DE102013218184A1 - Rolling bearing with power generation unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager (1) umfassend einen Innenring (2), einen Außenring (3), einen Lagerkäfig (5), wobei der Lagerkäfig (5) axial gerichtete Stege und zumindest einen ringförmigen Käfigbord (5a, 5b) umfasst, wobei die Stege Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern (4) bilden, und Permanentmagnete (11a, 11b), die mit einer Induktionsspule (8a, 8b) zusammenwirken. Das erfindungsgemäße Wälzlager (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Permanentmagnete (11a, 11b) an einem axialen Ende des Lagerkäfigs (5) angeordnet sind.The invention relates to a rolling bearing (1) comprising an inner ring (2), an outer ring (3), a bearing cage (5), wherein the bearing cage (5) axially directed webs and at least one annular cage board (5a, 5b), wherein the Webs pockets for receiving rolling elements (4) form, and permanent magnets (11a, 11b), which cooperate with an induction coil (8a, 8b). The rolling bearing (1) according to the invention is characterized in that the permanent magnets (11a, 11b) are arranged at one axial end of the bearing cage (5).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer Energieerzeugungseinheit sowie eine Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze, insbesondere einer Führungswalze für Papierbahnen.The invention relates to a rolling bearing with an energy generating unit and a bearing assembly for rotatably supporting a roller, in particular a guide roller for paper webs.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Drehbewegung eines Wälzlagers kann im Betrieb elektrische Energie erzeugen. Hierzu kann eine Energieerzeugungseinheit baulich in das Wälzlager integriert werden. Eine solche Energieerzeugungseinheit kann beispielsweise als Klauenpolgenerator, bei dem Permanentmagnete mit einer Induktionsspule zusammenwirken, ausgebildet sein. Bei einem Klauenpolgenerator umgeben zwei Klauenringe eine Induktionsspule, die die Drehachse des Wälzlagers umlaufen, wobei die beiden Klauenringe in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Die beiden Klauenringe und die Induktionsspule können beispielsweise an einem Lagerring befestigt werden. Steht eine erste Klaue des ersten Klauenrings einem ersten Pol, beispielsweise einem Nordpol, gegenüber, wird ein magnetischer Kreis über eine in Umfangsrichtung benachbarte zweite Klaue, nämlich eine Klaue des zweiten Klauenrings zu einem in Umfangsrichtung benachbarten zweiten, ungleichnamigen, magnetischen Pol, in diesem Fall einem Südpol, gebildet. Dreht sich der Lagerring mit den beiden Klauenringen weiter, steht die zweite Klaue dem Nordpol gegenüber und die erste Klaue einem Südpol, so dass sich die Richtung des die Induktionsspule umgebenden magnetischen Kreises umkehrt und in der Induktionsspule eine magnetische Spannung erzeugt wird. Diese Spannung kann beispielsweise über ein zugeführtes Kabel an der Induktionsspule abgenommen werden.The rotational movement of a rolling bearing can generate electrical energy during operation. For this purpose, a power generation unit can be structurally integrated into the rolling bearing. Such a power generation unit can be designed, for example, as a claw-pole generator, in which permanent magnets interact with an induction coil. In a claw pole generator, two claw rings surround an induction coil that orbits the axis of rotation of the roller bearing, the two claw rings being circumferentially offset from each other. The two claw rings and the induction coil can for example be attached to a bearing ring. When a first jaw of the first jaw ring faces a first pole, for example a north pole, a magnetic circuit becomes circumferentially adjacent a second claw, namely, a claw of the second claw ring to a circumferentially adjacent second non-correspondence magnetic pole, in this case a south pole, formed. If the bearing ring continues to rotate with the two claw rings, the second claw faces the north pole and the first claw a south pole, so that the direction of the magnetic circuit surrounding the induction coil reverses and a magnetic voltage is generated in the induction coil. This voltage can be removed for example via a supplied cable to the induction coil.

An Wälzlagern mit einer Energieerzeugungseinheit, beispielsweise Wälzlager mit einem Klauenpolgenerator, wird von der Praxis gefordert, eine konstante und ausreichend große Spannung zur Verfügung zu stellen, dabei die Standardabmessungen des Wälzlagers beizubehalten und eine einfache Spannungsabnahme zu ermöglichen. Bei ausschwenkbaren Wälzlagern wird von der Praxis zusätzlich gefordert, die Ausschwenkbarkeit durch die Integration der Energieerzeugungseinheit nicht wesentlich einzuschränken.On rolling bearings with a power generating unit, such as bearings with a claw pole generator, the practice is required to provide a constant and sufficiently large voltage, while maintaining the standard dimensions of the bearing and allow easy voltage drop. In the case of swing-out rolling bearings, it is additionally demanded by the practice that the swing-out capability should not be significantly restricted by the integration of the energy-generating unit.

