DE102019205796B4 - Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers eines Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten - Google Patents

Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers eines Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten Download PDF

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Abstract

Wälzlager umfassend mindestens zwei Wälzlagerringe (14), zwischen den Wälzlagerringen (14) angeordnete Wälzkörper und einen Wälzkörperkäfig (8) zur Beabstandung der Wälzkörper untereinander, wobei das Wälzlager (100) eine Generatorvorrichtung (1) für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers (2) der Wälzkörper des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten enthält und die Generatorvorrichtung (1) den achssymmetrisch ausgebildeten Wälzkörper (2) mit mindestens einer Stirnseite (3), mindestens einen an dem Wälzkörper (2) stirnseitig angeordneten Generatorpolschuh (4), in dem mindestens eine Induktionsspule (5) beabstandet zur Wälzkörperachse (A) aufgenommen ist und einen Magnethalter (6) mit mindestens einem Magneten (7) für eine Wechselwirkung mit der Induktionsspule (5) umfasst, wobei der Magnethalter (6) dem Generatorpolschuh (4) gegenüberliegend an einem Wälzkörperkäfig (8) verdrehsicher positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnethalter (6) an dem Generatorpolschuh (4) mittels eines Generatorlagers (9) gelagert ist, das koaxial zu der Wälzkörperachse (A) angeordnet ist und den mindestens einen Magneten (7) axial beabstandet zu dem Generatorpolschuh (4) positioniert und der Magnethalter (6) in einer Ausnehmung (15) des Wälzkörperkäfigs (8) schwimmend und verdrehsicher gelagert ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einer Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten.
  • Um Wälzlager bezüglich der Lebensdauer und Materialermüdung zu optimieren, ist eine möglichst genaue Kenntnis der inneren Lagerbelastungen wünschenswert. Um an diese Daten zu gelangen, musste ein Lager bislang mit komplizierter Messtechnik versehen werden, die die Funktion des Lagers teilweise einschränkte. Das Lager musste für die Aufnahme von Sensoren aufwändig umgebaut werden.
  • Zur Lösung dieser Problemstellung wurden bereits kompakte Systeme vorgeschlagen, bei denen die gesamte Messtechnik in einem Wälzkörper untergebracht ist, der die Kraftübertragung zwischen Innen- und Außenring des Wälzlagers bereitstellt. Solche Systeme können ohne einen aufwändigen Umbau in ein bestehendes Wälzlager integriert werden.
  • Für eine Energieversorgung der Messtechnik ohne physische Verbindungen nach außen wurden beispielsweise Batterien in dem Wälzkörper zur Energieversorgung eingesetzt. Nachteilig ist die begrenzte Speicherkapazität und der Platzbedarf von Batterien, die es erschweren eine Energieversorgung der Messtechnik über die gesamte Lebensdauer des Wälzlagers sicherzustellen.
  • Aus DE 10 2016 116 118 A1 ist daher ein Wälzkörper für ein Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, der einen induktiven Mikrogenerator umfasst. Der Wälzkörper weist eine Vielzahl von Spulen auf, die auf einer Kreisbahn zwischen einer in der Mitte des Wälzkörpers angeordneten Bohrung und dessen Außenmantel angeordnet sind. Damit die Wälzkörper des Wälzlagers regelmäßig beabstandet bleiben, sind sie in den Taschen eines zwischen dem Außenring und dem Innenring befindlichen Käfigs angeordnet. An der Stelle des Wälzkörpers (innere Seite der Käfigtasche gegenüber der Stirnseite des Wälzkörpers) umfasst der Käfig Magnete, die es dem Mikrogenerator ermöglichen einen Strom zu induzieren und somit eine Energieversorgung für einen im Wälzkörper angeordneten Sensor und ein Funkmodul bereitzustellen. Der Mikrogenerator ist vorgesehen, alleine aus der Bewegung, d.h. dem Abrollen, des Wälzkörpers Energie zu generieren. Nachteilig ist, dass der Mikrogenerator aufgrund von Bewegungen des Wälzkörpers relativ zum Käfig einen schwankenden Wirkungsgrad aufweist, aufgrund dessen der Betrieb des Sensors und des Funkmoduls zeitweise nur eingeschränkt möglich ist.
