[go: up one dir, main page]

DE102005055995B4 - Method for adjusting the preload in a bearing arrangement - Google Patents

Method for adjusting the preload in a bearing arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102005055995B4
DE102005055995B4 DE200510055995 DE102005055995A DE102005055995B4 DE 102005055995 B4 DE102005055995 B4 DE 102005055995B4 DE 200510055995 DE200510055995 DE 200510055995 DE 102005055995 A DE102005055995 A DE 102005055995A DE 102005055995 B4 DE102005055995 B4 DE 102005055995B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
shaft part
preload
magnetic
magnetic coding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200510055995
Other languages
German (de)
Other versions
DE102005055995A1 (en
Inventor
Padelis Katsaros
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Priority to DE200510055995 priority Critical patent/DE102005055995B4/en
Publication of DE102005055995A1 publication Critical patent/DE102005055995A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102005055995B4 publication Critical patent/DE102005055995B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F16C19/548Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/522Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06Ball or roller bearings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009Force sensors associated with a bearing
    • G01L5/0023Force sensors associated with a bearing by using magnetic sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2229/00Setting preload
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/38Constructional details
    • F16H48/42Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon
    • F16H2048/423Constructional details characterised by features of the input shafts, e.g. mounting of drive gears thereon characterised by bearing arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Verfahren zur Einstellung der Vorspannung in zwei in axialem Abstand zueinander auf einem Wellenteil (2) angeordneten Wälzlagern (4, 5) einer Lageranordnung (1), die zur radialen und axialen Lagerung des Wellenteils (2) relativ zu einem Gehäuse (3) ausgebildet ist,
gekennzeichnet durch
die folgenden Verfahrensschritte:
a) Aufbringen einer magnetischen Kodierung (10) auf zumindest einen Abschnitt (6) mindestens eines Lagerringes (7, 8) des Wälzlagers (4, 5) und/oder auf mindestens einen Abschnitt (9) des Wellenteils (2);
b) Messen des im Lagerring (7, 8) des Wälzlagers (4, 5) und/oder in dem Wellenteil (2) herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung (10) und damit einer der wirkenden Axialkraft korrespondierenden Größe mittels eines Sensors (11, 11a, 11b), der nahe der magnetischen Kodierung (10) angeordnet ist;
c) Verändern der Vorspannung in den Wälzlagern (4, 5), bis ein gewünschter Betrag des herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung (10) bzw. der korrespondierenden Axialkraft mittels des Sensors...
Method for adjusting the preload in two roller bearings (4, 5) of a bearing arrangement (1) arranged at an axial distance from one another on a shaft part (2), which is designed for the radial and axial mounting of the shaft part (2) relative to a housing (3) .
marked by
the following process steps:
a) applying a magnetic coding (10) on at least one portion (6) of at least one bearing ring (7, 8) of the rolling bearing (4, 5) and / or on at least a portion (9) of the shaft part (2);
b) measuring the in the bearing ring (7, 8) of the rolling bearing (4, 5) and / or in the shaft part (2) prevailing magnetic field of the magnetic coding (10) and thus one of the acting axial force corresponding size by means of a sensor (11, 11a, 11b) disposed near the magnetic coding (10);
c) changing the bias in the rolling bearings (4, 5) until a desired amount of the prevailing magnetic field of the magnetic coding (10) or the corresponding axial force by means of the sensor ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Vorspannung in zwei in axialem Abstand zueinander auf einem Wellenteil angeordneten Wälzlagern einer Lageranordnung, die zur radialen und axialen Lagerung des Wellenteils relativ zu einem Gehäuse ausgebildet ist.The The invention relates to a method for adjusting the preload arranged in two at an axial distance from each other on a shaft part roller bearings a bearing assembly for the radial and axial mounting of Shaft part relative to a housing is trained.

Bei vielen Lageranwendungen, siehe z. B. die EP 1 091 162 A1 oder die EP 1 312 835 A2 , werden gegeneinander angestellte Wälzlager eingesetzt, die im Betrieb eine definierte Vorspannung aufweisen müssen. Beispielsweise werden Wellen in Hinterachsgetrieben von Kraftfahrzeugen, die ein Kegelritzel tragen, häufig mittels zweier Kegelrollenlager gelagert, wobei die beiden Kegelrollenlager axial so verspannt werden, dass in ihnen eine definierte Vorspannung aufrechterhalten bleibt, wodurch die Welle relativ zu einem Gehäuse sowohl radial als auch axial gelagert wird.For many bearing applications, see e.g. B. the EP 1 091 162 A1 or the EP 1 312 835 A2 , Employed against each other bearings are used, which must have a defined bias in operation. For example, shafts in Hinterachsgetrieben of motor vehicles that carry a bevel pinion, often supported by two tapered roller bearings, wherein the two tapered roller bearings are axially braced so that in them a defined bias is maintained, whereby the shaft mounted relative to a housing both radially and axially becomes.

