WÄLZLAGERKÄFIG MIT EINEM INTEGRIERTEN IMPULSGEBER FÜR DREHZAHLMESSUNG SOWIE EIN WÄLZLAGER MIT EINEM SOLCHEN KÄFIG

Beschreibung

Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Wälzlager umfassend einen Lageraußenring, einen Lagerinnenring, eine Anzahl von Wälzkörpern, die zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring aufgenommen sind, sowie einen Käfig zum Führen der Wälzkörper. Die Erfindung betrifft außerdem einen Käfig zum Führen der Wälzkörper eines Wälzlagers.

Hintergrund der Erfindung

In Kraftfahrzeugen werden an unterschiedlichen Stellen Drehzahlsensoren verwendet. Sie werden z.B. an den Rädern als ABS-Drehzahlsensoren einge- baut.

In der DE 42 07 324 A1 ein Impulswälzlager beschrieben, welches die berührungsfreie Erfassung von Drehzahlen mit magnetischen Mitteln ermöglicht. Im Wesentlichen ist dabei vorgesehen, dass ein äußerer oder ein innerer Laufring des Wälzlagers in Umfangsrichtung jeweils in gleichen Abständen hintereinander angeordnete Bereiche unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften aufweist. Dabei ist am äußeren oder inneren Laufring an einer radialen Umfangs- fläche oder einer axialen Stirnfläche in gleichen Abständen hintereinander ein das Magnetfeld abschirmender Stoff, wie beispielsweise eine Folie, angeordnet. Die Rotation des entsprechend ausgebildeten Laufringes wird mittels eines Sensors, der die sich ständig ändernden magnetischen Feldstärken erfasst, in elektrische Signale umgewandelt. Bekannt sind auch Wälzlager, bei denen der Impulsgeber separat hergestellt und anschließen mit einer der Lagerkomponenten, wie z.B. mit einem Käfig für die Wälzkörper verbunden wird, wodurch ein relativ großer Montageaufwand entsteht.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Wälzlagers mit einem Impulsgeber für eine Drehzahlmessung zu vereinfachen.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzlager umfassend einen Lageraußenring, einen Lagerinnenring, eine Anzahl von Wälzkörpern, die zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring aufgenommen sind, sowie einen Käfig zum Führen der Wälzkörper, wobei ein Impulsgeber für eine Drehzahlmessung ein integraler Bestandteil des Käfigs ist.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Käfig zum Füh- ren der Wälzkörper eines Wälzlagers, mit einem Impulsgeber für eine Drehzahlmessung, der im Käfig integriert ist. Die in Bezug auf das Wälzlager nachstehend aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf den Käfig übertragen. Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Wälzlagers, welches einen Impulsgeber für eine Drehzahlmessung enthält, vorliegt, indem der Impulsgeber im Käfig integriert ist und mit diesem unlösbar verbunden ist und somit ein integraler Bestandteil des Käfigs ist. Mit anderen Worten ist der Käfig selbst oder zumindest ein Teil des Kä- figs als einen Impulsgeber ausgebildet. Der Käfig und der Impulsgeber bilden hierbei ein einteiliges Bauelement, das in einem Herstellungsschritt angefertigt ist. Somit entfällt eine separate Montage des Impulsgebers am Käfig. Bevorzugt ist der Käfig ein Kunststoffschnappkäfig, der seitlich in axialer Richtung offene Taschen für die z.B. kugelförmigen Wälzkörper aufweist. Ein derartiger Kunststoffschnappkäfig ist z.B. in der DE 199 37 664 (A1 ) beschrieben. Ein Schnappkäfig ist besonders geeignet als Träger des Impulsgebers, da ein derartiger Käfig eine freie Stirnseite hat, die ausreichend Fläche für eine Ausbildung des Impulsgebers bietet. Der Impulsgeber ist somit bevorzugt stirnseitig am Käfig angeordnet bzw. ausgebildet.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Impulsgeber durch eine Be- Schichtung aus Metall gebildet, insbesondere aus einem ferromagnetischen Metall. Der Käfig umfasst einen Grundkörper aus Kunststoff, dem durch einen Überzug mit der metallischen Beschichtung stellenweise magnetische Eigenschaften verliehen werden, die durch einen geeigneten Sensor erfasst werden. Insbesondere sind am Käfig jeweils in gleichen Abstand hintereinander ange- ordnete Bereiche mit und ohne metallische Beschichtung ausgebildet, so dass abwechselnd Bereiche mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften entstehen.

