Wälzlager mit Drehzahlerfassungseinrichtung Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, insbesondere Radlager mit einem Außenring, einem Innenring und zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern, einem den Außenring aufnehmenden Trägerteil, einem an dem Außenring befestigten, das Wälzlager an einer Seite dicht abschließenden Deckel sowie einer Drehzahlerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Drehzahldiffe- renz zwischen Innenring und Außenring mit einem auf dem Innenring befestigten Encoderring und einem axial benachbart zu dem Encoderring außerhalb des Deckels angeordneten Drehzahlsensor.

Hintergrund der Erfindung

Wälzlager, insbesondere Radlager weisen einreihig oder zweireihig angeordnete Wälzlagerreihen mit Wälzkörpern auf, die zwischen einem Außenring und einem Innenring abwälzen. Um die Wälzkörper zwischen Außenring und Innenring einbringen zu können, kann der Innenring geteilt sein. Hierbei ist der Außenring fest an einem Trägerteil, beispielsweise einem Radträger aufgenommen, während der Innenring verdrehbar ausgebildet ist, beispielsweise eine Radnabe bildet oder in dieser aufgenommen ist. Zur Erfassung einer Drehzahldifferenz zwischen Außenring und Innenring, beispielsweise um Drehkennwerte des Rads, beispielsweise die Raddrehzahl und deren Gradienten eines Antiblockiersystems zu erfassen, ist an dem Innenring drehfest ein Encoderring angeordnet, dessen winkelabhängige Erregerimpulse bei einer Verdrehung des Innenrings von einem fest angeordneten Drehzahlsensor erfasst werden. Weiterhin kann zur Abdichtung des Wälzlagers ein Deckel vorgesehen sein, der am Außenring aufgenommen ist und den freien Bereich des Wälzlagers abdeckt. Dabei muss der Drehzahlsensor so positioniert werden, dass er die Erregerflächen des Encoderrings mit sei- nem sensitiven Bereich außerhalb des Deckels erfassen kann. Aus der DE 10 201 1 014 545 A1 ist ein Wälzlager bekannt, bei dem der Drehzahlsensor zwischen Außenring und Innenring angeordnet ist. Ein Deckel ist nicht vorgesehen. Die DE 10 201 1 004 422 A1 zeigt ein Wälzlager mit einem an dem Außenring angeordneten Deckel.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterentwicklung derartiger Wälzlager mit einem in das Wälzlager integrierten Drehzahlsensor, insbesondere zur Erzielung einer einfachen Herstellung und einer axialen Sicherung des De- ckels.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.

Das vorgeschlagene Wälzlager ist bevorzugt als Radlager ausgebildet und enthält einen Außenring, einen einteiligen oder zweiteiligen Innenring und zwischen diesen auf einer oder zwei Wälzreihen abwälzenden Wälzkörper. Der Außenring ist an einem Trägerteil, beispielsweise einem Radträger ei- nes Kraftfahrzeugs aufgenommen. An dem Außenring ist ein das Wälzlager an einer Seite dicht abschließender Deckel vorgesehen, der einen Eintrag von Schmutz und Wasser und das Austreten von Schmiermittel des Wälzlagers verhindert. Eine Drehzahlerfassungseinrichtung erfasst Drehkennwerte, beispielsweise eine Drehzahldifferenz, Drehwinkel, Drehgeschwindigkeit und/oder Drehbeschleunigungen zwischen Innenring und Außenring. Hierzu ist an dem Innenring ein Encoderring aufgenommen, beispielsweise aufge- presst. An dem Encoderring sind Erregerelemente, beispielsweise magneti- sehe Elemente angeordnet, die bei einer Verdrehung des Innenrings an einem axial benachbart zu dem Encoderring außerhalb des Deckels angeordneten Drehzahlsensor inkrementelle Signale erzeugen, aus denen die Drehkennwerte des Innenrings und damit eines an einer dem Innenring zugeord- neten Nabe befestigten Rads ermittelt werden können. Der Deckel weist eine in Richtung der Wälzkörper axial ausgebildete Einformung auf, in die der Drehzahlsensor eingebracht ist, wobei dieser zwischen Außenring und Trägerteil axial gesichert ist. Durch die axiale Sicherung des Drehzahlsensors wird zugleich der Deckel axial gesichert, so dass dieser selbst bei Ü- berdruck axial in seiner Position fixiert bleibt. Der Drehzahlsensor und der Deckel können dabei gemeinsam kostengünstig und einfach in dem Wälzlager aufgenommen werden, ohne zusätzliche Befestigungsteile vorzusehen. Desweiteren bleibt eine eingestellte Position des Drehzahlsensors zum Encoderring erhalten, selbst wenn das Radlager toleranzbedingt, durch ent- sprechende Einstellvorgänge, durch im Fahrbetrieb auftretende Verlagerungen und dergleichen gegenüber dem Trägerteil verlagert wird.

Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, wenn Einformung und Drehzahlsensor eine zueinander komplementäre Ringform aufweisen. Hierbei kann ein ringförmig ausgebildetes Gehäuse des Drehzahlsensors eine oder meh- rere über den Umfang verteilte sensitive, dem Encoderring zugewandte Sensorflächen aufweisen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Trägerteil eine Öffnung, beispielsweise eine Bohrung auf, in deren Innenumfang ein axialer Ansatz des Außenrings zentriert aufgenommen, beispielsweise eingepresst ist. Die Öffnung ist dabei stufenförmig unter Ausbildung eines sich an den axialen Ansatz anschließenden, radial nach innen erweiterten Absatzes ausgebildet, wobei ein radial erweiterter Abschnitt des Drehzahlsensors zwischen dem axialen Ansatz des Außenrings und dem Absatz des Trägerteils angeordnet ist. Bei einer ringförmigen Ausbildung des Gehäuses des Dreh- zahlsensors kann der radial erweiterte Abschnitt beispielsweise ein Ringbord sein. Alternativ können eine oder mehrere über den Umfang verteilte radial erweiterte Laschen, Rasthaken und dergleichen vorgesehen sein. Beispielsweise kann der radial erweiterte Abschnitt elastisch ausgebildet und mittels des Absatzes axial gegen den Deckel vorgespannt sein.

Weiterhin kann ein radial erweiterter Deckelabschnitt axial benachbart zum Abschnitt radial erweitert sein, so dass Deckelabschnitt und Abschnitt ge- meinsam zwischen dem axialen Ansatz des Außenrings und dem Absatz des Trägerteils axial verspannt sind. Hierdurch kann eine axiale Belastung des Gehäuses des Drehzahlsensors vermindert werden.

Weiterhin kann der Deckel an einem Anschlag des Außenrings axial angelegt und der Drehzahlsensor mittels des Trägerteils gegen den Deckel axial vorgespannt sein. Hierbei kann sich der Deckel radial außerhalb der Einfor- mung an einer Stirnseite des Außenrings abstützen, wobei die axiale Anlage an dem Anschlag des Außenrings an einem am Innenumfang des axialen Ansatzes des Außenrings vorgesehen sein kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Drehzahlsensor mittels einer Ausgleichsscheibe, einer Distanzscheibe, eines Seegerings und/oder dergleichen an dem nach radial innen erweiterten Absatz des Trägerteils axial abgestützt sein. Hierbei kann vor dem Fügen des Wälzlagers an dem Trägerteil beispielsweise eine Ausgleichsscheibe an den radial nach innen erweiterten Absatz eingelegt werden, um einen radialen und/oder a- xialen Ausgleich zwischen dem Drehzahlsensor und dem Absatz herzustellen. In einer anderen Montagereihenfolge kann nach dem Fügen des Wälzlagers an dem Trägerteil der Drehzahlsensor mittels eines Seegerings an dem Absatz axial gesichert werden

Insbesondere wenn das Trägerteil nachträglich an einer Baugruppe des Wälzlagers mit dem Drehzahlsensor gefügt wird, kann der Drehzahlsensor vor einem Fügen des Trägerteils verliersicher an dem Außenring aufgenommen sein. Hierzu kann der Drehzahlsensor an einem axialen Ansatz des Außenrings mittels einer Rastverbindung verliersicher aufgenommen sein. Kurze Beschreibung der Figuren

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 ein Wälzlager mit einem an einem Trägerteil mittels einer elastischen Lippe gesicherten Drehzahlsensor im Teilschnitt, Figur 2 ein Wälzlager mit einem an dem Trägerteil axial gesicherten

Deckel und einem axial gesicherten Drehzahlsensor im Teilschnitt,

Figur 3 ein dem Wälzlager der Figur 1 ähnliches Wälzlager mit einem axial an dem Trägerteil eingerasteten Drehzahlsensor im Teilschnitt,

Figur 4 ein Wälzlager mit einem axial an dem Trägerteil gesicherten und verliersicher an dem Außenring aufgenommenen Drehzahlsensor im Teilschnitt,