  • DE 10 2013 221 269 A1 beschreibt ein Wälzlager mit einem Innenring und einem Außenring, sowie einem Lagerkäfig zur Aufnahme von mindestens einer Reihe von Wälzkörpern. An dem Innenring ist eine Induktionsspule angeordnet, die mit am Außenring angeordneten Permanentmagneten zusammenwirkt. Die Permanentmagnete sind an einem ringförmigen Halter angeordnet, der mittels eines Verdrehsicherungselementes gegen Verdrehen in Umfangsrichtung gesichert und mit dem Außenring fixiert ist. Bei Wälzlagern, die nicht verkippbar ausgebildet sind und/oder nur ein geringes Verkippen erlauben, kann auf ein Spiel verzichtet werden und das Verdrehsicherungselement formschlüssig mit dem ringförmigen Halter verbunden werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Wälzlager mit einer Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten zu schaffen, die zuverlässig und mit einem verbesserten Wirkungsgrad arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Wälzlager mit einer Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Hierdurch wird ein Wälzlager geschaffen, das mindestens zwei Wälzlagerringe, zwischen den Wälzlagerringen angeordnete Wälzkörper und einen Wälzkörperkäfig zur Beabstandung der Wälzkörper untereinander umfasst. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Wälzlager die nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Generatorvorrichtung für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten.
  • Die Generatorvorrichtung umfasst einen achssymmetrisch ausgebildeten Wälzkörper mit mindestens einer Stirnseite, einen an dem Wälzkörper stirnseitig angeordneten Generatorpolschuh, in dem mindestens eine Induktionsspule beabstandet zur Wälzkörperachse aufgenommen ist und einen Magnethalter mit mindestens einem Magneten für eine Wechselwirkung mit der Induktionsspule. Der Magnethalter ist dem Generatorpolschuh gegenüberliegend an einem Wälzkörperkäfig oder Wälzkörperkäfigsegment verdrehsicher positionierbar. Der Magnethalter ist erfindungsgemäß ferner an dem Generatorpolschuh mittels eines Generatorlagers gelagert, das koaxial zu der Wälzkörperachse angeordnet ist und den mindestens einen Magneten axial beabstandet zu dem Generatorpolschuh positioniert. Mit Generatorlager ist hier eine Lagervorrichtung zur Lagerung des Magnethalters gegenüber des Generatorpolschuhs gemeint. Das Generatorlager ist vorzugsweise dazu ausgebildet, sowohl radiale als auch axiale Belastungen zu übertragen.
  • Durch die erfindungsgemäße Lagerung des Magnethalters an dem Generatorpolschuh mittels eines Generatorlagers wird erreicht, dass die Bahn der mindestens einen Induktionsspule während der Abrollbewegung des Wälzkörpers relativ zu dem mindestens einen Magneten festgelegt wird. Relativverschiebungen des Magnethalters zu dem Generatorpolschuh sind auf das radiale Spiel des Lagers begrenzt.
  • Erfindungsgemäß positioniert das Generatorlager ferner den mindestens einen Magneten axial beabstandet zu dem Generatorpolschuh. Das Generatorlager ist somit geeignet, zumindest axiale Druckbelastungen aufzunehmen, um eine axiale Beabstandung der Magneten von dem Generatorpolschuh zu gewährleisten. Aufgrund der Wirkung der Magneten wird der Magnethalter zu dem, vorzugsweise aus Stahl hergestellten, Wälzkörper hingezogen, so dass eine axiale Druckbelastbarkeit des Lagers ausreichend ist, um einen im Wesentlichen konstanten Abstand zwischen den Magneten und dem Generatorpolschuh zu gewährleisten.