Nach einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist der Käfig aus Kunstsoff mit beigemischten Partikeln mit magnetischen Eigenschaften ausgebildet. Der Käfig ist somit zweiteilig, wobei ein erster Teil ausschließlich aus Kunststoff besteht und im zweiten Teil der Kunststoff mit Partikeln mit magnetischen Eigenschaften versetzt ist. Beim Herstellungsvorgang wird hierbei ein Grundkörper bestehend aus Kunststoff angefertigt, an dem rückseitig der zweite Teil aus Kunstsoff mit den beigemischten Partikeln angespritzt wird. Auch bei dieser Ausgestaltung des Käfigs bildet der zweite Teil insbesondere Bereiche mit magnetischen Eigenschaften, zwischen denen stets mit dem gleichen Abstand Bereiche aus reinem Kunstsoff angeordnet sind. Die Partikeln sind vorteilhafterweise aus einem Metall, insbesondere einem ferromagnetischen Metall, das besonders leicht zu detektieren ist. Alternativ sind die Partikeln gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante aus Graphit, das ebenfalls eine Veränderung des Magnetfeldes verursacht, die mit geeigneten Sensoren erfassbar ist. Vorzugsweise ist ein Sensor zur Detektion einer Rotationsbewegung des Impulsgebers vorgesehen, der an einem der Lagerringe angeordnet ist. In Kombination mit einem Impulsgeber mit ferromagnetischen Eigenschaften wird insbesondere ein magnetisch vorgespanntes Hall-Halbleiterelement zur Erfassung bewegter ferromagnetischer Objekte verwendet. Durch die Anordnung des Sensors an einem der Lagerringe liegt eine räumliche Nähe zwischen dem Impulsgeber und dem Sensor vor, die eine möglichst störungsfreie Drehzahlmessung gewährleistet. Alternativ ist der Sensor an einem Bauteil in der Nähe des Wälzlagers positioniert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen

Schnappkäfig mit einem integrierten Impulsgeber für eine Drehzahlmessung,

Fig. 2 in einer Querschnittdarstellung eine erste Ausführungsvariante des integrierten Impulsgebers eines Schnappkäfigs, und

Fig. 3 in einer Querschnittdarstellung eine zweite Ausführungsvariante des integrierten Impulsgebers eines Schnappkäfigs.

Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist ein ringförmiger Käfig 2 gezeigt, der in diesem Ausführungsbeispiel ein Kunststoffschnappkäfig ist. Der Kunststoffschnappkäfig 2 ist symmetrisch um eine Rotationsachse A ausgebildet ist. Der Kunststoffschnappkäfig 2 ist Teil eines hier nicht näher gezeigten Wälzlagers, das zudem einen Lageraußenring, einen Lagerinnenring sowie mehrere Wälzkörper umfasst. Für die Wälzkörper, die in diesem Fall als Kugeln ausgebildet sind, sind im Kunststoffschnappkäfig 2 schalenartige Taschen 4 vorgesehen, die stirnseitig offen sind.

An der der Taschenöffnungen gegenüberliegenden Stirnseite 6 ist im Kunststoffschnappkäfig 2 ein Impulsgeber 8 für eine Drehzahlmessung integriert. Der Impulsgeber 8 ist einstückig mit dem Kunststoffschnappkäfig 2 ausgebildet und ist somit ein integraler Bestandteil des Kunststoffschnappkäfigs 2. Der Kunst- stoffschnappkäfig 2 umfasst dabei einen ersten Teil oder Grundkörper 10 aus Kunststoff und einen zweiten Teil oder Impulsgeber 8, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Spritzverfahren zum Herstellen des Kunststoffschnappkäfigs 2 unlösbar miteinander verbunden sind. Der Impulsgeber 8 umfasst mehrere an der Stirnseite 6 in gleichem Abstand zueinander angeordnete Strukturen 12, die aus einem Material bestehen, das magnetische Eigenschaften aufweist. Beim Rotieren des Kunststoffschnappkäfigs 2 um die Rotationsachse A wechseln sich somit an der Stirnseite 6 Kunststoffbereiche ohne magnetische Wirkung mit den magnetisierten Strukturen 12 ab. Dieser Wechsel des magnetischen Feldes ist durch einen hier nicht gezeigten Sensor detektierbar, der in der Nähe des Kunststoffschnappkäfigs 2 angeordnet ist. Beispielsweise ist der Sensor am feststehenden der beiden Lagerringe des Wälzlagers positioniert. Alternativ kann der Sensor z.B. am Gehäuse des Wälzlagers angeordnet sein.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsvariante des Impulsgebers 8 dargestellt. Die aus der Oberfläche der Stirnseite 6 herausragenden Strukturen 12 sind hierbei durch eine metallische Beschichtung ausgebildet, mit der der Grundkörper 10 überzogen ist.

Eine alternative Variante ist in Fig. 3 gezeigt. Der Impulsgeber 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt, insbesondere aus dem gleichen Material wie der Grundkörper 10, wobei im Bereich des Impulsgebers 8 der Kunststoff mit metallischen Teilchen 14 versetzt ist. Dank der Partikeln 14 sind dem Material des Impulsgebers metallische Eigenschaften verliehen, um eine Erfassung der Strukturen 12 auf Grundlage ihres Magnetfeldes zu ermöglichen.

Liste der Bezugszahlen

2 Kunststoffschnappkäfig

4 Tasche

6 Stirnseite

8 Impulsgeber

10 Grundkörper

12 Struktur

14 Teilchen