Die Erfassung der tatsächlichen Vorspannung der Lagerung ist ein wichtiges Element bei dem Versuch, eine gute Vorhersage bezüglich möglicher Scha densereignisse im Lager und insbesondere eines Lagerausfalls treffen zu können.The Capture the actual Preloading the storage is an important element in trying a good prediction regarding possible damage events to be able to meet in the warehouse and in particular a bearing failure.

Bekannt ist es dabei, an geeigneten Teilen bzw. an geeigneten Stellen der Lageranordnung einen oder mehrere Dehnmessstreifen (DMS) anzuordnen, um durch entsprechenden Abgriff elektrischer Signale auf die Lagervorspannung schließen zu können.Known it is there, at appropriate parts or at appropriate places of the Bearing arrangement to arrange one or more strain gauges (DMS), by appropriate tap of electrical signals to the bearing preload close can.

Allerdings ist der diesbezüglich zu treibende Aufwand nicht unerheblich. Dies gilt insbesondere, wenn der zu vermessende Körper rotiert.Indeed is the one in this to be driven effort not insignificant. This is especially true if the body to be measured rotates.

Aus der EP 1 550 813 A1 ist es bekannt, Sensoren einzusetzen, um diverse Lagergrößen zu ermitteln, insbesondere die Lagerkräfte.From the EP 1 550 813 A1 It is known to use sensors to determine various bearing sizes, in particular the bearing forces.

Die DE 39 25 388 A1 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen einer definierten Vorspannkraft auf das Wälzlager einer Welle, wofür eine Bundmutter in bekannter Weise verschraubt wird. Dort ist vorgesehen, dass die Bundmutter, ausgehend von einem gerade eben verspannungsfreien Nullpunkt, um einen bauartspezifischen Vorspannwinkel verdreht wird. Dabei wird der Nullpunkt aus der Kennlinie des Lagerreibmomentes in Abhängigkeit vom Bundmutter-Schraubenwinkel ermittelt.The DE 39 25 388 A1 discloses a method for applying a defined biasing force to the rolling bearing of a shaft, for which a collar nut is screwed in a known manner. There, it is provided that the collar nut, starting from a straight tension-free zero point, is rotated by a design-specific pretensioning angle. The zero point is determined from the characteristic curve of the bearing friction torque as a function of the collar nut screw angle.

Ein ähnliches Verfahren offenbart die US 6,951,146 B1 . Eine weitere ähnliche Lösung ist aus der EP 0 534 537 A1 bekannt.A similar method discloses the US Pat. No. 6,951,146 B1 , Another similar solution is from the EP 0 534 537 A1 known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass es ermöglicht wird, in einfacher und genauer Weise die Vorspannung in den Wälzlagern der Lageranordnung einzustellen.Of the The invention is therefore based on the object, a method of the initially so that it is possible to develop in a simple and easy way exactly the bias in the rolling bearings of the bearing assembly adjust.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dabei durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

  • a) Aufbringen einer magnetischen Kodierung auf zumindest einen Abschnitt mindestens eines Lagerringes des Wälzlagers und/oder auf mindestens einen Abschnitt des Wellenteils;
  • b) Messen des im Lagerring des Wälzlagers und/oder in dem Wellenteil herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung und damit einer der wirkenden Axialkraft korrespondierenden Größe mittels eines Sensors, der nahe der magnetischen Kodierung angeordnet ist;
  • c) Verändern der Vorspannung in den Wälzlagern, bis ein gewünschter Betrag des herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung bzw. der korrespondierenden Axialkraft mittels des Sensors gemessen wird.
The solution of this problem by the invention is characterized by the following process steps:
  • a) applying a magnetic coding on at least a portion of at least one bearing ring of the rolling bearing and / or on at least a portion of the shaft part;
  • b) measuring the prevailing in the bearing ring of the rolling bearing and / or in the shaft part magnetic field of the magnetic coding and thus a corresponding axial force of the acting size by means of a sensor which is disposed near the magnetic coding;
  • c) changing the bias in the rolling bearings until a desired amount of the prevailing magnetic field of the magnetic coding or the corresponding axial force is measured by means of the sensor.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Veränderung der Vorspannung in den Wälzlagern gemäß obigem Schritt c) durch Einbau einer Distanzscheibe definierter axialer Länge erfolgt.Prefers is provided that the change the preload in the rolling bearings according to the above Step c) by installing a spacer defined axial Length is done.

Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Veränderung der Vorspannung in den Wälzlagern gemäß obigem Schritt c) durch Anziehen eines Spannelements erfolgt; das Spannelement ist bevorzugt eine Wellenmutter.alternative can be provided that the change in the bias in the rolling bearings according to the above Step c) takes place by tightening a clamping element; the clamping element is preferably a shaft nut.

Die vorgeschlagene Lageranordnung wird nach einer bevorzugten Ausgestaltung als Bestandteil eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahr zeughinterachsgetriebes, vorgesehen, die Welle ist dabei insbesondere mit einem Kegelritzel versehen.The proposed bearing arrangement is according to a preferred embodiment as part of a vehicle axle, in particular one Driving zeughinterachsgetriebes provided, the shaft is in particular provided with a bevel pinion.

Es ist möglich, die in der Lageranordnung auftretenden Kräfte dadurch zu ermitteln, dass die Veränderung des magnetischen Feldes der genannten magnetischen Kodierung mittels des Sensors gemessen wird. Es handelt sich hierbei um eine als „PCME" bekannte Technologie (Pulse Coded Modulated Encoding), die eingehend in der US 6,581,480 B1 , in der WO 2005/064281 A1 , in der WO 2005/064623 A2 , in der WO 2005/064303 A1 , in der WO 2005/064302 A2 und in der WO 2005/064301 A1 beschrieben ist. Auf diese Vorveröffentlichungen wird ausdrücklich Bezug genommen, und ihr Offenbarungsgehalt wird ausdrücklich in die vorliegende Erfindung als Stand der Technik mit einbezogen.It is possible to determine the forces occurring in the bearing arrangement by measuring the change in the magnetic field of said magnetic coding by means of the sensor. This is a technology known as "PCME" (Pulse Coded Modulated Encoding), which is described in detail in the US 6,581,480 B1 , in the WO 2005/064281 A1 , in the WO 2005/064623 A2 , in the WO 2005/064303 A1 , in the WO 2005/064302 A2 and in the WO 2005/064301 A1 is described. These prior publications are expressly incorporated herein by reference, and their disclosure is expressly incorporated into the present invention as a prior art.

Mit Vorteil sind die beiden Wälzlager Kegelrollenlager. Diese sind bevorzugt in O-Anordnung positioniert.With Advantage are the two rolling bearings Tapered roller bearings. These are preferably positioned in an O arrangement.

Die magnetische Kodierung kann am Innenring mindestens eines der Wälzlager über den Umfang verlaufend vorliegen. Die magnetische Kodierung kann in diesem Falle an einem zylindrischen Bereich des Lagerrings vorliegen, der keine Laufbahn für die Wälzkörper aufweist.The Magnetic coding can on the inner ring of at least one of the rolling bearings on the Scope existing. The magnetic coding can be in this Trap on a cylindrical portion of the bearing ring, the no career for having the rolling elements.

Vorgesehen kann auch werden, dass zwei von zwei Sensoren abgetastete magnetische Kodierungen am Innenring mindestens eines der Wälzlager über den Umfang verlaufend vorliegen, die in axialem Abstand zueinander angeordnet sind.Intended can also be that two magnetic sensors scanned by two sensors Codes on the inner ring of at least one of the rolling bearings are circumferentially, which are arranged at an axial distance from each other.

Ferner sind bevorzugt Mittel vorgesehen, mit denen die Vorspannung der Wälzlager eingestellt werden kann. Die Mittel zur Einstellung der Vorspan nung der Wälzlager können eine Distanzscheibe definierter axialer Länge sein. Möglich ist es auch, dass die Mittel zur Einstellung der Vorspannung der Wälzlager ein Spannelement, insbesondere eine Wellenmutter, sind.Further are preferably provided means with which the bias of the roller bearing can be adjusted. The means for adjusting the preload voltage the rolling bearing can be a spacer defined axial length. It is also possible that the Means for adjusting the preload of the rolling bearing a clamping element, in particular a wave mother, are.

Die zum Einsatz kommende PCME-Technologie (Pulse Coded Modulated Encoding) ermöglicht es, berührungsfrei direkt am Ort zu messen, wo die Größe der Kräfte interessiert. An dem definierten Bereich am Lagerring oder auf der Welle wird eine magnetische Kodierung aufgebracht. Das bewirkt eine permanente Änderung des magnetischen Verhaltens, ohne dabei die Bauteile selber mechanisch zu modifizieren oder Materialeigenschaften der Bauteile zu verändern. Das kodierte Magnetfeld ist einfach zu detektieren und ist proportional zur mechanischen Belastung des Bauteils. Allerdings ist die Stärke des kodierten Magnetfeldes so gering, dass ferromagnetische Partikel weder beeinflusst werden noch an der Bauteiloberfläche haften.The used PCME technology (Pulse Coded Modulated Encoding) allows, contactless to measure directly on the spot, where the size of the forces interested. At the defined Area on the bearing ring or on the shaft becomes a magnetic coding applied. This causes a permanent change in the magnetic behavior, without mechanically modifying the components themselves or material properties to change the components. The encoded magnetic field is easy to detect and is proportional for mechanical loading of the component. However, the strength of the coded Magnetic field so small that ferromagnetic particles neither influenced are still at the component surface be liable.