  • Durch die erfindungsgemäße Lagerung des Magnethalters an dem Generatorpolschuh wird somit vorteilhaft sowohl die radiale als auch die axiale Relativbewegung des mindestens einen Magneten zu der mindestens einen Induktionsspule definiert. Der Wirkungsgrad der Generatorvorrichtung ist dadurch während der Abrollbewegung des Wälzkörpers im Lager erhöht und vergleichmäßigt. Ausfälle und Minderleistungen der Generatorvorrichtung durch eine Relativverschiebung von Käfig zu Wälzkörper werden vermieden.
  • Der Magnethalter ist in dem erfindungsgemäßen Wälzlager in einer Ausnehmung des Wälzkörperkäfigs schwimmend und verdrehsicher gelagert. Durch diese Lagerung des Magnethalters am Wälzkörperkäfig wird erreicht, dass die Generatorvorrichtung als eigenständige Einheit im Wälzlager angeordnet ist, die vom Käfig während einer Drehung des Wälzlagers mitgeführt wird. Die Verdrehsicherung des Magnethalters am Käfig verhindert effektiv ein Mitdrehen des Magnethalters beim Abrollen des Wälzkörpers auf einer Wälzkörperlaufbahn der Wälzlagerringe. Es wird somit sichergestellt, dass auch bei belastungs- oder verschleißbedingt erhöhten Reibwerten des Generatorlagers eine relative Rotation des Generatorpolschuhs gegenüber dem mindestens einen Magneten beim Abrollen des Wälzkörpers auftritt. Die schwimmende Lagerung des Magnethalters am Wälzkörperkäfig ermöglicht eine Entkopplung der Bewegungen des Wälzkörperkäfigs und des Magnethalters, insbesondere in der Haupterstreckungsrichtung des Wälzkörperkäfigs. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Generatorlager ein radiales Lagerspiel auf, das geringer ist als ein Spiel des Magnethalters in der Ausnehmung des Wälzkörperkäfigs.
  • Vorzugsweise kann das Generatorlager als ein Gleitlager ausgebildet sein. Ein Gleitlager bildet eine kostengünstige Lagerung des Magnethalters mit einer hinreichenden Führungsgenauigkeit. Da der Raum zwischen Wälzkörper, Wälzkörperkäfig und Lagerringen ohnehin üblicherweise mit einer Fettschmierung gefüllt ist, ist eine zusätzliche Schmierung des Gleitlagers nicht erforderlich.
  • Für die Gleitlagerung ist vorzugsweise vorgesehen, dass in den Generatorpolschuh und/oder in die Stirnseite des Wälzkörpers koaxial zur Wälzkörperachse eine umlaufende Nut eingebracht ist, in die mindestens ein an dem Magnethalter ausgebildeter Vorsprung eingreift. Der Vorsprung des Magnethalters weist vorzugsweise eine wählbare axiale Erstreckung auf, die größer ist als die Tiefe der umlaufenden Nut. Durch die Wahl der axialen Erstreckung ist der axiale Abstand zwischen Magnet und Generatorpolschuh einstellbar.
  • Alternativ kann das Generatorlager als ein Wälzlager ausgebildet sein, wobei das Wälzlager beispielsweise ein Kugellager sein kann. Ein Wälzlager weist im Vergleich zum Gleitlager einen geringeren Verschleiß auf und kann auch ein geringeres Reibmoment aufweisen.
  • Unabhängig vom Lagertyp liegt die axiale Beabstandung des mindestens einen Magneten zu dem Generatorpolschuh vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm. Durch die Wahl der axialen Beabstandung innerhalb dieses Bereichs werden der Wirkungsgrad und zugleich die Lebensdauer der Generatorvorrichtung verbessert. Während die in der Induktionsspule erzeugte Energie mit abnehmender Beabstandung zunimmt, ist aufgrund des über die Lebensdauer eines Wälzlagers auftretenden Verschleißes der Lagerkomponenten empfehlenswert einen Mindestabstand einzuhalten, damit eine Berührung von Generatorpolschuh und Magneten zuverlässig vermieden wird. Eine solche Berührung würde innerhalb kurzer Zeit zu Beschädigungen der Generatorvorrichtung führen. Innerhalb der axialen Beabstandung kann beispielsweise auch eine Versiegelung des Generatorpolschuhs, beispielsweise mittels eines Epoxidharzsystems, vorgesehen sein.
  • Bei dem Wälzlager kann ferner vorgesehen sein, dass der Wälzkörper in dem Wälzkörperkäfig ein axiales Spiel aufweist, das geringer ist als eine axiale Eingriffstiefe des Gleitlagers. Dadurch kann ein besonders einfach aufgebautes Gleitlager Verwendung finden, das keinen Maximalabstand zwischen Magnethalter und Generatorpolschuh definiert. Durch die formschlüssige Einfassung des Wälzkörpers mit Generatorpolschuh und Magnethalter in einer Tasche des Wälzkörperkäfigs wird das Gleitlager in Eingriff gehalten.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch einen Abschnitt eines Wälzlagers mit einer Generatorvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer teilweisen Schnittdarstellung,
    • 2 zeigt schematisch eine Detaildarstellung des Wälzlagers und der Generatorvorrichtung nach 1,
    • 3 zeigt schematisch den Magnethalter der Generatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 4 zeigt schematisch den Wälzkörper der Generatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 5 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung der Generatorvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 6 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Generatorvorrichtung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 und 2 ist ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Wälzlagers 100 gezeigt. Das Wälzlager weist zwei Wälzlagerringe, zwischen den Wälzlagerringen angeordnete Wälzkörper 2 und einen Wälzkörperkäfig 8 zur Beabstandung der Wälzkörper 2 untereinander auf. Von den zwei Wälzlagerringen ist nur der untere Wälzlagerring 14 dargestellt. Ein oberer Wälzlagerring (nicht dargestellt) schließt im zusammengebauten Zustand das Laufbahnsystem ab. Der Wälzkörperkäfig 8 weist Käfigtaschen 18 für die Aufnahme und regelmäßige Beabstandung von Wälzkörpern 2 auf. In 1 ist nur eine Käfigtasche 18 mit einem Wälzkörper 2 belegt, an dem die erfindungsgemäße Generatorvorrichtung 1 angeordnet ist. Im zusammengebauten Zustand sind die übrigen Käfigtaschen 18 mit weiteren Wälzkörpern belegt.
  • Der Wälzkörper 2 enthält eine zentrale, axiale Bohrung, in die Elektronikkomponenten aufgenommen werden können. Die weiteren Wälzkörper können massiv oder ebenfalls hohl ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise sind die Wälzlagerringe und die Wälzkörper aus Stahl hergestellt, wobei die Wälzlageringe gehärtete Laufbahnen für die Wälzkörper aufweisen. Denkbar ist aber auch der Einsatz der erfindungsgemäßen Generatorvorrichtung in Drahtlagern, bei denen die Wälzkörper vorzugsweise auf gehärteten Stahldrähten laufen, die in ein weicheres und leichteres Material, wie beispielsweise Aluminium, eingebettet sind. Der Wälzkörperkäfig 8 ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt, der mit einer Beschichtung versehen ist. Er kann aber auch aus, beispielsweise Kunststoff, Bronze, Messing oder Aluminium bestehen.
  • Insbesondere kann es sich bei dem Wälzlager 100 um ein Großwälzlager mit einem Durchmesser von beispielsweise mehr als 800 mm handeln. Der Wälzkörper 2 hat vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 200 mm, bevorzugt im Bereich von 40 bis 150 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 100 mm.
  • An dem in 1 dargestellten Wälzkörper 2 ist eine Generatorvorrichtung 1 für die Energieversorgung von innerhalb des Wälzkörpers 2 des Wälzlagers 100 angeordneten Elektronikkomponenten vorgesehen. Die Generatorvorrichtung 1 umfasst den achssymmetrisch ausgebildeten Wälzkörper 2, der zwei Stirnseiten aufweist, wobei an einer der Stirnseiten 3 ein Generatorpolschuh 4 angeordnet ist. In dem Generatorpolschuh 4 ist mindestens eine Induktionsspule 5 beabstandet zur Wälzkörperachse A aufgenommen (vgl. 2). Die Generatorvorrichtung 1 umfasst ferner einen Magnethalter 6 mit mindestens einem Magneten 7 für eine Wechselwirkung mit der Induktionsspule 5 (vgl. 2), wobei der Magnethalter 6 dem Generatorpolschuh 4 gegenüberliegend an dem Wälzkörperkäfig 8 verdrehsicher positioniert ist. Dazu ist der Magnethalter 6 in einer Ausnehmung 15 des Wälzkörperkäfigs 8 verdrehsicher angeordnet.
  • Wie in 2 gezeigt ist der Magnethalter 6 an dem Generatorpolschuh 4 mittels eines Generatorlagers 9 gelagert, das koaxial zu der Wälzkörpersymmetrieachse A angeordnet ist und den mindestens einen Magneten 7 axial beabstandet zu dem Generatorpolschuh 4 positioniert. Das Generatorlager 9 kann, wie in 1 bis 5 gezeigt, als ein Gleitlager 10 ausgebildet sein. Der Magnethalter 6 ist vorzugsweise aus einem anderen nicht magnetischen Material, als der Wälzkörper 2 hergestellt.
  • Darüber hinaus weist der Wälzkörper 2 in dem Wälzkörperkäfig 8 ein axiales Spiel auf, das geringer ist als eine axiale Eingriffstiefe des Gleitlagers 10. Im zusammengebauten Zustand des Wälzlagers 100 wird das Gleitlager 10 somit durch den Wälzkörperkäfig 8 in Eingriff gehalten.
  • Die Bestandteile des Gleitlagers 10 sind in 3 und 4 einzeln dargestellt. In 3 ist der Magnethalter 6 gezeigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Magnethalter 6 eine Grundplatte auf, in der Magneten 7 in Ausnehmungen aufgenommen sind. Die Ausnehmungen können bevorzugt als abgestufte Durchbrüche ausgebildet sein, die an der dem Wälzkörper zugewandten Seite einen reduzierten Durchmesser aufweisen. Die Magneten 7 können dann von der dem Wälzkörper 2 abgewandten Seite in den Magnethalter 6 eingesetzt werden und sind durch Formschluss im Magnethalter 6 gesichert. Ein Austreten der Magnete 7 in Richtung des Wälzkörpers 2 aufgrund ihrer Magnetwirkung wird so vorteilhaft verhindert.
  • Die Magnete 7 sind vorzugsweise entlang eines Kreisumfangs auf dem Magnethalter 6 angeordnet. Für eine hohe Energieeffizienz der Generatorvorrichtung 1 wird der Magnethalter 8 möglichst groß dimensioniert und die Magnete 7 darauf entlang eines möglichst großen Kreisumfangs angeordnet. Die Abmessungen des Magnethalters 6 sind dabei durch die Höhe des Wälzkörperkäfigs 8 begrenzt.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Magnethalter 6 ferner von der Grundplatte vorstehende Vorsprünge 12 auf, die segmentartig entlang eines Kreisumfangs angeordnet sind. Denkbar ist aber auch, dass nur ein Vorsprung vorgesehen ist, der sich entlang eines Kreissegments oder des gesamten Kreisumfangs erstreckt. Ein Vorteil segmentartiger Vorsprünge 12 des Magnethalters 6 ist es, dass diese in Eckbereichen des Magnethalters 6 vorgesehen sein können, ohne dass der maximal mögliche Kreisumfang für die Anordnung der Magnete 7 verringert wird.
  • 4 zeigt den zugehörigen Wälzkörper 2 mit Generatorpolschuh 4. Der Generatorpolschuh 4 weist Spulenaufnahmen 19 mit zentralen Erhebungen auf, die den Spulenkern für die darin aufnehmbaren Induktionsspulen 5 bilden. Der Generatorpolschuh 4 ist vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt, muss also magnetisch leitend sein.
  • In den Generatorpolschuh 4 und in die Stirnseite 3 des Wälzkörpers 2 ist koaxial zur Wälzkörperachse A eine umlaufende Nut 11 eingebracht. Die umlaufende Nut 11 erstreckt sich am Umfangsrand des Generatorpolschuhs 4 und ist teilweise in den Generatorpolschuh 4 und andererseits teilweise in die Stirnseite 3 des Wälzkörpers 2 eingebracht (vgl. auch 5). Denkbar sind aber auch Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Nut vollständig im Generatorpolschuh 4 oder vollständig in der Stirnseite 3 verläuft. Vorzugsweise ist die Nut 11 radial außerhalb der Induktionsspulen 5 und der Magnete 7 angeordnet, wodurch die Stabilität der Lagerung erhöht ist.
  • Die Nut 11 ist dafür vorgesehen, dass der mindestens eine an dem Magnethalter 6 ausgebildeter Vorsprung 12 zur Gleitlagerung darin eingreift. Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen die Nut 11 eine Hinterschneidung aufweist, die mit an den Vorsprüngen 12 ausgebildeten Rastnasen zusammenwirkt. In diesem Fall kann das Gleitlager axiale Belastungen in beiden Richtungen aufnehmen.
  • Bevorzugt liegt die axiale Beabstandung des mindestens einen Magneten 7 zu dem Generatorpolschuh 4 im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm. In dem in 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Beabstandung ca. 0,1 mm. Die axiale Beabstandung ist einstellbar über die Wahl der axialen Erstreckung der Vorsprünge 12 im Verhältnis zur Tiefe der Nut 11.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Generatorvorrichtung nach 1 bis 4 im zusammengebauten Zustand. Dabei ist der Generatorpolschuh 4 in einer gestuften Ausnehmung in der Stirnseite 3 des Wälzkörpers 2 angeordnet. Der Generatorpolschuh 4 schließt vorzugsweise im Wesentlichen bündig mit der Stirnseite des Wälzkörpers ab. Die Stufe der Ausnehmung des Wälzkörpers 2 bildet zusammen mit einer umlaufenden Schulter des Generatorpolschuhs 4 den Boden der Nut 11 des Gleitlagers 10.
  • In dem Käfig 8 ist eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme des Magnethalters 6 vorgesehen. Der Magnethalter 6 ist in der Ausnehmung 15 des Wälzkörperkäfigs 8 schwimmend und verdrehsicher gelagert. Das Spiel 17 des Magnethalters 6 in der Ausnehmung 15 beträgt vorzugsweise ca. 1-2 mm.
  • Die Vorsprünge 12 des Magnethalters 6 greifen in die Nut 11 für eine Gleitlagerung ein. Das Gleitlager 10 weist ein radiales Lagerspiel 16 auf, das geringer ist als ein Spiel 17 des Magnethalters 6 in der Ausnehmung 15 des Wälzkörperkäfigs 8. Durch das als Gleitlager 9 ausgebildete Generatorlager 10 wird der Magnethalter 6 mit der Genauigkeit des Lagerspiels 6 gegenüber dem Generatorpolschuh 4 positioniert.
  • 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Generatorvorrichtung 1, bei dem das Generatorlager 9 als ein Wälzlager 13, nämlich als Kugellager, ausgebildet ist. Das dargestellte Kugellager ist geeignet, sowohl radiale als auch axiale Lasten aufzunehmen. Bei der Verwendung eines Wälzlagers 13 zur Lagerung muss ein vollständiger Lagerring am Magnethalter 6 angebracht werden. Für eine maximale Energieeffizienz der Generatorvorrichtung ist es daher vorteilhaft, das Wälzlager radial innenliegend zu den Magneten 7 vorzusehen, damit diese entlang eines größtmöglichen Kreisumfangs auf dem Magnethalter 6 angeordnet werden können.
  • Im Übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel für das zweite Ausführungsbeispiel entsprechend.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Generatorvorrichtung
    2
    Wälzkörper
    3
    Stirnseite
    4
    Generatorpolschuh
    5
    Induktionsspule
    6
    Magnethalter
    7
    Magnet
    8
    Wälzkörperkäfig
    9
    Generatorlager
    10
    Gleitlager
    11
    Nut
    12
    Vorsprung
    13
    Wälzlager
    14
    Wälzlagerring
    15
    Ausnehmung
    16
    Lagerspiel
    17
    Spiel
    18
    Käfigtasche
    19
    Spulenaufnahme
    100
    Wälzlager
    A
    Wälzkörperachse

Claims (9)

  1. Wälzlager umfassend mindestens zwei Wälzlagerringe (14), zwischen den Wälzlagerringen (14) angeordnete Wälzkörper und einen Wälzkörperkäfig (8) zur Beabstandung der Wälzkörper untereinander, wobei das Wälzlager (100) eine Generatorvorrichtung (1) für die Energieversorgung von innerhalb eines Wälzkörpers (2) der Wälzkörper des Wälzlagers angeordneten Elektronikkomponenten enthält und die Generatorvorrichtung (1) den achssymmetrisch ausgebildeten Wälzkörper (2) mit mindestens einer Stirnseite (3), mindestens einen an dem Wälzkörper (2) stirnseitig angeordneten Generatorpolschuh (4), in dem mindestens eine Induktionsspule (5) beabstandet zur Wälzkörperachse (A) aufgenommen ist und einen Magnethalter (6) mit mindestens einem Magneten (7) für eine Wechselwirkung mit der Induktionsspule (5) umfasst, wobei der Magnethalter (6) dem Generatorpolschuh (4) gegenüberliegend an einem Wälzkörperkäfig (8) verdrehsicher positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnethalter (6) an dem Generatorpolschuh (4) mittels eines Generatorlagers (9) gelagert ist, das koaxial zu der Wälzkörperachse (A) angeordnet ist und den mindestens einen Magneten (7) axial beabstandet zu dem Generatorpolschuh (4) positioniert und der Magnethalter (6) in einer Ausnehmung (15) des Wälzkörperkäfigs (8) schwimmend und verdrehsicher gelagert ist.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorlager (9) als ein Gleitlager (10) ausgebildet ist.
  3. Wälzlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Generatorpolschuh (4) und/oder in die Stirnseite (3) des Wälzkörpers (2) koaxial zur Wälzkörperachse (A) eine umlaufende Nut (11) eingebracht ist, in die mindestens ein an dem Magnethalter (6) ausgebildeter Vorsprung (12) zur Gleitlagerung eingreift.
  4. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorlager (9) als ein Wälzlager (13) ausgebildet ist.
  5. Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (13) ein Kugellager ist.
  6. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Beabstandung des mindestens einen Magneten (7) zu dem Generatorpolschuh (4) im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm liegt.
  7. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig aus Segmenten besteht.
  8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorlager ein radiales Lagerspiel (16) aufweist, das geringer ist als ein Spiel (17) des Magnethalters (6) in der Ausnehmung (15) des Wälzkörperkäfigs (8).
  9. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Generatorvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (2) in dem Wälzkörperkäfig (8) ein axiales Spiel aufweist, das geringer ist als eine axiale Eingriffstiefe des Gleitlagers (10).
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