DE 10 2011 075547 A1 beschreibt ein als insbesondere zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildetes Wälzlager mit einem Lagerring, einem Lagerkäfig zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers, einer als insbesondere Klauenpolgenerator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit mit Permanentmagneten, wobei die Magnete in eine Käfignut im mittleren Führungsring des Lagerkäfigs integriert sind und die mit den beiden Klauenringen umgebene Induktionsspule gegenüber dem mittleren Führungsring angeordnet ist. DE 10 2011 075547 A1 describes a designed as a particular double-row spherical roller bearings with a bearing ring, a bearing cage for receiving at least one rolling element, designed as a particular Klauenpolgenerator power generation unit with permanent magnets, the magnets are integrated into a cage groove in the middle guide ring of the bearing cage and the induction coil surrounded with the two claw rings is arranged opposite the middle guide ring.

Gerade bei zweireihigen Pendelrollenlagern ist die Integration der Permanentmagnete in den mittleren Führungsring eines Standardlagerkäfigs sowie die Anordnung der von Klauenringen umgebenen Induktionsspule im Bauraum zwischen den beiden Laufbahnen mit aufwendigen Montagearbeiten verbunden. Des Weiteren ist die Menge der erzeugbaren Energie mit einer lagerinnenliegenden Energieerzeugungseinheit eingeschränkt, da eine Vergrößerung der Induktionsspule und/oder der magnetischen Pole im innenliegenden Raum eines Wälzlagers zu Abschirmungsproblemen mit den Stromfluss führt.Especially with double-row spherical roller bearings, the integration of the permanent magnets in the middle guide ring of a standard bearing cage and the arrangement of the claw rings surrounded induction coil in the space between the two tracks is connected with complex assembly work. Furthermore, the amount of energy that can be generated with a bearing-internal power generation unit is limited, since an increase of the induction coil and / or the magnetic poles in the inner space of a rolling bearing leads to shielding problems with the current flow.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von einem Wälzlager mit einem Klauenpolgenerator, eine Wälzlagerkonstruktion mit Energieerzeugungseinheit anzugeben, die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Wälzlagern ermöglicht und eine Verbesserung der Energiebereitstellung umfasst. Dabei sollen die Standardabmessungen und/oder nur geringfügig angepasste Standardwälzlagerkomponenten verwendbar sein.The object of the invention is therefore, starting from a rolling bearing with a claw pole generator, to specify a rolling bearing construction with energy generating unit, which enables a simple and cost-effective production of rolling bearings and includes an improvement of the energy supply. The standard dimensions and / or only slightly adapted standard rolling bearing components should be usable.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, dass Permanentmagnete an einem axialen Ende des Lagerkäfigs angeordnet sind.The object is achieved according to claim 1, characterized in that permanent magnets are arranged at one axial end of the bearing cage.

Aufgrund der Relativbewegung des Lagerkäfigs, an dem die Permanentmagnete angeordnet sind, und des Innenrings beziehungsweise der Welle, an dem die Klauenringe mit der Induktionsspule angeordnet sind, lässt sich Energie erzeugen. Die Anordnung der Permanentmagnete an einem axialen Ende des Lagerkäfigs sowie die entsprechende Anordnung der Klauenringe mit der Induktionsspule an dem gleichen axialen Ende des Innenrings beziehungsweise der Welle, ermöglicht eine einfache Montage der Energieerzeugungseinheit. Due to the relative movement of the bearing cage on which the permanent magnets are arranged, and the inner ring or the shaft on which the claw rings are arranged with the induction coil, energy can be generated. The arrangement of the permanent magnets at one axial end of the bearing cage and the corresponding arrangement of the claw rings with the induction coil at the same axial end of the inner ring or the shaft, allows easy mounting of the power generation unit.