Je nach der Art der mechanischen Belastung, d. h. in Abhängigkeit von Zug-, Druck- oder Biegespannungen, findet eine spezifische Änderung des Magnetfeldes nahe der Bauteiloberfläche statt. Diese Änderung kann direkt an der Wellenoberfläche oder mit Luftspalt einige Millimeter entfernt gemessen werden.ever according to the type of mechanical load, d. H. dependent on of tensile, compressive or bending stresses, will find a specific change of the magnetic field near the component surface. This change can be directly on the shaft surface or measured with an air gap a few millimeters away.

Die meist als passive Spule ausgeführten Sensoren können die kleinsten Magnetfeldänderungen zuverlässig und genau detektieren. Die magnetischen Abtasteinheiten werden so betrieben, dass sie im Diffenential-Mode-Verfahren messen. Dies ist insofern wichtig, als dass ansonsten das Sensorsystem von externen magnetischen Streufeldern beeinflusst werden könnte. Das genannte Verfahren eliminiert die genannten Effekte. Durch das Verfahren können weiterhin Differenzfeldmessungen der magnetischen Abtasteinheiten hinreichend auflösend ermittelt werden. So kann zwischen Biegekräften und Druckkräften unterschieden werden.The mostly designed as a passive coil sensors can the smallest magnetic field changes reliable and detect exactly. The magnetic scanning units become like that operated that they measure in the Diffenential Mode method. This is insofar important than that otherwise the sensor system of external magnetic Stray fields could be affected. The named method eliminates the mentioned effects. Through the process can continue Differential field measurements of the magnetic scanning units sufficient res be determined. Thus, a distinction can be made between bending forces and compressive forces become.

Das vorgeschlagene Verfahren kann überall dort eingesetzt werden, wo ferromagnetische Werkstoffe verwendet werden. Das Material muss lediglich in der Lage sein, magnetische Informationen zu speichern.The Proposed procedure can be anywhere be used where ferromagnetic materials are used. The material just needs to be able to provide magnetic information save.

Vorteilhafter Weise ist die genannte Messmethode sehr unempfindlich gegen Temperaturschwankungen, aggressive Umweltbedingungen, Erschütterungen oder Schmutz- bzw. Staubbeaufschlagung.Favorable Way, the mentioned measurement method is very insensitive to temperature fluctuations, aggressive environmental conditions, vibrations or dirt or Staubbeaufschlagung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing are embodiments of Invention shown. Show it:

1 den Radialschnitt durch zwei zusammenwirkende Kegelrollenlager, die zur Lagerung einer Kegelritzelwelle eingesetzt werden, 1 the radial section through two cooperating tapered roller bearings, which are used to support a bevel pinion shaft,

2 den Radialschnitt durch eine Lageranordnung samt gelagerter Kegelritzelwelle und 2 the radial section through a bearing assembly together with the stored bevel pinion shaft and

3 eine zu 2 alternative Ausgestaltung der Erfindung. 3 one too 2 alternative embodiment of the invention.

In 1 ist eine Lageranordnung 1 dargestellt, die ein Wellenteil 2 in Form einer nicht näher dargestellten Kegelritzelwelle relativ zu einem Gehäuse 3 radial und axial lagert. Die Lageranordnung 1 befindet sich in einer Bohrung 17 im Gehäuse 3. Sie hat zwei als Kegelrollenlager ausgebildete Wälzlager 4 und 5, die in O-Anordnung positioniert sind. Die beiden Kegelrollenlager 4, 5 sind entsprechend in axialem Abstand zueinander angeordnet. Die beiden Kegelrollenlager 4, 5 sind mittels einer Verbindungshülse 18 in an sich bekannter Weise verbunden.In 1 is a bearing arrangement 1 shown, which is a shaft part 2 in the form of a not-shown bevel pinion shaft relative to a housing 3 supports radially and axially. The bearing arrangement 1 is in a hole 17 in the case 3 , It has two roller bearings designed as tapered roller bearings 4 and 5 which are positioned in O arrangement. The two tapered roller bearings 4 . 5 are arranged correspondingly at an axial distance from each other. The two tapered roller bearings 4 . 5 are by means of a connecting sleeve 18 connected in a conventional manner.