Figur 5 ein Wälzlager mit axial zwischen dem Außenring und dem

Trägerteil verspannten Deckel und Drehmomentsensor im Teilschnitt

und

Figur 6 ein Wälzlager mit einem axial mittels eines Seegerings gegen das Trägerteil gesicherten Drehzahlsensor im Teilschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die Figur 1 zeigt einen Teilschnitt des um die Drehachse d angeordneten als Radlager ausgebildeten Wälzlagers 1 mit dem Außenring 2 und dem Innenring 3 und den zwischen diesen abwälzenden Wälzkörpern 4. Das Wälzlager 1 ist in nicht einsehbarer Weise als zweireihiges Lager ausgebildet, wobei Wälzkörper einer ersten nicht dargestellten, axial benachbart zu der von den Wälzkörpern 4 gebildeten Wälzkörperreihe angeordnete Wälzkörperreihe direkt auf dem Innenring 3, der zugleich eine Nabe für ein aufzunehmendes Rad bildet, abwälzen und während der Fertigung des Wälzlagers 1 zwischen Außenring 2 und Innenring 3 gefügt werden. Die Wälzkörper 4 werden anschließend mit dem Lagerring 5 gefügt, der anschließend mittels des Ringbords 6 einrolliert wird.

Auf dem dem Innenring 3 zugeordneten, fest mit diesem verbundenen Lagerring 5 ist der Encoderring 7 mittels des Innenumfangs 8 aufgenommen. Der radial erweiterte Schenkel 9 enthält die beispielsweise aus magnetischem Material gebildeten Erregerflächen 10. Mit Spiel zu dem Encoderring 7 ist an dem axialen Anschlag 1 1 des Außenrings 2 der Deckel 12 angelegt. Der Deckel 12 dichtet die dem Trägerteil 13 zugewandte Seite des Wälzla- gers 1 nach außen und von innen her ab.

Der Deckel 12 weist die in Richtung der Wälzkörper 4 die Einformung 14 auf, die hier ringförmig ausgebildet ist und den ringförmig ausgebildeten Drehzahlsensor 15 bis auf den radial erweiterten Abschnitt 16 im Wesentlichen vollständig aufnimmt. Der Drehzahlsensor 15 weist zumindest eine, den Erregerflächen 10 des Encoderrings 7 zugewandte Sensorfläche 17 auf. Der Außenring 2 weist den axialen Ansatz 18 auf, der an dem Innenumfang 19 des Trägerteils 13, beispielsweise einem mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbundenen Radträger, zentriert aufgenommen, beispielsweise verpresst ist. Hierbei wird der Außenring 2 an den Axialanschlag 20 ange- legt, so dass zwischen dem axialen Ansatz 18 und dem stufenförmig nach radial innen erweiterten Absatz 21 eine Nut 22 entsteht in die der Abschnitt 16 des Drehzahlsensors 15 radial eingreift. Der Abschnitt 16 ist als elastische Lippe 23 ausgebildet, so dass der Drehzahlsensor 15 und damit der Deckel 12 gegen den Anschlag axial vorgespannt werden. Hierbei erfolgt die axiale Vorspannung des Deckels 12 und des Drehzahlsensors 15 während des Fügens des Außenrings 2 in das Trägerteil 13.

Die Figur 2 zeigt ein dem Wälzlager 1 der Figur 1 ähnliches Wälzlager 1 a im Teilschnitt. Der Lagerring 5a des Innenrings 3a ist hierbei nach radial außen erweitert, so dass der Encoderring 7a an dessen Außenumfang an dem La- gerring 5a aufgenommen ist. Weiterhin weist der Deckel 12a den radial gegenüber der Einformung 14a erweiterten Ringbord 24a auf der mit dem radial erweiterten Abschnitt 16a des Drehzahlsensors 15a in die Nut 22a zwischen axialem Ansatz 18a des Außenrings 2a und dem Absatz 21 a des Trägerteils 13a radial erweitert ist und gemeinsam mit diesem zwischen dem axialen Ansatz 18a und dem Absatz 21 a verspannt ist.

In Abänderung zu dem Wälzlager 1 der Figur 1 zeigt die Figur 3 das Wälzlager 1 b im Teilschnitt mit einem veränderten radial erweiterten Abschnitt 16b des Drehzahlsensors 15b. Der Abschnitt 16b ist hierbei axial an dem durch den Absatz 21 b des Trägerteils 13b verminderten Innenumfang 25b axial geführt. Der Absatz 21 b des Trägerteils 13b spannt dabei den radial erweiterten Abschnitt 16b und damit den Drehzahlsensor 15b und den an dem axialen Ansatz 18b des Außenrings 2b zentrierten Deckel 12b gegen den Anschlag 1 1 b des Außenrings vor. Während des Fügens des Außenrings 2b an das Trägerteil 13b dient die Einfuhrschräge 26b am radial erweiterten Abschnitt 16b der erleichterten Einfuhr des radial gegen den Innenumfang 25b vorgespannten Abschnitts 16b.

Figur 4 zeigt eine weitere Variante der Wälzlager 1 , 1 b der Figuren 1 und 3 in Form des Wälzlagers 1 c, bei dem der Drehzahlsensor 15c mit dem Außenring 2c verliersicher verbunden ist, so dass dieser bereits vor dem Fügen des Außenrings 2c mit dem Trägerteil 13c formschlüssig verbunden ist. Hierzu ist zwischen dem axialen Ansatz 18c des Außenrings 2c und dem radial erweiterten Abschnitt 16c des Drehzahlsensors 15c die Rastverbindung 27c vorgesehen. Hierzu übergreift der Abschnitt 16c den Deckel 12c radial. Die axiale Fixierung des Deckels 12c und des Drehzahlsensors 15c an dem Anschlag 1 1 c erfolgt mittels der zwischen dem Abschnitt 16c und dem Absatz 21 c des Trägerteils 13c angeordneten Distanzscheibe 28c, die axial elastisch ausgebildet sein kann.

Figur 5 zeigt eine Variante des Wälzlagers 1 a der Figur 2 in Form des Wälzlagers 1 d mit dem mittels des Ringbords 24d in die Nut 22d zwischen axialem Ansatz 18d und Absatz 21 d des Trägerteils 13d erweiterten Deckel 12d. Hierbei stützt sich der Ringbord 24d axial an dem Ansatz 18d ab, während sich mit Axialspiel der radial erweiterte Abschnitt 16d des Drehzahlsensors 15d an dem Absatz 21 d des Trägerteils 13d abstützt. Hierdurch kann durch Wegfall eines separat für den Ringbord 24d an dem Außenring 2d vorgesehener Axialanschlag ein einfacherer Aufbau erzielt werden. Der radial erweiterte Abschnitt 16d ist bevorzugt elastisch ausgebildet. Über die axiale Vor- Spannung des Abschnitts 16d mittels des Trägerteils 13d wird der Deckel 12d von dem Drehzahlsensor 15d gegen den axialen Ansatz 18d und damit gegen den Außenring 2d vorgespannt. Figur 6 zeigt das dem Wälzlager 1 d der Figur 5 ähnliche Wälzlager 1 e im Teilschnitt. Im Unterschied zu diesem ist der Drehzahlsensor 15e mit einer vereinfachten und damit günstiger herzustellenden, ringförmigen Gehäuseform versehen. Als axial erweiterter Abschnitt 16e dient die Ausgleichs- Scheibe 29e, die sich axial an dem Absatz 21 e des Trägerteils 13e abstützt und den Drehzahlsensor 15e und damit den Deckel 12e an seinem Ringbord 24e gegen den axialen Ansatz 18e des Außenrings 2e vorspannt. Je nach Montagereihenfolge kann die Ausgleichsscheibe 29e vor dem Fügen des Außenrings 2e mit dem Drehzahlsensor 15e in den Absatz 21 e eingelegt werden oder nach dem Fügen des Außenrings 2e in Form eines Seegerings von hinten in den Absatz 21 e eingebracht werden. Die Ausgleichsscheibe 29e gleicht die unterschiedlichen radialen Durchmesser von Absatz 21 e und Drehzahlsensor 15e und gegebenenfalls einen axialen Abstand aus.

Bezugszeichenliste

1 Wälzlager

1 a Wälzlager

1 b Wälzlager

1 c Wälzlager

1 d Wälzlager

1 e Wälzlager

2 Außenring

2a Außenring

2b Außenring

2c Außenring

2d Außenring

2e Außenring

3 Innenring

3a Innenring

4 Wälzkörper

5 Lagerring

5a Lagerring

6 Ringbord

7 Encoderring

7a Encoderring

8 Innenumfang

9 Schenkel

10 Erregerfläche

1 1 Anschlag

1 1 b Anschlag

1 1 c Anschlag

12 Deckel

12a Deckel

12b Deckel

12c Deckel

12d Deckel

12e Deckel

13 Trägerteil

13a Trägerteil

13b Trägerteil

13c Trägerteil

13d Trägerteil

13e Trägerteil

14 Einformung

14a Einformung

15 Drehzahlsensor

15a Drehzahlsensor

15b Drehzahlsensor

15c Drehzahlsensor 15d Drehzahlsensor

15e Drehzahlsensor

16 Abschnitt

16a Abschnitt

16b Abschnitt

16c Abschnitt

16d Abschnitt

16e Abschnitt

17 Sensorfläche

18 Ansatz

18a Ansatz

18b Ansatz

18c Ansatz

18d Ansatz

18e Ansatz

19 Innenumfang

20 Axialanschlag

21 Absatz

21 a Absatz

21 b Absatz

21 c Absatz

21 d Absatz

21 e Absatz

22 Nut

22a Nut

22d Nut

23 Lippe

24 Ringbord

24a Ringbord

24d Ringbord

24e Ringbord

25b Innenumfang

26b Einfuhrschräge

27c Rastverbindung

28c Distanzscheibe

29e Ausgleichsscheibe d Drehachse