Des Weiteren ermöglicht die Anordnung der Induktionsspule an einem axialen Ende des Wälzlagers eine einfache elektrische Zuleitung an die Induktionsspule. Diese direkte seitliche Spannungsabnahme zur Versorgung anderer elektronischer Komponenten erfordert daher keine weiteren aufwendigen Anpassungen am Standardwälzlager, wie Bohrungen zur Verlegung von elektrischen Leitungen aus dem Inneren des Wälzlagers. Eine solche nachteilige Bohrung wird beispielsweise bei DE 10 2011 075547 A1 beschrieben.Furthermore, the arrangement of the induction coil at one axial end of the rolling bearing allows a simple electrical supply to the induction coil. Therefore, this direct lateral voltage decrease to supply other electronic components requires no further elaborate adjustments to the standard rolling bearing, such as holes for the installation of electrical cables from the interior of the bearing. Such a disadvantageous bore is for example at DE 10 2011 075547 A1 described.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Permanentmagnete und der Induktionsspule an einem axialen Ende des Wälzlagers besteht darin, dass, im Vergleich zu einer lagerinnenliegenden Konstruktion, die magnetischen Pole und/oder die Induktionsspule zur Erhöhung der Energieerzeugung größer dimensioniert werden können. Beispielsweise müssen die Permanentmagnete bei zweireihigen Wälzlagern mit einer lagerinnenliegenden Konstruktion gegen zwei in Umfangsrichtung verlaufende Reihen von Wälzkörpern abgeschirmt werden, und die Permanentmagnete sind daher bei dieser Ausführung in der Größendimensionierung beschränkt.Another advantage of the arrangement of the permanent magnets and the induction coil on a axial end of the rolling bearing is that, compared to an internal bearing construction, the magnetic poles and / or the induction coil to increase the power generation can be made larger. For example, in the case of double-row rolling bearings with a bearing-internal construction, the permanent magnets must be screened against two circumferentially extending rows of rolling elements, and the permanent magnets are therefore limited in size dimensioning in this embodiment.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Permanentmagnete an einem magnetisch leitfähigen Trägerring über den Umfang verteilt angeordnet. Ein solcher leitfähiger Trägerring stellt den magnetischen Rückschluss zwischen ungleichnamigen magnetischen Polen sicher. Dies ermöglicht beispielsweise die Integration eines Klauenpolgenerators auch in solche Wälzlager, deren Lagerkäfige aus einem magnetisch nicht oder nur schlecht leitenden Material ausgebildet sind. Des Weiteren ermöglicht die Anordnung der Permanentmagnete an einem Trägerring eine einfache und kostengünstige Anbringung von magnetischen Polen zur Stromerzeugung an einem Lagerkäfig eines Wälzlagers; eine aufwendige Integration der magnetischen Pole in den Lagerkäfig selbst entfällt. Darüber hinaus ist die Montage des Trägerrings an einem axialen Ende des Lagerkäfigs durch den seitlichen lageraußenliegende Zugang einfacher und kostengünstiger als bei einer lagerinnenliegenden Konstruktion. In one embodiment of the invention, the permanent magnets are arranged distributed on a magnetically conductive carrier ring over the circumference. Such a conductive carrier ring ensures the magnetic inference between unlike magnetic poles. This allows, for example, the integration of a Klauenpolgenerators in such bearings whose bearing cages are made of a magnetically not or only poorly conductive material. Furthermore, the arrangement of the permanent magnets on a support ring allows a simple and inexpensive attachment of magnetic poles for generating electricity to a bearing cage of a rolling bearing; a complex integration of the magnetic poles in the bearing cage itself is eliminated. In addition, the mounting of the carrier ring at one axial end of the bearing cage by the lateral outboard bearing access easier and cheaper than an internal bearing construction.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Trägerring an dem Käfigbord angeordnet. Die Anordnung des Trägerrings am seitlichen Käfigbord kann beispielsweise koaxial reib-, stoff- oder formschlüssig erfolgen, wie durch Einpressen, Verkleben oder Halterung.In one embodiment of the invention, the carrier ring is arranged on the cage board. The arrangement of the carrier ring on the side cage board can, for example, coaxial friction, material or form-fitting done, such as by pressing, gluing or mounting.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bildet der Käfigbord den Trägerring. So kann beispielsweise bei einem mehrteiligen Lagerkäfig, also bei einem Lagerkäfig bei dem ein Käfigbord auf die axial gerichteten Stege seitlich aufgesetzt ist, der Trägerring die Funktion des seitlichen Käfigbords zur Führung der Wälzkörper übernehmen und weiterhin die Funktion des Trägermediums für die Permanentmagnete erfüllen. Ein Aufsetzen des Trägerrings auf die axial gerichteten Stege kann wieder koaxial reib-, stoff- oder formschlüssig erfolgen. Üblich ist beispielsweise eine Verschraubung oder eine Vernietung.In a further embodiment of the invention, the cage board forms the carrier ring. Thus, for example, in a multi-part bearing cage, so in a bearing cage in which a cage board is mounted on the axially directed webs side, the support ring take over the function of the lateral Käfigbords to guide the rolling elements and continue to fulfill the function of the support medium for the permanent magnets. A placement of the carrier ring on the axially directed webs can again coaxial friction, fabric or form-fitting. Usual, for example, a screw or riveting.