Die beiden Lagerinnenringe 7 und 8 der beiden Kegelrollenlager 4, 5 weisen an ihren axialen Enden jeweilige zylindrische Bereiche 12 und 13 auf. Zwischen den beiden zylindrischen Bereichen 12, 13 befindet sich die kegelförmige Laufbahn 14 für die Kegelrollen 15.The two bearing inner rings 7 and 8th the two tapered roller bearings 4 . 5 have respective cylindrical portions at their axial ends 12 and 13 on. Between the two cylindrical areas 12 . 13 is the cone-shaped track 14 for the tapered rollers 15 ,

In den beiden mit der Bezugsziffer 6 bezeichneten Abschnitten des Lagerinnenrings 8 sind magnetische Kodierungen 10 vorgesehen, die an den Stellen 6 über den gesamten Umfang umlaufen. Der magnetische Fluss der magnetischen Kodierungen 10 hängt davon ab, wie hoch die Axiallast ist, die auf den Lagerring 8 wirkt, d. h. der magnetische Fluss der magnetischen Kodierung ist abhängig von der Axialkraft im Lagerring 8, woraus sich wiederum die axiale Vorspannung ergibt, die in der Lageranordnung 1 herrscht.In the two with the reference number 6 designated portions of the bearing inner ring 8th are magnetic encodings 10 provided in the places 6 circulating over the entire circumference. The magnetic flux of magnetic codes 10 depends on how high the axial load is on the bearing ring 8th acts, ie the magnetic flux of the magnetic coding depends on the axial force in the bearing ring 8th , which in turn results in the axial preload in the bearing assembly 1 prevails.

Die Messung des magnetischen Flusses der magnetischen Kodierung erfolgt mittels zweier Sensoren 11a und 11b. Die von diesen gemessenen Signale werden über Kabel 19 zu einer nicht dargestellten Auswerteelektronik geleitet.The measurement of the magnetic flux of the magnetic coding takes place by means of two sensors 11a and 11b , The signals measured by these are via cables 19 to a not dargestell passed to the transmitter.

Zur Aufbringung und Ausbildung der magnetischen Kodierung 10, zur Ausbildung der Sensoren sowie zum Vorgehen bei der Messung und Auswertung der von den Sensoren 11a, 11b gemessenen Signale wird ausdrücklich auf die US 6,581,480 B1 und auf die WO 2005/064281 A1 Bezug genommen. Dort sind im einzelnen die maßgeblichen Aspekte erläutert, die bei der Realisierung der erfindungsgemäßen Idee zu beachten sind.For applying and forming the magnetic coding 10 , for the education of the sensors as well as for the procedure with the measurement and evaluation of the of the sensors 11a . 11b measured signals is expressly to the US 6,581,480 B1 and on the WO 2005/064281 A1 Referenced. There are explained in detail the relevant aspects to be considered in the realization of the idea according to the invention.

In 2 ist die Einbausituation der Lageranordnung in die Lagerung einer Kegelritzelwelle 2 dargestellt. Ein Unterschied zu der in 1 gezeigten Lösung besteht darin, dass hier die magnetische Kodierung 10 nicht auf einem Lagering, sondern direkt auf dem Wellenteil 2 aufgebracht ist, nämlich in dem Abschnitt 9. Mit geringem Luftspalt zur magnetischen Kodierung 10 ist der Sensor 11 positioniert.In 2 is the installation situation of the bearing assembly in the storage of a bevel pinion shaft 2 shown. A difference to the in 1 The solution shown here is that here the magnetic coding 10 not on a bearing ring, but directly on the shaft part 2 is applied, namely in the section 9 , With low air gap for magnetic coding 10 is the sensor 11 positioned.

Zur Einstellung der Lagervorspannung in der Lageranordnung wird eine Distanzscheibe bzw. -hülse mit definierter axialer Erstreckung eingesetzt und die Wellenmutter 16b auf Anschlag angezogen. Die in der Lageranordnung 1 herrschende Vorspannung liegt damit fest. Anhand der Messung des magnetischen Flusses der magnetischen Kodierung kann ermittelt werden, ob die Vorspannung in einem gewünschten bzw. geforderten Toleranzband liegt. Ist dies nicht der Fall, kann durch gestaffelte Wahl längerer oder kürzerer Distanzscheiben und deren Montage die Vorspannung in bekannter Weise verändert werden.To adjust the bearing preload in the bearing assembly, a spacer or sleeve with defined axial extent is used and the shaft nut 16b tightened to stop. The in the bearing arrangement 1 prevailing bias is thus fixed. Based on the measurement of the magnetic flux of the magnetic coding can be determined whether the bias voltage is within a desired or required tolerance band. If this is not the case, by staggered choice of longer or shorter spacers and their assembly, the bias can be changed in a known manner.

