DE102011003703A1

DE102011003703A1 - Messeinrichtung zur Bestimmung einer Betriebszustandsgröße eines rotierenden Bauteils, insbesondere eines Lagers

Info

Publication number: DE102011003703A1
Application number: DE102011003703A
Authority: DE
Inventors: Christian Mock; Jens Heim; Florian Königer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2012-08-09
Also published as: US9103846B2; US20120200289A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (1) zur Bestimmung einer Betriebszustandsgröße eines rotierenden Bauteils (2), insbesondere eines Lagers (2), umfassend mehrere Komponenten, nämlich einen Permanentmagneten (8), einen Encoderring (6) zur Manipulation des vom Permanentmagneten (8) erzeugten Magnetfeldes, einen Magnetfeldsensor (10), eine Funkeinheit zur Übertragung von Messsignalen des Magnetfeldsensors (10) an eine Auswerteeinheit und eine Energiewandlereinheit (6, 8, 11, 18) zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie, wobei der Encoderring (6) aus einem ferromagnetischen und nicht vormagnetisierten Material gefertigt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Bestimmung einer Betriebszustandsgröße eines rotierenden Bauteils, insbesondere eines Lagers, umfassend mehrere Komponenten, nämlich einen Permanentmagneten, einen Encoderring zur Manipulation des vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes, einen Magnetfeldsensor, eine Funkeinheit zur Übertragung von Messsignalen des Magnetfeldsensors an eine Auswerteeinheit und eine Energiewandlereinheit zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie.
Hintergrund der Erfindung
Von besonderem Interesse sind im hier vorliegenden Fall Betriebszustandsgrößen, die die Rotationsbewegung des rotierenden Bauteils beschreiben, wie Drehstellung, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung usw. Daher betriff die Erfindung vor allem eine Messeinrichtung, die zumindest eine die Rotationsbewegung beschreibende Betriebszustandsgröße erfasst.
Eine Messeinrichtung zur Rotationserkennung ist in der europäischen Patentschrift EP 1 342 633 B1 offenbart. Diese umfasst einen Stromgenerator mit einem Stator und einem Rotor, eine Stromversorgungsschaltung und einen Magnetfeldsensor. Dabei weist der Rotor, der in diesem Kontext auch als Encoderring, Encoderblech oder Inkrementrad bezeichnet wird, eine Vielzahl von entgegengesetzten Magnetpolen auf, die einander in einer Richtung am Umfang des Rotors abwechseln und als Stator ist ein aus einem magnetischen Material hergestelltes mehrteiliges Ringelement vorgesehen. Der Magnetfeldsensor ist relativ zum Stator in fester Position angeordnet und entweder an diesem oder an einem Stützelement für den Stator fixiert. Mit Hilfe des Magnetfeldsensors, der über den Generator und die Stromversorgungsschaltung mit Strom versorgt wird, wird das bei Rotation des Rotors alternierende Vorbeiführen der Magnetpole des Rotors am Magnetfeldsensor registriert, wodurch das Vorliegen einer Rotationsbewegung erfasst wird. Die so realisierte Messeinrichtung eignet sich beispielsweise als Komponente für ein Antiblockiersystem im Kraftfahrzeugbereich, wird jedoch als unvorteilhaft angesehen, da insbesondere der Fertigungsaufwand als zu hoch bewertet wird.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Messeinrichtung anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Messeinrichtung dient zur Bestimmung einer Betriebszustandsgröße eines rotierenden Bauteils, insbesondere eines Lagers, und umfasst mehrere Komponenten. Dies sind, unter anderem, ein Permanentmagnet, ein Encoderring zur Manipulation des vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes, ein Magnetfeldsensor, eine Funkeinheit zur Übertragung von Messsignalen des Magnetfeldsensors an eine Auswerteeinheit und eine Energiewandlereinheit zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie. Der Encoderring ist hierbei aus einem ferromagnetischen und nicht vormagnetisierten Material gefertigt, wodurch der damit verbundene Fertigungsaufwand und somit die Fertigungskosten gegenüber einer Ausführung mit aufgeprägter und insbesondere alternierender Magnetisierung verringert sind.