In anderen Worten, eine reib-, form- oder stoffschlüssige Montage des Trägerrings an einem Käfigbord, oder die alternative Ausführungsform bei der der Käfigbord den Trägerring bildet, ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Wälzlagers mit Energieerzeugungseinheit. Beispielsweise können Trägerringe mit Permanentmagneten losgelöst von den anderen Wälzlagerkomponenten hergestellt werden und anschließend, unter geringem Montageaufwand seitlich an dem Lagerkäfig angebracht werden. Dies ermöglicht insbesondere auch die Verwendung von Standardlagerkäfigen unter nur geringer Anpassung der Maße und Herstellungsprozesse. Es können sowohl Massivlagerkäfige als auch mehrteilige Lagerkäfige zum Einsatz kommen. Ein weiterer Vorteil besteht in der Beibehaltung der Standardabmessungen bei Wälzlagern, beispielsweise können auch Standardaußenringe verwendet werden, so dass die Montage des Lagerkäfigs im Lager einfach ist.In other words, a frictional, positive or cohesive mounting of the carrier ring on a cage board, or the alternative embodiment in which the cage board forms the carrier ring, allows a simple and cost-effective production of a rolling bearing with power generation unit. For example, carrier rings can be produced with permanent magnets detached from the other rolling bearing components and then, with little installation effort to be mounted laterally on the bearing cage. This also makes it possible, in particular, to use standard storage cages with only a slight adaptation of the dimensions and production processes. Both solid storage cages and multi-part storage cages can be used. Another advantage is the maintenance of the standard dimensions of rolling bearings, for example, standard outer rings can be used, so that the mounting of the bearing cage in the warehouse is easy.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Induktionsspule entlang einer in Umfangsrichtung des Innenrings (koaxial zum Lagerkäfig) ausgebildeten Ringschulter angeordnet. Dabei kann die Induktionsspule in der Ringschulter derart angeordnet werden, dass die angrenzende Laufbahnfläche und/oder das abschließende axiale Ende des Innenrings bündig abschließen. Daher entstehen für den Innenring des Wälzlagers nur geringe Änderungen der Konstruktionsmaße, und somit können auch hierfür die Standardmaße von Wälzlagern beibehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der raumsparenden Integration der Induktionsspule im Wälzlager. Bei Wälzlagern ohne Innenring kann die Welle eine entsprechende Funktion für die Anordnung der Induktionsspule übernehmen.In one embodiment of the invention, the induction coil is arranged along an annular shoulder formed in the circumferential direction of the inner ring (coaxial with the bearing cage). In this case, the induction coil in the annular shoulder can be arranged such that the adjacent raceway surface and / or the final axial end of the inner ring is flush. Therefore, for the inner ring of the bearing only small changes in the design dimensions, and thus also the standard dimensions of rolling bearings can be maintained for this purpose. Another advantage is the space-saving integration of the induction coil in the rolling bearing. For rolling bearings without inner ring, the shaft can take over a corresponding function for the arrangement of the induction coil.