Bei der alternativen Lösung gemäß 3 ist keine Distanzscheibe 16a vorgesehen. Hier wird die Lagervorspannung direkt über das Anzugsmoment der Wellenmutter 16b bestimmt. Ist die richtige Vorspannung durch entsprechendes Anziehen der Wellenmutter 16b erreicht, wird diese gegen Verdrehung gesichert. Die Überwachung der gerade vorliegenden Vorspannung erfolgt durch Auswertung der vom Sensor 11 gelieferten Signale.In the alternative solution according to 3 is not a spacer 16a intended. Here, the bearing preload directly over the torque of the shaft nut 16b certainly. Is the correct preload by tightening the shaft nut 16b reached, this is secured against rotation. The monitoring of the currently existing bias takes place by evaluation of the sensor 11 supplied signals.

11
Lageranordnungbearing arrangement
22
Wellenteilshaft part
33
Gehäusecasing
44
Wälzlagerroller bearing
55
Wälzlagerroller bearing
66
Abschnitt mit magnetischer Kodierungsection with magnetic coding
77
Lagerring (Innenring)bearing ring (Inner ring)
88th
Lagerring (Innenring)bearing ring (Inner ring)
99
Abschnitt mit magnetischer Kodierungsection with magnetic coding
1010
magnetische Kodierungmagnetic coding
1111
Sensorsensor
11a11a
Sensorsensor
11b11b
Sensorsensor
1212
zylindrischer Bereichcylindrical Area
1313
zylindrischer Bereichcylindrical Area
1414
Laufbahn für die Wälzkörpercareer for the rolling elements
1515
Wälzkörper (Zylinderrollen)Rolling elements (cylindrical rollers)
1616
Mittel zur Einstellung der Vorspannungmedium for adjusting the preload
16a16a
Distanzscheibespacer
16b16b
Spannelement (Wellenmutter)clamping element (Lock nut)
1717
Bohrungdrilling
1818
Verbindungshülseconnecting sleeve
1919
Kabelelectric wire

Claims (6)

Verfahren zur Einstellung der Vorspannung in zwei in axialem Abstand zueinander auf einem Wellenteil (2) angeordneten Wälzlagern (4, 5) einer Lageranordnung (1), die zur radialen und axialen Lagerung des Wellenteils (2) relativ zu einem Gehäuse (3) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Aufbringen einer magnetischen Kodierung (10) auf zumindest einen Abschnitt (6) mindestens eines Lagerringes (7, 8) des Wälzlagers (4, 5) und/oder auf mindestens einen Abschnitt (9) des Wellenteils (2); b) Messen des im Lagerring (7, 8) des Wälzlagers (4, 5) und/oder in dem Wellenteil (2) herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung (10) und damit einer der wirkenden Axialkraft korrespondierenden Größe mittels eines Sensors (11, 11a, 11b), der nahe der magnetischen Kodierung (10) angeordnet ist; c) Verändern der Vorspannung in den Wälzlagern (4, 5), bis ein gewünschter Betrag des herrschenden magnetischen Feldes der magnetischen Kodierung (10) bzw. der korrespondierenden Axialkraft mittels des Sensors (11, 11a, 11b) gemessen wird.Method for adjusting the preload in two axial distances from one another on a shaft part ( 2 ) arranged rolling bearings ( 4 . 5 ) a bearing arrangement ( 1 ), for the radial and axial bearing of the shaft part ( 2 ) relative to a housing ( 3 ), characterized by the following method steps: a) application of a magnetic coding ( 10 ) to at least one section ( 6 ) at least one bearing ring ( 7 . 8th ) of the rolling bearing ( 4 . 5 ) and / or at least one section ( 9 ) of the shaft part ( 2 ); b) Measuring the in the bearing ring ( 7 . 8th ) of the rolling bearing ( 4 . 5 ) and / or in the shaft part ( 2 ) prevailing magnetic field of magnetic coding ( 10 ) and thus one of the effective axial force corresponding size by means of a sensor ( 11 . 11a . 11b ) close to the magnetic coding ( 10 ) is arranged; c) changing the preload in the rolling bearings ( 4 . 5 ) until a desired amount of the prevailing magnetic field of the magnetic coding ( 10 ) or the corresponding axial force by means of the sensor ( 11 . 11a . 11b ) is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Vorspannung in den Wälzlagern (4, 5) gemäß Schritt c) nach Anspruch 1 durch Einbau einer Distanzscheibe (16b) definierter axialer Länge erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the change in the preload in the rolling bearings ( 4 . 5 ) according to step c) according to claim 1 by installing a spacer ( 16b ) of defined axial length. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Vorspannung in den Wälzlagern (4, 5) gemäß Schritt c) nach Anspruch 1 durch Anziehen eines Spannelements (16b) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the change in the preload in the rolling bearings ( 4 . 5 ) according to step c) according to claim 1 by tightening a tensioning element ( 16b ) he follows. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (16) eine Wellenmutter (16b) ist.Method according to claim 3, characterized in that the tensioning element ( 16 ) a shaft nut ( 16b ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (2) und die Wälzlager (4, 5) Bestandteile eines Fahrzeugachsgetriebes, insbesondere eines Fahrzeughinterachsgetriebes, sind.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shaft part ( 2 ) and the rolling bearings ( 4 . 5 ) Are components of a vehicle axle, in particular a vehicle rear axle, are. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (2) Bestandteil einer Kegelritzelwelle ist.Method according to claim 5, characterized in that the shaft part ( 2 ) Is part of a bevel pinion shaft.
DE200510055995 2005-11-24 2005-11-24 Method for adjusting the preload in a bearing arrangement Expired - Fee Related DE102005055995B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510055995 DE102005055995B4 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Method for adjusting the preload in a bearing arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510055995 DE102005055995B4 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Method for adjusting the preload in a bearing arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005055995A1 DE102005055995A1 (en) 2007-06-06
DE102005055995B4 true DE102005055995B4 (en) 2008-08-28