Bevorzugt ist dabei eine Ausführung, bei der der Magnetfeldsensor relativ zum Permanentmagneten ortsfest positioniert ist, wohingegen der Encoderring mit dem rotierenden Bauteil mitrotiert. Auf diese Weise wird im Bereich des Magnetfeldsensors eine magnetische Vorspannung festgelegt, durch die eine permanente Magnetfeldpolung unabhängig vom Betriebszustand des rotierenden Bauteils und damit der Drehstellung des Encoderrings gegeben ist. Somit bewirkt eine Bewegung des Encoderrings zwar eine Manipulation des Magnetfeldes, nicht aber eine Umkehrung der Magnetfeldpolung. Hierdurch wird u. a. der Arbeitspunkt des Magnetfeldsensors verschoben, so dass dieser durch eine geeignete Wahl der Ausgestaltung des Permanentmagneten frei und infolgedessen günstig gewählt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es zudem angedacht, zumindest eine der Komponenten der Messeinrichtung, wie zum Beispiel die Funkeinheit und/oder Teile der Energiewandlereinheit, zu denen auch eine Energieversorgungsschaltung und ein Energiezwischenspeicher zählen, in einem Gehäuse zu positionieren oder in eine Schutzummantelung einzuspritzen. Dabei ist das Gehäuse bzw. die Schutzummantelung derart ausgeführt, dass dieses bzw. diese aufgrund einer deckel- oder kappenartigen Form überdies als Abdichtung für das rotierende Bauteil fungiert. So ist nicht nur die Komponente sondern auch das rotierende Bauteil insbesondere vor Verschmutzung geschützt, wodurch eine höhere Lebenserwartung sowohl beim Bauteil als auch bei der Komponente gewährleistet ist. Alternativ ist aber auch eine deckelartige Abdichtung angedacht, an deren Außenseite die besagte Komponente der Messeinrichtung fixiert ist.
Einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung entsprechend ist der Magnetfeldsensor mittels einer lösbaren Verbindung, wie zum Beispiel einer Schraubverbindung, einer Steckverbindung oder einer Klemmverbindung, befestigt. Hierdurch ist eine einfache Austauschbarkeit des Magnetfeldsensors gegeben, dessen Lebenserwartung typischerweise geringer ist als die der übrigen Komponenten der Messeinrichtung.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, als Magnetfeldsensor einen sogenannten aktiven Magnetfeldsensor vorzusehen. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen XMR-Sensor (X-Magneto-Resistiv), einen Hall-Sensor oder einen AMR-Sensor (Anisotroper-Magnetoresistiver-Effekt). Derartige Sensoren zeichnen sich durch einen relativ einfachen Aufbau und damit günstige Herstellungskosten aus.
Je nach Anwendungsfall ist es weiter von Vorteil, wenn der Permanentmagnet eine ringförmige Grundform aufweist und/oder multipolar magnetisiert ist. Die multipolare Magnetisierung wird dabei vorzugsweise durch eine zweckmäßige Anordnung von mehreren Dipolen oder, zumindest in erster Näherung, Dipolmomenten erzeugt. Geeignet ist beispielsweise eine Anordnung, bei der eine Anzahl von Dipolen bzw. Dipolmomenten in Umfangsrichtung derart aneinandergereiht sind, dass deren jeweiliges magnetisches Moment im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung angeordnet ist, wobei die Momente zweier benachbarter Dipole bzw. Dipolmomente einander entgegengesetzt sind. Dabei kann der ringförmige Permanentmagnet mit in Umfangsrichtung alternierender Polung zum Beispiel realisiert werden, durch einfaches Aneinanderreihen von geeignet dimensionierten quaderförmigen Stabmagneten, so dass ein recht einfacher Aufbau gegeben ist. Alternativ dazu ist aber auch eine Anordnung angedacht, bei der die magnetischen Momente statt parallel im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung ausgerichtet sind. Da für den Permanentmagneten keine Bewegung relativ zum Magnetfeldsensor vorgesehen ist, genügt zur Gewährleistung einer vergleichbaren Effektivität der Messeinrichtung im Vergleich zu einem Aufbau gemäß der europäischen Patentschrift EP 1 342 633 B1 mit einem magnetisierten Encoderring ein einfacher aufgebauter multipolarer Dauermagnet mit geringerer Magnetisierungspräzision.
In diesen Kontext ist es zudem vorteilhaft, wenn für die Energiewandlereinheit eine Toroidspule vorgesehen ist, deren ringartiger Körper den ringförmigen Permanentmagneten im Wesentlichen konzentrisch umgibt. Hierdurch wird der Zielvorgabe, einen möglichst einfachen, kompakten und effektiven Aufbau anzugeben, zusätzlich Rechnung getragen.
Einer alternativen Ausgestaltung entsprechend kommt als Permanentmagnet ein stabförmiger und insbesondere ein einzelner Permanentmagnet zum Einsatz. Derartige Stabmagnete lassen sich besonders aufwandsarm herstellen und sind dementsprechend ökonomisch besonders vorteilhaft.
In diesem Zusammenhang ist es schließlich zweckdienlich, für die Energiewandlereinheit eine Zylinderspule vorzusehen, deren zylinderförmiger Körper den stabförmigen Permanentmagneten im Wesentlichen koaxial umgibt. Auf diese Weise ist der Aufbau der Energiewandlereinheit an die Stabform des Permanentmagneten in geeigneter Weise angepasst. Die Zylinderspule und der Permanentmagnet sind hierbei insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht oder in eine gemeinsame Schutzummantelung eingespritzt.
Die in den abhängigen Ansprüchen dargelegten Ausgestaltungen, insbesondere die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 10, werden jeweils als eigenständige und von der Ausbildung des Encoderrings aus einem ferromagnetischen Material unabhängige erfinderische Aspekte angesehen. Die Einreichung von Teilanmeldungen auf diese Aspekte bleibt vorbehalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines Lagers mit einer daran befestigten Messeinrichtung,
2 in einer Schnittdarstellung den Ausschnitt des Lagers mit einer daran befestigten alternativen Messeinrichtung,
3 in einer Schnittdarstellung den Ausschnitt eines alternativen Lagers mit einer daneben positionierten weiteren alternativen Messeinrichtung und
4 in einer Schnittdarstellung den Ausschnitt des Lagers mit der daran befestigten Messeinrichtung nach 1 sowie eine Empfangseinheit.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel dient die Messeinrichtung 1 zur Erfassung der Rotationsbewegung einer Welle, die mit Hilfe eines Wälzlagers 2 an einem Gestell befestigt ist. Das als einreihiges Schrägkugellager ausgeführte Wälzlager 2 ist ausschnittsweise in 1 nach Art einer Schnittdarstellung skizziert. Aufgebaut ist dieses Schrägkugellager im Wesentlichen aus einem Außenring 3, einem Innenring 4 und einer Anzahl von kugelförmigen Wälzkörpern 5. Der Außenring 3 ist dabei über ein Lagergehäuse mit dem Gestell verbunden, welches gemäß der üblichen Betrachtungsweise im Ausführungsbeispiel ein ruhendes Bezugssystem definiert, selbst wenn das Gestell im Betriebsfall relative Bewegungen bezogen auf das Erdsystem ausführt. Der Innenring 4 hingegen ist mit der Welle fest verbunden und führt mit dieser variable Rotationsbewegungen relativ zum ruhenden Bezugssystem aus. Dementsprechend genügt es, zur Erfassung der Rotationsbewegung der Welle die Relativbewegung des Innenrings 4 gegen den Außenring 3 sensorisch zu ermitteln. Das direkte Umfeld des Wälzlagers 2, also das Lagergehäuse sowie die Welle, sind daher in der Zeichnung nicht mit dargestellt.
Zwischen Außenring 3 und Innenring 4 ist als Encoderring 6 ein ringartiger Körper mit L-förmigem Profil positioniert. Dieser ist fest mit dem Innenring 4 verbunden und konzentrisch zu selbigem angeordnet. In Konsequenz führen der Encoderring 6, der Innenring 4 und die Welle Rotationsbewegungen stets gemeinsam aus. Der Encoderring 6, bei dem es sich beispielsweise um ein Umform-, Stanz- oder Sinterteil handelt, ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und mit mehreren Materialaussparungen versehen, die als näherungsweise rechteckige Fenster 7 im freistehenden Schenkel des Profils des Encoderrings 6 angeordnet und regelmäßig über den Umfang desselbigen verteilt sind. Alternativ zur Ausführung des Encoderrings 6 nach Art einer Lochblende mit rechteckiger Gestaltung der Fenster 7 sind weitere Blendenformen angedacht, wie zum Beispiel ovale oder n-eckige Blenden. Je nach Anwendungsfall ist es weiter zweckmäßig, abweichend davon als Encoderring 6 einen scheibenförmigen Körper vorzusehen, der entweder nach Art eines Zahnrades gestaltet ist oder randseitig eine Wellblechform aufweist.
Jener Encoderring 6 dient zur Manipulation eines multipolaren Magnetfeldes, welches von einem multipolaren Permanentmagneten 8 erzeugt wird. Der ebenfalls ringförmige multipolare Permanentmagnet 8 ist am Außenring 3 fixiert, zwischen Außenring 3 und Innenring 4 positioniert und konzentrisch zum Außenring 3 angeordnet. Gebildet wird das multipolare Magnetfeld durch eine Vielzahl von Dipolen oder Dipolmomenten, die in Lagerumfangsrichtung aneinandergereiht sind. Die magnetischen Momente dieser Dipole sind dabei im Wesentlichen senkrecht zur Lagerumfangsrichtung, also in axialer Richtung 9, angeordnet, wobei benachbarte Momente einander entgegengesetzt sind. An der den Wälzkörpern 5 zugewandten Stirnseite des Permanentmagneten 8, an der sich in Lagerumfangsrichtung Nord- und Südpol fortlaufend abwechseln, ist ein Magnetfeldsensor 10 angeordnet, der in guter Näherung genau einen der Magnetpole abdeckt. Aufgrund dieser Platzierung des Magnetfeldsensors 10 dominiert im Bereich des Magnetfeldsensors 10 der Magnetfeldbeitrag und damit die Magnetfeldpolung des daneben liegenden Dipols oder Dipolmoments, wodurch für den Magnetfeldsensor 10 eine magnetische Vorspannung geschaffen ist, aufgrund derer der Encoderring 6 das Magnetfeld je nach Drehstellung zwar manipuliert, jedoch nicht so weit, dass im Bereich des Magnetfeldsensors 10 eine Umpolung vorliegt.
Die Ausgestaltungen von Encoderring 6 und Permanentmagnet 8 sind in besonderer Weise aufeinander abgestimmt. Eine entsprechende Drehstellung des Encoderrings 6 relativ zum Permanentmagneten 8 vorausgesetzt entspricht die Ausdehnung eines Fensters 7 in Lagerumfangsrichtung genau der Ausdehnung eines Magnetpols in genau dieser Richtung. Gleichzeitig weisen auch die entsprechenden Abstände zwischen zwei benachbarten Fenstern 7 eben diese Ausmaße auf. Als Folge sind, sofern die entsprechende Drehstellung gegeben ist, bei Blickrichtung entgegen der axialen Richtung 10 alle Pole eines Typs jeweils hinter einem Fenster 7 gelegen, wohingegen die Gegenpole vom ferromagnetischen Material des Encoderrings 6 verdeckt sind. Bei jenen Magnetpolen, bei denen ferromagnetisches Material stirnseitig platziert ist, werden die Magnetfeldlinien aus dem Streufeld derart umgelenkt, dass diese im Nahbereich des Dipols oder Dipolmoments bogenförmig zum Gegenpol geführt sind, wodurch das Magnetfeld im entsprechenden Nahbereich verstärkt ist. Bei einer Drehung des Encoderrings 6 dominieren im Nahfeld des Permanentmagneten 8 infolgedessen alternierend die Pole eines Typs und nachfolgend die Gegenpole. Im Bereich des Magnetfeldsensors 10 führt eine entsprechende Drehbewegung schließlich im Wechsel zu einer Verstärkung und einer Abschwächung des Magnetfeldes, wodurch die Bewegung des Encoderrings 6 und damit schließlich die Rotation der Welle sensortechnisch erfasst wird.
Als Magnetfeldsensor 10 ist vorzugsweise ein sogenannter aktiver Magnetfeldsensor vorgesehen. Aktive Magnetfeldsensoren, wie zum Beispiel ein Hall-Sensor, benötigen für den Betrieb elektrische Energie. Hierfür umfasst die Messeinrichtung 1 eine Energiewandlereinheit zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie. Realisiert ist diese Energiewandlereinheit mit Hilfe einer Toroidspule 11, welche konzentrisch zum Permanentmagneten 8 und zum Encoderring 6 angeordnet ist. Durch das bei einer Rotation des Encoderrings 6 hervorgerufene magnetische Wechselfeld wird in der Toroidspule 11 ein Wechselstrom induziert, der zur Versorgung des Magnetfeldsensors 10 herangezogen wird. Zur Gewährleistung einer bedarfsgerechten Versorgung unabhängig vom Betriebs- und damit vom Bewegungszustand ist für die Energiewandlereinheit vorzugsweise zudem eine Energieversorgungsschaltung sowie ein Energiezwischenspeicher vorgesehen. Diese sind zusammen mit einer Funkeinheit in einem Gehäuse 12 untergebracht, welches am Außenring 3 des Wälzlagers 2 befestigt ist.
Mit Hilfe der Funkeinheit werden die Sensordaten des Magnetfeldsensors 10 an eine in 4 gezeigte Empfangseinheit 13 übermittelt, die ihrerseits mit einer nicht abgebildeten Auswerteeinheit signaltechnisch verbunden ist. Damit eignet sich die Messeinrichtung 1 auch zur Überwachung rotierender Bauteile, die aufgrund ihrer Gestaltung und/oder Positionierung schwer zugänglich und für eine Datenübertragung per Kabel ungeeignet sind.
Als Positionierungs- und Fixierungshilfe sind im Ausführungsbeispiel zudem im Profil winkelförmige Halteelemente 14 vorgesehen, mit denen die Toroidspule 11, der Permanentmagnet 8 und der Magnetfeldsensor 10 am Außenring 3 gehalten sind. Diese Komponenten der Messeinrichtung 1, welche außerhalb des Gehäuses 12 positioniert sind, werden darüber hinaus mit Hilfe von Dichtelementen 15 beispielsweise aus Elastomer vor Schmutz geschützt. Die Dichtelemente 15 sind dabei vorzugsweise nach Art einer Dichtlippe auf den Encoderring 6 und/oder an die Halteelemente 14 aufgespritzt. Alternativ kann dieser Schutz auch durch einen das Wälzlager 2 flankierenden Deckel 16 oder eine entsprechende Kappe gewährleistet sein. Eine entsprechende Ausführungsvariante ist in 2 dargestellt. Hierbei dient der Deckel 16 gleichzeitig als Gehäuse 12 für die Energiewandlerschaltung, den Energiezwischenspeicher und die Funkeinheit. Bei entsprechendem Raumbedarf ist für den Deckel 16 weiter eine endseitige Materialverstärkung vorgesehen, in welcher die Komponenten positioniert werden.
Eine weitere Ausführungsvariante der Messeinrichtung 1 ist in 3 gezeigt. Der Encoderring 6 ist wiederum zwischen Außenring 3 und Innenring 4 angeordnet und fest mit dem Innenring 4 verbunden. Das Profil des Encoderrings 6 weist eine im hier vorliegenden Fall eine U-artige Grundform auf, dessen Basis senkrecht zur axialen Richtung 9 angeordnet ist. In die Basis sind wiederum Fenster 7 eingearbeitet, welche auch in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckig sind. Der Encoderring 6 wirkt zusammen mit einem Hilfsblech 17 und Dichtelementen 15 zudem als zweistufige Schutzbarriere für die Wälzkörper 5. Ergänzt wird diese Schutzbarriere durch eine nicht mit abgebildete Dichtung an der gegenüberliegenden Flanke des Wälzlagers 2.
Als Permanentmagnet 8 ist in dieser Ausführungsversion ein Stabmagnet vorgesehen, welcher außerhalb des Wälzlagers 2 positioniert ist und dessen Dipolachse in guter Näherung parallel zur axialen Richtung 9 liegt, so dass eine seiner Stirnseiten im Wesentlichen parallel zur Profilbasis des Encoderrings 6 ausgerichtet ist. An eben dieser Stirnseite ist der Magnetfeldsensor 10 positioniert. Aufgrund der in die Profilbasis eingearbeiteten Fenster 7 wird das Nahfeld des Permanentmagneten bei Bewegung des Innenrings 4 und damit des Encoderrings 6 in analoger Weise zum vorgenannten Ausführungsbeispiel manipuliert, so dass eine Bewegung des Encoderrings 6 relativ zum Magnetfeldsensor 10 sensortechnisch erfasst wird.
In Anpassung an die Stabform des Permanentmagneten 8 ist die Spule der Energiewandlereinheit bei dieser Ausführungsvariante der Messeinrichtung 1 zylinderförmig ausgestaltet, wobei diese Zylinderspule 18 den Stabmagneten im Wesentlichen koaxial umgibt. Die Zylinderspule 18, der Permanentmagnet 8, der Magnetfeldsensor 10, die Energieversorgungsschaltung, der Energiezwischenspeicher und die Funkeinheit sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse 12 untergebracht.
In beiden hier angeführten Ausgestaltungsvarianten ist eine Energiewandlereinheit mit Energieversorgungsschaltung und Energiezwischenspeicher vorgesehen. Diese versorgt sowohl den Magnetfeldsensor 10 als auch die Funkeinheit für die Übertragung der Sensordaten. Der Energiezwischenspeicher ist dabei beispielsweise durch einen Kondensator oder ein Akkumulatorsystem gegeben und stellt die Versorgung der Verbraucher auch bei Stillstand des rotierenden Bauteils sicher. Führt das Bauteil hingegen eine rotierende Bewegung aus, so wird die erzeugte elektrische Energie auch zur Auffüllung der Energiereserve im Energiezwischenspeicher genutzt. Darüber hinaus sind Messeinrichtungsvarianten angedacht, in denen zusätzliche Magnetfeldsensoren oder ergänzende Sensoren zum Beispiel zur Erfassung von Temperatur, Dehnung oder Vibrationen zum Einsatz kommen. Diese werden dann ebenfalls mit Hilfe der Energiewandlereinheit versorgt.
Bezugszeichenliste

1: Messeinrichtung
2: Wälzlager
3: Außenring
4: Innenring
5: Wälzkörper
6: Encoderring
7: Fenster
8: Permanentmagnet
9: axiale Richtung
10: Magnetfeldsensor
11: Toroidspule
12: Gehäuse
13: Empfangseinheit
14: Halteelement
15: Dichtelement
16: Deckel
17: Hilfsblech
18: Zylinderspule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1342633 B1 [0003, 0011]

Claims

Messeinrichtung (1) zur Bestimmung einer Betriebszustandsgröße eines rotierenden Bauteils (2), insbesondere eines Lagers (2), umfassend mehrere Komponenten, nämlich einen Permanentmagneten (8), einen Encoderring (6) zur Manipulation des vom Permanentmagneten (8) erzeugten Magnetfeldes, einen Magnetfeldsensor (10), eine Funkeinheit zur Übertragung von Messsignalen des Magnetfeldsensors (10) an eine Auswerteeinheit und eine Energiewandlereinheit (6, 8, 11, 18) zur Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoderring (6) aus einem ferromagnetischen und nicht vormagnetisierten Material gefertigt ist.
Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (10) relativ zum Permanentmagneten (8) ortsfest positioniert ist, so dass eine magnetische Vorspannung zur Festlegung der Magnetfeldpolung im Bereich des Magnetfeldsensors (10) unabhängig vom Betriebszustand des rotierenden Bauteils (2) gegeben ist.
Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Komponenten in einem Gehäuse (12) positioniert ist, welches zur Ausbildung einer Abdichtung für das rotierende Bauteil (2) oder Lager (2) deckel- oder kappenartig ausgestaltet ist.
Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (10) mittels lösbarer Verbindung befestigt ist.
Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetfeldsensor (10) ein aktiver Magnetfeldsensor (10) vorgesehen ist.
Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Permanentmagnet (8) ein ringförmiger Permanentmagnet (8) vorgesehen ist.
Messeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Permanentmagnet (8) multipolar magnetisiert ist.
Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiewandlereinheit (6, 8, 11, 18) eine Toroidspule (11) umfasst, deren ringartiger Körper den ringförmigen Permanentmagneten (8) im Wesentlichen konzentrisch umgibt.
Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Permanentmagnet (8) ein stabförmiger Permanentmagnet (8) vorgesehen ist.
Messeinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiewandlereinheit (6, 8, 11, 18) eine Zylinderspule (18) umfasst, deren zylinderförmiger Körper den stabförmigen Permanentmagneten (8) im Wesentlichen koaxial umgibt.