In einer Ausführungsform der Erfindung weisen beide axialen Enden des Lagerkäfigs je eine Induktionsspule und je eine Mehrzahl von Permanentmagneten auf. Durch den Einsatz von zwei Induktionsspulen kann die Induktionsspannung erhöht werden. Insbesondere im Vergleich zu zweireihigen Wälzlagern mit einer einzigen lagerinnenliegenden Energieerzeugungseinheit hat dies Vorteile, da konstant über 5 Watt bereitgestellt werden können. In one embodiment of the invention, both axial ends of the bearing cage each have an induction coil and a plurality of permanent magnets. By using two induction coils, the induction voltage can be increased. In particular, compared to double-row bearings with a single inner bearing power generation unit, this has advantages, as can be provided consistently over 5 watts.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Wälzlager als Tonnenrollenlager oder als Pendelrollenlager ausgebildet. Sowohl einreihige Tonnenrollenlager als auch zweireihige Pendelrollenlager können als ausschwenkbare Wälzlager konstruiert werden. Bei ausschwenkbaren Wälzlagern kann die Welle mit montiertem Innenring, Wälzkörpern und Lagerkäfig gegenüber dem Außenring verschwenkt werden, wobei die Welle/Innenring und der Lagerkäfig einen gleichbleibenden Abstand halten. Somit wird auch der Luftspalt zwischen einer Induktionsspule und den Permanentmagneten durch die Geometrie des Lagerkäfigs festgelegt und bleibt gleich. Dies ermöglicht eine konstante Bereitstellung/Leistungsabgabe von Induktionsspannung.In one embodiment of the invention, the rolling bearing is designed as a barrel roller bearing or as a spherical roller bearing. Both single-row barrel roller bearings and double-row spherical roller bearings can be designed as swing-out roller bearings. When swinging bearings, the shaft with mounted inner ring, rolling elements and bearing cage relative to the outer ring can be pivoted, with the shaft / inner ring and the bearing cage keep a constant distance. Thus, the air gap between an induction coil and the permanent magnet is determined by the geometry of the bearing cage and remains the same. This allows a constant supply / output of induction voltage.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind Wälzlager zur drehbaren Lagerung einer Walze vorgesehen. Beispielsweise werden Pendelrollenlager für die drehbare Lagerung von großbauenden Walzen eingesetzt. Eine mögliche Lageranordnung ist die drehbare Lagerung der Walze als Führungswalze für Papierbahnen, wobei ein Drucksensor auf der Mantelfläche der Führungswalze durch die Energieerzeugungseinheit des Wälzlagers energetisch beaufschlagt werden kann.In one embodiment of the invention rolling bearings for rotatably supporting a roller intended. For example, spherical roller bearings are used for the rotatable mounting of large-building rollers. A possible bearing arrangement is the rotatable mounting of the roller as a guide roller for paper webs, wherein a pressure sensor on the lateral surface of the guide roller can be energetically acted upon by the power generation unit of the rolling bearing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von zwei Figuren dargestellt. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment of the invention will be illustrated with reference to two figures. Show it:

1 einen axialen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Wälzlagers gemäß einer Ausführungsform, 1 FIG. 2 a partial axial section of a roller bearing according to the invention according to an embodiment, FIG.

2 eine geschnittene Ansicht des Lagerkäfigs aus 1. 2 a sectional view of the bearing cage 1 ,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt den axialen Teilschnitt eines Wälzlager 1, das als zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildet ist, und einen Innenring 2 und einen Außenring 3 umfasst. Der Innenring 2 des Wälzlagers 1 ist auf der Welle 7 montiert. Somit kann sich das Wälzlager 1 um die Drehachse 6 drehen. 1 shows the axial partial section of a rolling bearing 1 , which is designed as a double-row spherical roller bearings, and an inner ring 2 and an outer ring 3 includes. The inner ring 2 of the rolling bearing 1 is on the wave 7 assembled. Thus, the rolling bearing 1 around the axis of rotation 6 rotate.

Wälzlager 1 umfasst weiter einen Lagerkäfig 5 bestehend aus axial gerichteten Stegen 14 (vgl. 2), zwei seitlichen Käfigborden 5a, 5b und einen mittleren Käfigbord 5c (vgl. 2). Vom Lagerkäfig 5 werden also Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern 4 gebildet und somit die Wälzkörper 4 geführt und beabstandet gehalten. roller bearing 1 further includes a bearing cage 5 consisting of axially directed webs 14 (see. 2 ), two lateral cage rims 5a . 5b and a middle cage board 5c (see. 2 ). From the camp cage 5 So are pockets for receiving rolling elements 4 formed and thus the rolling elements 4 kept and kept at a distance.

Des Weiteren zeigt 1 die schematische Darstellung von Bauteilen eines Klauenpolgenerators zur Energieerzeugung. Die dargestellten Bauteile des Klauenpolgenerators umfassen die von Klauenringen 9a, 9b umgebene Induktionsspulen 8a, 8b und die gegenüberliegenden Permanentmagnete 11a, 11b. Je eine Mehrzahl von Permanentmagneten 11a, 11b und die jeweilige gegenüberliegende von Klauenringen 9a, 9b umgebene Induktionsspule 8a, 8b bilden einen Luftspalt 12a, 12b. Further shows 1 the schematic representation of components of a claw pole generator for power generation. The illustrated components of the claw pole generator include those of claw rings 9a . 9b surrounded induction coils 8a . 8b and the opposing permanent magnets 11a . 11b , Depending on a plurality of permanent magnets 11a . 11b and the respective opposite of claw rings 9a . 9b surrounded induction coil 8a . 8b form an air gap 12a . 12b ,

Erfindungsgemäß sind die Permanentmagnete 11a, 11b an einem axialen Ende des Lagerkäfigs angeordnet. Folglich ist auch die von Klauenringen 9a, 9b umgebene Induktionsspule 8a, 8b an dem jeweils gleichen axialen Ende angeordnet. Diese Anordnung an den axialen Enden des Wälzlagers 1 ermöglicht einen vorteilhaften seitlichen Zugang bei der Montage der entsprechenden Bauteile des Klauenpolgenerators. Des Weiteren ist auch eine Abnahme der erzeugten Spannung einfacher als im Vergleich zu einer lagerinnenliegenden Konstruktion. According to the invention, the permanent magnets 11a . 11b arranged at an axial end of the bearing cage. Consequently, that of claw rings 9a . 9b surrounded induction coil 8a . 8b arranged at the respective same axial end. This arrangement at the axial ends of the rolling bearing 1 allows an advantageous lateral access in the assembly of the corresponding components of the claw pole generator. Furthermore, a decrease in the generated stress is easier than compared to an internal bearing construction.

Des Weiteren zeigt 1 die Permanentmagnete 11a, 11b an einem magnetisch leitfähigen Trägerring 10a, 10b über den Umfang verteilt angeordnet. Der Trägerring 10a, 10b hat zum einen die Funktion, den magnetischen Rückschluss zwischen ungleichnamigen magnetischen Polen sicher zu stellen. Zum anderen kann der Trägerring 10a, 10b mit den Permanentmagneten 11a, 11b vollständig hergestellt beziehungsweise vormontiert werden, bevor er anschließenden vorteilhaft von außen an den Lagerkäfig 5 angeordnet werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise einen einfachen und kostensparenden Produktionsschritt in der Herstellung von erfindungsgemäßen Wälzlagern.Further shows 1 the permanent magnets 11a . 11b on a magnetically conductive carrier ring 10a . 10b arranged distributed over the circumference. The carrier ring 10a . 10b on the one hand has the function to ensure the magnetic inference between unlike magnetic poles. On the other hand, the carrier ring 10a . 10b with the permanent magnets 11a . 11b be completely manufactured or pre-assembled, before he subsequently advantageous from the outside to the bearing cage 5 can be arranged. This allows, for example, a simple and cost-saving production step in the production of rolling bearings according to the invention.

Eine Anordnung des Trägerrings 10a, 10b am Käfigbord 5a, 5b kann hierbei in unterschiedlichen Ausführungsformen erfolgen. An arrangement of the carrier ring 10a . 10b on the cage board 5a . 5b This can be done in different embodiments.

Beispielsweise zeigt 2 in einer geschnittenen perspektivischen Ansicht den Trägerring 10a, 10b axial form-, reib- oder stoffschlüssiges am Käfigbord 5a, 5b des erfindungsgemäßen Lagerkäfigs 5 angeordnet. Diese Anordnung ist vorteilhaft bei Massivlagerkäfigen bei denen die Käfigborde 5a, 5b ein Teil des Lagerkäfigs sind. So könnte ein magnetisch nicht leitfähiger Messingmassivlagerkäfig zur Isolation eingesetzt werden und ein angeordneter Trägerring den magnetischen Rückschluss sicherstellen.For example, shows 2 in a sectional perspective view of the carrier ring 10a . 10b axially form-, friction- or cohesive on the cage board 5a . 5b the bearing cage according to the invention 5 arranged. This arrangement is advantageous in solid storage cages where the cage rims 5a . 5b are part of the bearing cage. Thus, a magnetically non-conductive brass solid bearing cage could be used for insulation and an arranged carrier ring to ensure the magnetic return.

In einem anderen Beispiel (nicht graphisch illustriert) kann der Käfigbord den Trägerring bilden. In diesem Beispiel erhält der Trägerring eine zusätzliche Führungsfunktion des Käfigbords. Dieses andere Beispiel ist beispielsweise bei mehrteiligen Lagerkäfigen vorteilhaft. So könnten die Stege und gegebenenfalls mittlere Käfigborde aus magnetisch nicht leitfähigem Material bestehen und der Trägerring durch beispielsweise Aufschrauben, Vernieten oder Verklicken axial an die Stege angeordnet werden und aus beispielsweise Stahl gefertigt sein. Hier dient also ein Teil des Käfigs zur Isolation, wobei der Trägerring die magnetische Rückschlussfunktion sicherstellt.In another example (not graphically illustrated), the cage shelf may form the carrier ring. In this example, the carrier ring receives an additional guide function of the cage shelf. This other example is advantageous, for example, in multi-part bearing cages. Thus, the webs and possibly middle Käfigborde could consist of magnetically non-conductive material and the support ring are axially arranged for example by screwing, riveting or clicking on the webs and be made of steel, for example. So here is a part of the cage for isolation, the carrier ring ensures the magnetic inference function.

Zurück zur 1, diese zeigt die Induktionsspule 8a, 8b entlang einer in Umfangsrichtung des Innenrings (koaxial zum Lagerkäfig) ausgebildeten Ringschulter 13a, 13b angeordnet. Die von Klauenringen 9a, 9b umgebene Induktionsspule 8a, 8b kann hierbei mit der angrenzende Laufbahnfläche (nicht in 1 illustriert) und/oder dem abschließende axialen Ende des Innenrings 2 (in 1 illustriert) bündig abschließen. Dies ermöglicht außerdem die vorteilhafte Bauraumausnutzung des Wälzlagers 1.Back to 1 , this shows the induction coil 8a . 8b along an annular shoulder formed in the circumferential direction of the inner ring (coaxial with the bearing cage) 13a . 13b arranged. The of claw rings 9a . 9b surrounded induction coil 8a . 8b can in this case with the adjacent raceway surface (not in 1 illustrated) and / or the final axial end of the inner ring 2 (in 1 illustrated) flush. This also allows the advantageous space utilization of the bearing 1 ,

Nicht in 1 dargestellt, jedoch ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst sind Wälzlager mit nur einem seitlichen Käfigbord, beispielsweise kann ein axiales Ende des Lagerkäfigs des Wälzlagers zwecks einfacher Schmierung oder aus anderen Gründen offen bleiben. In diesem Fall umfasst der Klauenpolgenerator nur an einem axialen Ende eine Einheit bestehend aus einer Mehrzahl von Permanentmagneten und einer von Klauenringen umgebenen Induktionsspule.Not in 1 illustrated, but also included in the concept of the invention are rolling bearings with only one side cage shelf, for example, one axial end of the bearing cage of the rolling bearing may remain open for ease of lubrication or other reasons. In this case, the claw-pole generator comprises only at one axial end a unit consisting of a plurality of permanent magnets and an induction coil surrounded by claw rings.

Nicht in 1 und 2 dargestellt, jedoch ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst sind Wälzlager und die zugehörigen Lagerkäfige mit einer beliebigen Anzahl von Reihen zur Aufnahme von Wälzkörpern. Ein Beispiel für ein einreihiges Wälzlager ist das Tonnenrollenlager.Not in 1 and 2 illustrated, but also included in the concept of the invention are rolling bearings and the associated bearing cages with any number of rows for receiving rolling elements. An example of a single-row roller bearing is the barrel roller bearing.

In der Beschreibung zu 1 und 2 wird von einem Klauenpolgenerator mit zumindest einer Einheit, aber auch möglichen zwei Einheiten bestehend aus einer Mehrzahl von Permanentmagneten und Induktionsspule gesprochen. Es versteht sich, dass erfindungsgemäß auch an jedem axialen Ende je ein separater Klauenpolgenerator mit je einer Einheit bestehend aus einer Mehrzahl von Permanentmagneten und Induktionsspule vorhanden sein kann.In the description too 1 and 2 is spoken by a Klauenpolgenerator with at least one unit, but also possible two units consisting of a plurality of permanent magnets and induction coil. It is understood that, according to the invention, a separate claw-pole generator, each having a unit consisting of a plurality of permanent magnets and an induction coil, can also be present at each axial end.

Das erfindungsgemäße Wälzlager kann außerdem vorteilhaft als Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze eingesetzt werden. Hierbei kann die Walze beispielsweise eine Führungswalze für Papierbahnen sein.The rolling bearing according to the invention can also be advantageously used as a bearing assembly for rotatably supporting a roller. In this case, the roller can be, for example, a guide roller for paper webs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wälzlager roller bearing
22
Innenring inner ring
33
Außenring outer ring
44
Wälzkörper rolling elements
55
Lagerkäfig bearing cage
5a 5a
seitlicher Käfigbordlateral cage shelf
5b 5b
seitlicher Käfigbordlateral cage shelf
5c5c
mittlerer Käfigbord middle cage board
66
Drehachse axis of rotation
77
Welle wave
8a 8a
Induktionsspuleinduction coil
8b8b
Induktionsspule induction coil
9a 9a
Klauenringeclaw rings
9b 9b
Klauenringeclaw rings
10a10a
Trägerring support ring
10b10b
Trägerring support ring
11a11a
Permanentmagnete permanent magnets
11b11b
Permanentmagnete permanent magnets
12a12a
Luftspalt air gap
12b12b
Luftspalt air gap
13a13a
Ringschulter annular shoulder
13b13b
Ringschulter annular shoulder
1414
Steg web

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Wälzlager (1), umfassend: einen Innenring (2), einen Außenring (3), einen Lagerkäfig (5), wobei der Lagerkäfig (5) axial gerichtete Stege (14) und zumindest einen ringförmigen Käfigbord (5a, 5b) umfasst, wobei die Stege (14) Taschen zur Aufnahme von Wälzkörpern (4) bilden, und Permanentmagnete (11a, 11b), die mit einer Induktionsspule (8a, 8b) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (11a, 11b) an einem axialen Ende des Lagerkäfigs (5) angeordnet sind.Roller bearing ( 1 ) comprising: an inner ring ( 2 ), an outer ring ( 3 ), a bearing cage ( 5 ), the bearing cage ( 5 ) axially directed webs ( 14 ) and at least one annular cage board ( 5a . 5b ), wherein the webs ( 14 ) Pockets for receiving rolling elements ( 4 ), and permanent magnets ( 11a . 11b ) with an induction coil ( 8a . 8b ), characterized in that the permanent magnets ( 11a . 11b ) at one axial end of the bearing cage ( 5 ) are arranged. Wälzlager (1) nach Anspruch 1, wobei die Permanentmagnete (11a, 11b) an einem magnetisch leitfähigen Trägerring (10a, 10b) über den Umfang verteilt angeordnet sind.Roller bearing ( 1 ) according to claim 1, wherein the permanent magnets ( 11a . 11b ) on a magnetically conductive carrier ring ( 10a . 10b ) are distributed over the circumference. Wälzlager (1) nach Anspruch 2, wobei der Trägerring (10a, 10b) an dem Käfigbord (5a, 5b) angeordnet ist.Roller bearing ( 1 ) according to claim 2, wherein the carrier ring ( 10a . 10b ) on the cage board ( 5a . 5b ) is arranged. Wälzlager (1) nach Anspruch 2, wobei der Käfigbord (5a, 5b) den Trägerring (10a, 10b) bildet.Roller bearing ( 1 ) according to claim 2, wherein the cage board ( 5a . 5b ) the carrier ring ( 10a . 10b ). Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Induktionsspule (8a, 8b) entlang einer in Umfangsrichtung des Innenrings (2) ausgebildeten Ringschulter (13a, 13b) angeordnet ist.Roller bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the induction coil ( 8a . 8b ) along a circumferential direction of the inner ring ( 2 ) trained annular shoulder ( 13a . 13b ) is arranged. Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei beide axialen Enden des Lagerkäfigs (5) je eine Induktionsspule (8a, 8b) und je eine Mehrzahl von Permanentmagneten (11a, 11b) aufweist. Roller bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein both axial ends of the bearing cage ( 5 ) one induction coil each ( 8a . 8b ) and a plurality of permanent magnets ( 11a . 11b ) having. Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wälzlager (1) als Tonnenrollenlager ausgebildet ist.Roller bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the rolling bearing ( 1 ) is designed as a barrel roller bearing. Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wälzlager (1) als Pendelrollenlager ausgebildet ist.Roller bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the rolling bearing ( 1 ) is designed as a spherical roller bearing. Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze mit einem Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Bearing arrangement for the rotatable mounting of a roller with a rolling bearing ( 1 ) according to one of claims 1 to 8. Lageranordnung nach Anspruch 9, wobei die Walze eine Führungswalze für Papierbahnen ist.Bearing assembly according to claim 9, wherein the roller is a guide roller for paper webs.
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