Family

ID=38047438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510055995 Expired - Fee Related DE102005055995B4 (en) 2005-11-24 2005-11-24 Method for adjusting the preload in a bearing arrangement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005055995B4 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051237A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Schaeffler Kg Method and device for adjusting the bearing clearance or preload of rolling bearing assemblies
DE102010010853A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Arrangement for adjusting preload of taper roller bearing, has elements providing spacing between rings during absence of pressure, where one ring includes indicator unit to display deformation of elements
DE102013212989B4 (en) 2013-07-03 2015-10-08 Aktiebolaget Skf engine assembly
DE102014207944A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Aktiebolaget Skf Bearing arrangement with a sensor and method
ES1159733Y (en) * 2016-06-14 2016-09-14 Fersa Innova S L U ATTACK PINON BEARING
DE102019104791A1 (en) * 2019-02-26 2020-08-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Procedure for adjusting the preload of a double row rolling bearing
DE102019205463A1 (en) * 2019-04-16 2020-10-22 Aktiebolaget Skf Sensor bearing unit, method of arranging the unit, and method of arranging the sensor bearing unit on the shaft

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3925388A1 (en) * 1989-08-01 1991-02-07 Bayerische Motoren Werke Ag Applying prestressing force onto shaft roller bearings - involves collar nut which is twisted and can touch shaft
EP0534537A1 (en) * 1991-09-19 1993-03-31 S.K.F. INDUSTRIAL TRADING & DEVELOPMENT COMPANY B.V. Method for tightening an element fitted with screw thread to a specific pre-load
EP1091162A1 (en) * 1999-10-06 2001-04-11 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Cleaning mat for gear mechanism
EP1134443A2 (en) * 2000-03-15 2001-09-19 Umbra Cuscinetti S.p.A. A device for measuring and adjusting preloading on bearings
EP1312835A2 (en) * 2001-11-16 2003-05-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device used for transmission in automobiles
US6581480B1 (en) * 1998-04-23 2003-06-24 Fast Technology Ag Magnetising arrangements for torque/force sensor
JP2003207402A (en) * 2002-01-09 2003-07-25 Nsk Ltd Method and apparatus for detecting torsional torque and rolling bearing device for vehicle using the same
JP2004084739A (en) * 2002-08-26 2004-03-18 Koyo Seiko Co Ltd Bearing device and sensing system
JP2004142577A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Nsk Ltd Rolling bearing unit for wheels
JP2005076700A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Koyo Seiko Co Ltd Hub unit with sensor
EP1550813A1 (en) * 2002-05-17 2005-07-06 Koyo Seiko Co., Ltd. Rolling element bearing unit with sensor and hub unit with sensor
WO2005064303A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nctengineering Gmbh Sensor device and method of detecting a sensor event
US6951146B1 (en) * 2002-01-15 2005-10-04 Torque-Traction Technologies, Inc. Method and apparatus for preloading pinion bearings
JP2005283247A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Koyo Seiko Co Ltd Sensor-equipped roller bearing device
EP1591765A1 (en) * 2003-02-07 2005-11-02 Koyo Seiko Co., Ltd. Rolling bearing unit with sensor
JP2005315652A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Ntn Corp Bearing device for wheel having built-in load sensor

