dreh- zahlmesseinrichtung umlassend einen Messwertsensor und einen Messwert- geherring, der a einem der Lagernnge befestigt ist An der Äu&ehniantelilieh des Geberring is eine umlaufende ya&verkärperung angeo dnet. Obwohl sieh derartige Walzlager mit Integrierter Winkeimesseinrichtyng seit langer Zeit bewährt: haben, ist es erforderlich, dass zwischen dem wenigstens einen im Pees- köpf angebrachten Sensor und der Ma verkörperung ein definierter Abstand präzise eingestellt werden muss. Nur wenn dieser Abstand innerhalb eines be- stimmten Toleraniherelohs liegt werden fehlerfreie elektrische Winkelslgrsafe erhalten. Die Qualität dieser elektrischen sssg ale ist sowohl von <$® statischen A stand anhängig, als auch von dynamischen Aestar ssehwankongen, die auf Ri ndiaufungenausgkeiten beruhen .

Bei Wiklagern des Typs INA YRT erfolgt die Abstand sei nstetiung mit Hilfe von Abstimmte! ien, die genaue Vorgehensweis ist beispielsweise in der Publikation fVION 18 der Sehaeffler KG mit dem Titel„Äxial-Radialtager mit integriertem Wtnkel-IVfess-System, Inbetriebnahme- und Dsagneseanlettunef heschrie» ben. Zur Abstandseinstetiung werden die A sti mfo en unte eine Anscliraub- fläch gefegt, wodurch der fv essspait eingesteht werden kann. Zur Kontrolle des Äbständs werden ein PC, ein Sehnittstellenkahe zum Verbinden des Me ~ sy^ ms mit dem PC, sowi eine spezielle Software benötigt, mit dere Hilf der vfessspalt elektrisch über di Signalstärk gemessen wird. Häufig sind mehrere Korrekturdurehgänge erforderlich, bis der gewünschte statische und dynamische Abstand präzise eingestellt Ist. Derartige herkömmliche Wälzlager mit integrierter Winkelmesseinrichtung verursachen somit einen beträchtlichen Aufwand für die Komponenten wi PC, Schnittstellenkabel und Software, die für die Kalibrierung benötigt werden, ebenso wird der hoh Zeitaufwand für eine exakte Einstellung des Ahstands al nachteilig angesehen.

Von der Firma Cytec wird ein Messsystem unter der Bezeichnung CyRT/ angeboten,: dort erfolgt die Einstellung des Messspalts mittels einer Dlstaozfotie, d. h, zwischen dem Messkopf und der MaSyerkörperung wird eine Folie mit vorgegebener Stärke beigelegt. Der esskopf wird anschllel end von Hand angedrückt und festgesohraüht, danach wird die Folie wieder herausgezogen. Nachteilig Ist dabei, dass der Messs alt Im eingebauten Zustand des Lag rs zumeist nicht oder nur sehr schwer zugänglich Ist. Es kan auch vorkommen, dass die Folie nach dem Festschrauben des Ivlesskopfes Im Spalt festklemmt und nur durch erneutes Lösen der Versehraiibung wieder en^ernbar Ist, Somit ist eine genaue und ordnungsgemäße Einstellung des iviessspafts auch bei diesem System nur m großem: Aufwand möglich. Bim mögliche Fehlarursaohe beruh darauf, das die Fläche, beispielsweise eine Zfiindermari elfiäc e auf der die aSverkörperung (Winkeltellung} aufgebracht ist eine yndlauiabweich ng zum Mittelpunkt des Wälzlagers aufweisen kann, Dadurch wird ein Wtnkeimessfehler hervorgerufen , der: proportional zur Rundlaufabw iehung ist und mit zunehmender Rundlaufabweiehurtg ansteigt. Diese essfef ler erster Ordnung kann bei einer Abtastung mit einem IVtesskopf nicht festgestellt und somit nicht ausgeglichen oder kompensiert werden. Eine Kompensation dieses fvtessfehlers wär nur mit einer Zweikopfabtastung möglich, die jedoch aufgrund des zweite Messkopfes aufwendig und teuer ist.

Die herkömmlichen W telager mit integrierter Winkelmesseinrichtung weisen somit den Nachteil aut dass die erforderliche kundenseitige präzise Einstellung de Abstands zwischen ^■' esskopf und IVta verkörperung aufwendig und somit teuer ist.

Aufgabe der rfmdu ra

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe m Orunde, ein Wälzlager mit einer integrierten Wi kelrnessetn o ung an uge n, deren Rundlaufabweichung: verringer ist. l e hmibung der Erl Ϊ n ng Zur Lösung dieser Aufgabe ist hei einem Wälzlager der eingangs genannten Art erfindungsgernäß vorgesehen, dass der fvfesskopf mittels eines Adapters an einer feststehenden Komponente des Wälzlagers befestigt ist.

Dadurch,, dass die Mallverkörperung an einer fläche der drehbaren Kompo- nente des Wälzlagers angeordnet ist, Ist gewährleistet, dass keine Rundiauf- abweichung zwischen ai verkörperung und der drehbare Komponente des Wälzlagers vorhanden ist, Die Anbringung des esskopfes mittels des Adap- fers an der feststehenden Komponente des Wälzlagers ermöglicht eine hochpräzise Einstellung des Abstände im a m n der Herstellung des Wälzlagers. Die E fi dung beruht auf- de Erke t is, das® di Tatsache, dass die IVfaiSyer- körperung und das Wälzlager, insbesondere die mit der a&verkörperung yer- bundene Komponente des Wälzlagers, häufig eine Rundiaufabweiehung besitzen, bisher zu Fehlern gefübrt bat Indem di Komponente des Wälzlagers und die a&verkörperung dieselbe Rundlaufgenauigkeit wie die Komponente des Wälzlagers aufweisen, tfäll diese Fehlerquelle, Darüber hinaus weist das eifindungsgemäfee Wälzlager den Vorteil auf, dass der benötigte festgelegte Abstand zwischen dem Messkopf und der blaßverkorperüng bereits im Rahmen der Herstellung hersteil rsestig justiert werden kann. Beim Einbau des er~ findnngsgemißen Wälzlagers, beispielsweise in einen Rundtisch einer Werkzeugmaschine,: entfallt ein nachfrigliohes Einstellen des Spalts und damit: eine Kalibrierung des Messkopfes. Auf diese Weise kann der bishe edorderilche beträchtliche Arbeitsaufwand für die individuelle Justierung des Abstand« bei jedem einzelnen Wälzlager entfallen. Somit: ermöglich! die Erfindung ein beträchtliche Arbeitseinsparung, a die Winkelm sseinrichtung, umfassend den Messkopf und die Ma&verkbrperung, bereits vorab eingestellt wird, so dass auf eine individuelle Justierung oder Kalibrierung verziehtet werden kann. Dem Kunden wird somit ein einbaufertiges S stem zur Verfugung gestellt, das eine: hohe Messgeftauigkeft gewährleistet.

Bei dem erfindungsgemäSen Wälzlager kann die aföverkörperung an einer Fläche einer drehbaren Komponente des Wälzlagers, insbesondere an einer Mantelfläche, angeordnet sein.

Der Messköpf und der zugehörige Adapter sind geometrisch auf die Abmessungen der Komponenten des Wälzlagers abgestimmt und eingestellt.: Dadurch ergibt sich ein definierter Anschlag, ein genaue Anschr ubposlion und- ein definierter Messspalt, so dass keine aufwendige Einstellung des Spalts, bei»: spielsweise mitteis Abstimmscbeihen, erforderlich Ist. Der btesskop und de Adapter sind so geformt, dass durch deren Vorbindun die gewünschte Position des esskopfes sicher und benutzerfreundlich fixiert wird. Bei Bedarf kann ein fvlesskopf einfach durch einen Anwender ausgetauscht werden,- da dazu keine Kenntnisse bezüglich der Einstellung des essspal ^■ erforderlich sind. Im Rahmen der Herstellung kann es bei dem edlndungsgemä&en Wälzlager vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem Messkopf und der Ma&ver ^« körperung mittels einer Lehre eingestellt ist. Somit genügt es, eine an dem Abstand bzw.. die iaflverkörperung angepassfen Adapter vorzusehen, mittels dem der Messkopf befestigt wird. Durch das Einstellen des Aostands mittels der Lehre entfällt eine jeweils Individuelle Justierung Jedes einzelnen Wälzlagers, wie sie bislang erforderlich war.

E liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass der M sskö f in Axialrichtung oder in Radialrichtung an dem Adapter befestigt ist Insbesondere kann der Messkopf ^' mit dem Adapter verschraubt sein. Durch die mehreren Änbrinyungs- Möglichkeiten kann das erfindLfngsgemälSe Wälzlager einfach an unterschied!!- che Einbausiiuaf ionen angepasst werden.

Gemäß einer zweiten. Atisführung des ^' erflftdunfsgemiHen Wälzlagers kann es vorgesehen sein, dass die MaSverkdfperuno, an einem fest mit einer drehbaren Komponente des Wälzlagers verbundenen Anbauteir angebracht Ist, Vorzugs- weise ist das Anbauten mit der drehbaren Komponente des Wälzlagers, insbesonder einem Lagehhnenring, verschraubt Das vorzugsweise rotationss m- metrische Anhauteil weist an einer Außenfläche die fVlaEverkorpefung auf. Das Änbautell kann vom Hersteller des Wälzlagers mit seh hoher Präzision gefertigt werde j dasselbe gilt für den Adapter, mit dem der Messköpf ^: an der fest- stehenden Komponent des Wikfagers befestigt: ist. Somit kann der benötigte Abstand zwischen SVla&verkörperung und Messkopf bei der Herstellung des Wälzlagers mit der benötigten Genauigkeit erzeugt werden.

Für unterschiedliche Typen des erflndungsgemäßen Wälzlagers kann der gleh che Messkopf: verwendet werden, wodurch die Variantenvielfalt reduziert wird. Ebenso ist eine Anpassung der Position des. Messkopfes- ain kundenspezifische Anforderungen durch einen individuellen, kundenspezifischen Adapter einfach möglich. Diese Anpassung kann schneller und kostengünstiger als eine Ivlodifh kafion des Messkopfes erfolgen. Das Vorsehen d Anbautest« weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass die Position des Messkopfes optimal an den zw Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden kann, die .Anordnung des Messkopfes äst nicht von der G ö& und Form von Außenflächen oder Anschli- gen der Lagerringe abhängig.

Das erfindungsgem e Wälzlager ermöglicht eine Rundlaufgenauigkeit zwischen der ortsfesten Komponente des, Lagers und der fVlaiverkörperung In einer Größenordnung von weniger al 1/1 öö mm.

Das erfindungsgemäSe Wälzlager ermögllcnt durch die _: direkte und steife Anbringung der aEverkörperung am drehbaren Lagerring und de tv!esskopfe an dem feststehenden Lagerung eine hochgenaue Wlnkefmessung, die unempfindlich gegenüber Dehnungen, Verkippungen und Schwingungen der um- liegende mechanischen Strukturkomponenten ist.

Kurz® Beschreibung der Ze chnu g

Das erfindungsgemäE ausgebildeten W lzlagers wird nachfolgend in zwei be~ vorzugte Ausföhrungsformet unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 ein Detail eines ersten Ausfülmingsheispieis eines effindungsoe- rnäSen Wälzlagers In einer geschnittenen Ansicht; und

Figur 2 ein Detail eines z it usföhrungsbelsplels eines erfindungs- gemäßen Wälzlagers in einer geselinsttenen Ansicht,

Äu-sföhriiche Beeetwei irtf der etchrtimg

Figur 1 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Wälzlagers 1 mit einer drehbaren Komponente 2, bestehend ans einer Wefenscheiibe 3 und einen fest damit verbundenen Winkelring 4, Daneben urnfasst das Wälzlager 1 eine feststehen- de Gehäusescheibe 5, die mit einem Grundgestell einer Werkzeugmaschin (nicht gezeigt) fest verschraubt ist

Die drehbare Komponente 2, genauer gesagt der Winkelring 4, weist eine Zy~ tlnderrnantelflacbe 6. auf, auf der eine afeerkör erung 7 a fgebracrit Ist. Die Mai verkorperung ? rotiert mit der drehbaren Komponente 2 des Wälzlager 1. Zwische der drehbaren Komponente 2 und der Sehiusescheiba β sind Wälzkörper 8 _f 9. 10 angeordnet. in Figur t erkennt man, dass der mehrere Sensoren aufweisende Messköpf mittels eine Adapters 12 mit der Gehiuseschelbe 5 verschranbt ist. Oer asskopf 11 und die aßverkörperyng 7 bilden eine Wlnkelrnesseinrichfyng. Eine Schraube 13 durebseizi die Gehiuseseheibe 5 und mündet In einem Innengewinde des Adapters 1.2. Die Verbindung zwischen dam Masskopf ^' I T und dem Adapter 12 erfolgt entweder über eine axial angeordnete Schraube 14 oder alternativ über eine radial angeordnete Sebraub 16, In: Flg. 1 sind beide Alternativen dargestellten.

Der Adapte 12 wird nach genauer Positionierung der Ma verkörperung 7 fest mit der Gehausescheibe 5 des Wälzlagers 1 verschraubf. Um zu gewährleisten, dass der zwischen a IVIaföverliörperung 7 und dem M sskopf 11 gebildete Spalt 16 die festgelegte Breite besitzt, wird zur Fixierung des Adapters 12 eine Lehre verwendet.

Figur 2 ist ein zw ites Ausführungsbeispiel und zeigt ein Wälzlage 17 mit ei- mm feststehenden LageratrCienring 18 _; einem demgegenüber drehbaren La~ gehnnenrlng 19 und dazwischen angeordneten Wälzkörpern 20, die als Kugeln ausgebildet sind.

An dem drehbaren La§erinhenrinrj 18 Ist axial ein Anhauteil 21 angeordnet, das an seiner äu&eren Zylindermantelfläche eine yal verkörperung 22 trägt. Anders als In dam ersten Auefübrungs eis lel ist die ya&yerköiperung 22 nicht direkt a der drehbaren Komponente des Wälzlagers angebracht stattdessen Ist das auf die Lagerringe abgestimmte Anbatiteii 21 vorgesehen, wodurch die yaSverkörperung 22 positioniert wird. Die Befestigung des Anbauteils 21 an em drehbaren Lagerinnenring 10 erfolgt mittels einer Schr ube 23. Das Vorsehen des Anfeäuteits 21 ermöglicht «ine Flexibilität hinsichtlich der Position des a&yerkörperung 22, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Ein« bausituaffonen erfolgen kann. liegt der Mfessköpf 11 gegenöber, der die Sensoren aufweist und der in Übereinstimmung mit dem erste Ausführungsbeispiei mit dem Adapter 12 verschraubt Ist, Die Vefschraubu«g kann dabei axial oder radi- al mittels der Schrauben 14 15 erfolgen. Der Adapter 1.2 ist ml! dem Lagerall- ienring 18, de feststehenden Komponente des Wälzlagers 17, verschraubt. Das Anbautet! 21, das fest mit dem drehbaren La§erinnenring 1§ verschraubt ist und der Adapter 1 , der fest mit dem ivfesskop 11 verschrauht ist, sind so präzise hergesteilt, dass der zwischen de aSvarkörperung 22 und dem esskopf 11 gebildete Spalt 18 innerhalb eines engen Tol ranzfeereich liegt wodurch eine zuverlässige Erfassung der afiverkorperyng 22 durch die Sensoren in dem Messkopf 11 möglich ist, ohne dass jeweils eine Individuelle Justierung des Wälzlagers 1? erforderlich st, Der Lagerinnenring 19 und das Ao- bautell 21 weisen dieselbe Rundlaufungenauigket auf, so dass kein zweiter Messkopf erforderlich Ist,

Wälzlager

a Kom onente

3 We ensc efce

4 W;nkeiring

5

e Zyli ndermantelf lac e

/ aSverkörperun :

8 Wäfekörp r

9 itekörper

10 ätekörper

11

12 Adapter

13 Schraube

14 Schraube

16 Schraub«

18 Spalt

17 Wälzlager

18 tageray&enrsng

19 Lag rinnenrsng

20 Wilzkorper

21 Anbaute!!

23 Schraube