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3925388A1 (en) * 1989-08-01 1991-02-07 Bayerische Motoren Werke Ag Applying prestressing force onto shaft roller bearings - involves collar nut which is twisted and can touch shaft
EP0534537A1 (en) * 1991-09-19 1993-03-31 S.K.F. INDUSTRIAL TRADING & DEVELOPMENT COMPANY B.V. Method for tightening an element fitted with screw thread to a specific pre-load
US6581480B1 (en) * 1998-04-23 2003-06-24 Fast Technology Ag Magnetising arrangements for torque/force sensor
EP1091162A1 (en) * 1999-10-06 2001-04-11 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Cleaning mat for gear mechanism
EP1134443A2 (en) * 2000-03-15 2001-09-19 Umbra Cuscinetti S.p.A. A device for measuring and adjusting preloading on bearings
EP1312835A2 (en) * 2001-11-16 2003-05-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device used for transmission in automobiles
JP2003207402A (en) * 2002-01-09 2003-07-25 Nsk Ltd Method and apparatus for detecting torsional torque and rolling bearing device for vehicle using the same
US6951146B1 (en) * 2002-01-15 2005-10-04 Torque-Traction Technologies, Inc. Method and apparatus for preloading pinion bearings
EP1550813A1 (en) * 2002-05-17 2005-07-06 Koyo Seiko Co., Ltd. Rolling element bearing unit with sensor and hub unit with sensor
JP2004084739A (en) * 2002-08-26 2004-03-18 Koyo Seiko Co Ltd Bearing device and sensing system
JP2004142577A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Nsk Ltd Rolling bearing unit for wheels
EP1591765A1 (en) * 2003-02-07 2005-11-02 Koyo Seiko Co., Ltd. Rolling bearing unit with sensor
JP2005076700A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Koyo Seiko Co Ltd Hub unit with sensor
WO2005064303A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nctengineering Gmbh Sensor device and method of detecting a sensor event
WO2005064281A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nct Engineering Gmbh Position sensor
WO2005064301A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nctengineering Gmbh Torque sensor
WO2005064302A2 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nctengineering Gmbh Methods and apparatuses for magnetizing an object and for calibrating a sensor device
WO2005064623A2 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Nct Engineering Gmbh Method and an array for adjusting a magnetization of a magnetizable object
JP2005283247A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Koyo Seiko Co Ltd Sensor-equipped roller bearing device
JP2005315652A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Ntn Corp Bearing device for wheel having built-in load sensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005055995A1 (en) 2007-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2621743B1 (en) Split roll stabilizer
EP2090497B1 (en) Device for determining a torsion angle
DE102010006583B4 (en) Torque sensor with alignment system
EP2543528B1 (en) Divided stabiliser bar
WO2015131862A1 (en) Component with at least one measuring element comprising a sensor
WO2003019126A1 (en) Device for determining the forces and/or torques that act upon the wheel suspension of a vehicle
DE102015208444B4 (en) Sensor arrangement for detecting a strain, load, temperature, vibration and/or direction of movement of at least one rolling body and a roller bearing with the sensor arrangement
EP2553474B1 (en) Wheel bearing arrangement with sensor stop
DE69117619T2 (en) Rotating coding sleeve for scanning device
DE102011010153A1 (en) Hydrodynamic component
DE102005055995B4 (en) Method for adjusting the preload in a bearing arrangement
DE102007040857A1 (en) Torque sensor for a steering wheel
DE102014208334A1 (en) roll stabilizer
WO2018054421A1 (en) Torque-measuring arrangement
DE102011053277A1 (en) Stabilizer for compensating movements of motor car, has measuring arrangement arranged between driven shafts and stabilizer parts and designed as rotational torque sensor for acquisition of torsion between driven shafts and stabilizer parts
DE102010013213A1 (en) Bearing assembly with bearings
DE102008051242B4 (en) Pole wheel and mounting method for this
EP2891764B1 (en) Displacement pump and method for supporting a displacer of a displacement pump relative to a housing
DE102018128648A1 (en) Sensor bearing, vehicle with this and method for evaluating measurement data from the sensor bearing
DE102014018262B4 (en) Belt retractor with a signal transmitter ring
DE102012212060A1 (en) Shaft assembly has shaft axially divided in input shaft and output shaft, and torsion element, which is connected with input shaft and output shaft in torsional coherent manner, where torsion element has rotating permanent magnetization
DE202017106872U1 (en) Sensor arrangement for determining a variable voltage of a circulating chain or belt drive
DE102017126569A1 (en) Sensor arrangement for determining a variable voltage of a circulating chain or belt drive
DE102018209825B4 (en) warehouse for recording vehicle-specific data
EP1995151B1 (en) Storage assembly

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee