DE102022204576A1 - Rolling bearing with measuring roller - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager umfassend einen ersten Lagerring, einen gegenüber dem ersten Lagerring verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring und mindestens eine Reihe von achssymmetrischen Wälzkörpern (5) mit mindestens einer Stirnseite (7), wobei die Wälzkörper (5) der Wälzkörperreihe zur Übertragung von Kräften entlang einer Lastrichtung (L) zwischen den Lagerringen abrollbar angeordnet und von einem Käfig zueinander beabstandet in Käfigtaschen aufgenommen sind, wobei an der Stirnseite (7) eines als Messrolle (6) ausgebildeten Wälzkörpers (5) ein Generatorpolschuh (11) angeordnet ist, der eine Mehrzahl von auf einer zur Wälzkörperachse (A) koaxialen Kreisbahn (K) angeordneten Spulen (12) trägt und mit einem in der zugeordneten Käfigtasche gegenüberliegend befestigten Magnethalter (13) zusammenwirkt, der eine Mehrzahl von Magneten (14) trägt, wobei die Magnete (14) streifenförmig ausgebildet sind, wobei sich die streifenförmigen Magnete (14) in der Lastrichtung (L) erstrecken und die Kreisbahn (K) abschnittsweise überdecken.The invention relates to a rolling bearing comprising a first bearing ring, a second bearing ring arranged rotatably relative to the first bearing ring, and at least one row of axially symmetrical rolling bodies (5) with at least one end face (7), the rolling bodies (5) running along the row of rolling bodies for transmitting forces a load direction (L) between the bearing rings and are accommodated in cage pockets spaced apart from one another by a cage, with a generator pole shoe (11) being arranged on the end face (7) of a rolling body (5) designed as a measuring roller (6), which has a plurality of coils (12) arranged on a circular path (K) coaxial with the rolling body axis (A) and interacts with a magnet holder (13) fastened opposite in the associated cage pocket, which carries a plurality of magnets (14), the magnets (14) are strip-shaped, the strip-shaped magnets (14) extending in the load direction (L) and covering the circular path (K) in sections.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem als Messrolle ausgebildeten Wälzkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rolling bearing with a rolling body designed as a measuring roller according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind Wälzlager, insbesondere Großwälzlager, mit mindestens einem als Messrolle ausgebildeten Wälzkörper bekannt. Die Messrolle dient dazu, während des Betriebs des Wälzlagers Daten in dem Lagerinnenraum aufzunehmen und zu speichern oder drahtlos nach außen zu übertragen. Auf diese Weise können beispielsweise Daten zur momentanen Belastung des Wälzlagers, Temperatur, Rotationsgeschwindigkeit, Position und/oder Schlupf der Messrolle erfasst werden. Zur Erfüllung ihrer Aufgaben benötigt die Messrolle elektrische Energie. Die Energie kann beispielsweise mit Hilfe einer Batterie in der Messrolle gespeichert sein, wobei die Kapazität der Batterie allerdings die Funktionsfähigkeit der Messrolle zeitlich begrenzt.Rolling bearings, in particular large rolling bearings, with at least one rolling body designed as a measuring roller are known from the prior art. The measuring roller is used to record and store data in the interior of the bearing during operation of the rolling bearing or to transmit it wirelessly to the outside. In this way, for example, data on the current load on the rolling bearing, temperature, rotation speed, position and/or slip of the measuring roller can be recorded. To fulfill its tasks, the measuring roller requires electrical energy. The energy can, for example, be stored in the measuring roller using a battery, although the capacity of the battery limits the functionality of the measuring roller in time.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurden im Stand der Technik bereits autonome Energieversorgungen vorgeschlagen, die elektrische Energie aus der Relativbewegung zwischen der Messrolle und einer die Messrolle umgebenden Käfigtasche zu erzeugen.In order to overcome this disadvantage, autonomous energy supplies have already been proposed in the prior art to generate the electrical energy from the relative movement between the measuring roller and a cage pocket surrounding the measuring roller.
So ist beispielsweise aus
Diese aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haben sich jedoch als nicht besonders zuverlässig erwiesen. So wurde festgestellt, dass die bekannten induktiven Generatoren insbesondere in Situationen erhöhter Belastung des Wälzlagers durch Kippmomente oftmals nur noch eine stark verringerte Menge an elektrischer Energie bereitstellen.However, these solutions known from the prior art have not proven to be particularly reliable. It was found that the known inductive generators often only provide a greatly reduced amount of electrical energy, especially in situations of increased load on the rolling bearing due to tilting moments.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wälzlager mit einer Messrolle anzugeben, das eine besonders zuverlässige Energieversorgung der Messrolle in allen Belastungssituationen des Wälzlagers sicherstellt, die ohne bewegliche Teile in der Messrolle auskommt.The object of the invention is to provide a rolling bearing with a measuring roller, which ensures a particularly reliable energy supply to the measuring roller in all load situations on the rolling bearing, which does not require any moving parts in the measuring roller.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This task is solved by a rolling bearing with the features of
Hierdurch wird ein Wälzlager geschaffen, welches einen ersten Lagerring, einen gegenüber dem ersten Lagerring verdrehbar angeordneten zweiten Lagerring und mindestens eine Reihe von achssymmetrischen Wälzkörpern umfasst. Die achssymmetrischen Wälzkörper weisen mindestens eine Stirnseite auf. Die Wälzkörper der Wälzkörperreihe sind zur Übertragung von Kräften entlang einer Lastrichtung zwischen den Lagerringen abrollbar angeordnet und von einem Käfig zueinander beabstandet in Käfigtaschen aufgenommen. An der Stirnseite eines als Messrolle ausgebildeten Wälzkörpers ist ein Generatorpolschuh angeordnet, der eine Mehrzahl von auf einer zur Wälzkörperachse koaxialen Kreisbahn angeordneten Spulen trägt. Der Generatorpolschuh wirkt mit einem in der zugeordneten Käfigtasche gegenüberliegend befestigten Magnethalter zusammen, der eine Mehrzahl von Magneten trägt. Die Magnete sind streifenförmig ausgebildet, erstrecken sich in der Lastrichtung und überdecken die Kreisbahn abschnittsweise.This creates a rolling bearing which comprises a first bearing ring, a second bearing ring arranged rotatably relative to the first bearing ring, and at least one row of axially symmetrical rolling bodies. The axially symmetrical rolling elements have at least one end face. The rolling elements of the rolling element row are arranged to be able to roll between the bearing rings in order to transmit forces along a load direction and are accommodated in cage pockets at a distance from one another in a cage. On the end face of a rolling body designed as a measuring roller, a generator pole shoe is arranged, which has a plurality of on a coaxial to the rolling body axis Carrying coils arranged in a circular path. The generator pole piece interacts with a magnet holder which is fastened opposite one another in the associated cage pocket and which carries a plurality of magnets. The magnets are strip-shaped, extend in the load direction and cover the circular path in sections.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Belastungssituationen des Wälzlagers zu Verformungen der Wälzlagerringe im Betrieb führen können, die die Energiegewinnung der Messrolle negativ beeinflussen. Insbesondere bei über den Umfang der Wälzlagerringe ungleichförmigen Belastungen, wie beispielsweise Kippmomenten, kann es zu lokalen Auslenkungen von Ringabschnitten in der Lastrichtung kommen, die von den Wälzkörpern zwischen den Lagerringen übertragen werden. Der in das Laufbahnsystem mit einem gewissen Spiel eingelegte Käfig erfährt dagegen im Vergleich zu den Lagerringen nur eine geringere Verformung, so dass es zu einer Relativbewegung zwischen Wälzkörpern und Käfig in Lastrichtung kommt. Die Relativbewegung reduziert die Energieausbeute der aus dem Stand der Technik bekannten induktiven Generatoren, weil die Spulen ihre Ausrichtung gegenüber den Magneten verlieren und der durch die Spulen tretende magnetische Fluss entsprechend stark abnimmt. Bereits eine Verschiebung um wenige Millimeter kann bei den aus dem Stand der Technik bekannten Messrollen zu einem Zusammenbruch der Energieversorgung führen.The invention is based on the knowledge that loading situations on the rolling bearing can lead to deformations of the rolling bearing rings during operation, which negatively influence the energy generation of the measuring roller. Particularly in the case of uneven loads over the circumference of the rolling bearing rings, such as tilting moments, local deflections of ring sections in the load direction can occur, which are transmitted by the rolling bodies between the bearing rings. In contrast, the cage inserted into the raceway system with a certain amount of play experiences only a smaller deformation compared to the bearing rings, so that there is a relative movement between the rolling elements and the cage in the load direction. The relative movement reduces the energy yield of the inductive generators known from the prior art because the coils lose their alignment with respect to the magnets and the magnetic flux passing through the coils decreases accordingly. Even a shift of a few millimeters can lead to a collapse of the energy supply with the measuring rollers known from the prior art.
Erfindungsgemäß wird durch die streifenförmige Erstreckung der Magneten in Lastrichtung die Relativbewegung zwischen Käfig und Wälzkörper kompensiert. Die von dem Generatorpolschuh getragenen Spulen bleiben daher auch unter einer Relativbewegung zwischen Käfig und Messrolle dem jeweiligen Magneten gegenüberliegend angeordnet, so dass der durch die Spulen tretende magnetische Fluss auch unter der Relativbewegung erhalten bleibt.According to the invention, the relative movement between the cage and the rolling element is compensated for by the strip-shaped extension of the magnets in the load direction. The coils carried by the generator pole shoe therefore remain arranged opposite the respective magnet even under a relative movement between the cage and the measuring roller, so that the magnetic flux passing through the coils is maintained even under the relative movement.
In bevorzugten Ausführungsformen sind entlang der Kreisbahn benachbart zueinander angeordnete Magnete in der Richtung der Wälzkörperachse entgegengesetzt polarisiert. Durch den Wechsel der Polarisierungsrichtung zwischen allen benachbarten Magneten wird die Energieausbeute erhöht, weil es bei der Drehung der Messrolle in jeder Spule, die aus dem Feld eines Magneten in das Feld eines entlang der Kreisbahn benachbarten Magneten verlagert wird, zu einer induzierten Spannung kommt. Denkbar sind jedoch auch Konfigurationen bei denen die Polarisation der Magnete in größeren Abständen wechselt, also beispielsweise jeweils zwei gleich polarisierte Magnete entlang der Kreisbahn aufeinander folgen.In preferred embodiments, magnets arranged adjacent to one another along the circular path are polarized in opposite directions in the direction of the rolling body axis. By changing the polarization direction between all adjacent magnets, the energy yield is increased because an induced voltage occurs when the measuring roller rotates in each coil, which is shifted from the field of one magnet into the field of a magnet adjacent along the circular path. However, configurations are also conceivable in which the polarization of the magnets changes at larger intervals, for example two equally polarized magnets follow each other along the circular path.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die von dem Generatorpolschuh getragenen Spulen in Reihe geschaltet, wobei zueinander benachbarte Spulen jeweils einen entgegengesetzten Wicklungssinn aufweisen. Die Reihenschaltung der Spulen erlaubt eine einfache Verschaltung des Generators, wobei der jeweils wechselnde Wicklungssinn der Spulen eine gleichgerichtete Addition der induzierten Spannungsimpulse sicherstellt.In further preferred embodiments of the invention, the coils carried by the generator pole piece are connected in series, with mutually adjacent coils each having an opposite winding direction. The series connection of the coils allows the generator to be easily connected, with the changing winding direction of the coils ensuring a rectified addition of the induced voltage pulses.
Es ist ferner bevorzugt, dass die streifenförmigen Magnete quer zur Lastrichtung eine Breite aufweisen, die mindestens so groß ist, wie ein Innendurchmesser der Spulen. Der Innendurchmesser der Spulen definiert den für den magnetischen Fluss sensitiven Bereich des Generatorpolschuhs. Um eine möglichst große Energieausbeute sicherzustellen, ist es vorteilhaft wenn dieser Bereich zumindest zeitweise vollständig durch die Breite der streifenförmigen Magnete abgedeckt ist.It is further preferred that the strip-shaped magnets have a width transverse to the load direction that is at least as large as an inner diameter of the coils. The inner diameter of the coils defines the area of the generator pole piece that is sensitive to the magnetic flux. In order to ensure the greatest possible energy yield, it is advantageous if this area is at least temporarily completely covered by the width of the strip-shaped magnets.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Mehrheit der streifenförmigen Magnete in Lastrichtung eine Länge aufweist, die mindestens doppelt so groß ist, wie ein Außendurchmesser der Spulen. Durch eine derartige Erstreckung der Magnete ist eine hinreichende Kompensation von Relativbewegungen zwischen Käfig und Wälzkörper in Lastrichtung sichergestellt. Insbesondere hat es sich herausgestellt, dass es genügt, wenn eine Mehrheit der Magnete eine abschnittsweise Abdeckung der Kreisbahn auch unter Belastungen gewährleistet. Wenn aus fertigungstechnischen Gründen nicht alle Magnete gleich lang ausgebildet werden können, hat das auf die Stromversorgung der Messrolle in der Regel nur eine untergeordnete Auswirkung.It is advantageous if a majority of the strip-shaped magnets have a length in the load direction that is at least twice as large as an outer diameter of the coils. Such an extension of the magnets ensures sufficient compensation of relative movements between the cage and the rolling elements in the load direction. In particular, it has been found that it is sufficient if a majority of the magnets ensure that the circular path is covered in sections, even under loads. If, for manufacturing reasons, not all magnets can be made the same length, this usually only has a minor effect on the power supply to the measuring roller.
Bevorzugt entspricht die Anzahl der Spulen der Anzahl an streifenförmigen Magneten. Dadurch ist jeder Spule während der Bewegung auf der Kreisbahn zu jedem Zeitpunkt genau ein Magnet zugeordnet, wodurch die Energieausbeute weiter erhöht wird. Bevorzugt sind mindestens sechs Spulen auf der Kreisbahn angeordnet.The number of coils preferably corresponds to the number of strip-shaped magnets. This means that each coil is assigned exactly one magnet at any time during the movement on the circular path, which further increases the energy yield. At least six coils are preferably arranged on the circular path.
Der Magnethalter ist vorzugsweise aus einem Material mit einer magnetischen Permeabilität kleiner als 2, bevorzugt kleiner als 1,5 und besonders bevorzugt kleiner 1,1 gefertigt. Die magnetische Permeabilität des Materials wird bei der üblichen Referenzfeldstärke des magnetischen Feldes von 8.000 A/m (= ca. 100 Oe) bestimmt. Es hat sich herausgestellt, dass Materialien mit einer höheren Permeabilität zu einem zumindest teilweisen Kurzschluss der Magnetfeldlinien innerhalb des Magnethalters führen. Dieser Teil des von dem Magneten bereitgestellten magnetischen Flusses steht dann nicht mehr für die induktive Energieerzeugung zur Verfügung und führt zu einer spürbaren Verringerung der Energieausbeute. Je geringer die Permeabilität des Materials des Magnethalters ist, desto größer ist der für die Energieerzeugung nutzbare Anteil des magnetischen Flusses der Magneten, wodurch die Effizienz der Energieerzeugung gesteigert wird.The magnet holder is preferably made of a material with a magnetic permeability less than 2, preferably less than 1.5 and particularly preferably less than 1.1. The magnetic permeability of the material is determined at the usual reference field strength of the magnetic field of 8,000 A/m (= approx. 100 Oe). It has been found that materials with a higher permeability lead to an at least partial short-circuit of the magnetic field lines within the magnet holder. This part of the magnetic flux provided by the magnet is then no longer available for inductive energy generation and leads to a noticeable reduction in energy yield. The lower the permeability of the material of the magnet holder, the greater the proportion of the magnet's magnetic flux that can be used to generate energy, thereby increasing the efficiency of energy generation.
Vorzugsweise ist der Magnethalter aus einem austenitischen Stahl oder einer Bronze hergestellt. Austenitische Stähle weisen aufgrund ihrer Gefügestruktur im Vergleich zu Ferrit- oder Martensit-Stählen eine sehr geringe magnetische Permeabilität nahe 1 auf. Austenitische Stähle und Bronzen weisen somit eine Kombination der vorteilhaften Eigenschaften einer geringen magnetischen Permeabilität und einer hohen mechanischen Belastbarkeit auf und sind daher auch über lange Standzeiten geeignet, die mechanischen Belastungen am Wälzkörperkäfig aufzunehmen. Grundsätzlich denkbar sind jedoch auch Magnethalter aus anderen Materialien, beispielsweise aus hochfesten Kunststoffen wie PEEK.The magnet holder is preferably made of an austenitic steel or bronze. Due to their microstructure, austenitic steels have a very low magnetic permeability close to 1 compared to ferrite or martensite steels. Austenitic steels and bronzes therefore have a combination of the advantageous properties of low magnetic permeability and high mechanical resilience and are therefore suitable for absorbing the mechanical loads on the rolling element cage even over long service lives. In principle, however, magnetic holders made of other materials are also conceivable, for example high-strength plastics such as PEEK.
In bevorzugten Ausführungsformen ist der Magnethalter mit dem Käfig verschweißt. Das Verschweißen liefert eine sichere Verbindung des Magnethalters mit dem Käfig ohne Einsatz zusätzlicher Befestigungsmittel. Auf diese Weise ist über lange Standzeiten sichergestellt, dass der Magnethalter in der Käfigtasche verbleibt und weder Befestigungsmittel noch der Magnethalter selbst sich lösen und in das Laufbahnsystem des Wälzlagers gelangen können. Es sind jedoch auch andere Befestigungsarten, wie beispielsweise Verschrauben oder Verkleben, für den Magnethalter denkbar.In preferred embodiments, the magnet holder is welded to the cage. Welding provides a secure connection of the magnet holder to the cage without the use of additional fasteners. In this way, it is ensured over long service lives that the magnet holder remains in the cage pocket and that neither fasteners nor the magnet holder itself can come loose and get into the raceway system of the rolling bearing. However, other types of fastening, such as screwing or gluing, are also conceivable for the magnet holder.
Vorzugsweise sind die streifenförmigen Magnete durch zueinander parallele Stege voneinander getrennt in dem Magnethalter gehalten. Die Stege tragen ebenfalls zu einer Flusstrennung zwischen benachbarten Magneten bei und steigern dadurch die Energieausbeute. The strip-shaped magnets are preferably held separately from one another in the magnet holder by webs that are parallel to one another. The webs also contribute to flux separation between neighboring magnets and thereby increase the energy yield.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die streifenförmigen Magneten gleich breit oder zur Vergleichmäßigung der Bogenlängen der jeweils überdeckten Abschnitte der Kreisbahn unterschiedlich breit ausgebildet sind. Gleichbreite Magnete erlauben die Verwendung von Standardbauteilen, wie beispielsweise rechteckigen Magneten. Eine Vergleichmäßigung der abgedeckten Bogenlängen durch unterschiedlich breite Magnete hat dagegen den Vorteil einer phasensynchronen Addition der in den Spulen induzierten Spannungsimpulse, welche zu einer höheren Energieausbeute beiträgt.Finally, it is advantageous if the strip-shaped magnets are of the same width or of different widths to equalize the arc lengths of the covered sections of the circular path. Magnets of equal width allow the use of standard components, such as rectangular magnets. On the other hand, equalizing the covered arc lengths using magnets of different widths has the advantage of a phase-synchronous addition of the voltage pulses induced in the coils, which contributes to a higher energy yield.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments can be found in the following description and the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiments shown in the accompanying figures.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wälzlagers mit einem als Messrolle ausgebildeten Wälzkörper in einer teilweise geschnittenen Detaildarstellung,1 shows schematically an exemplary embodiment of a rolling bearing according to the invention with a rolling body designed as a measuring roller in a partially sectioned detailed view, -
2 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung des als Messrolle ausgebildeten Wälzkörpers gemäß1 aufgenommen in einer Käfigtasche des Wälzkörperkäfigs mit einem Magnethalter,2 shows schematically a perspective view of the rolling body designed as a measuringroller 1 accommodated in a cage pocket of the rolling element cage with a magnet holder, -
3A zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der Anordnung von Messrolle und Magnethalter gemäß2 , wobei der Magnethalter nur teilweise mit streifenförmigen Magneten besetzt ist,3A shows a schematic perspective view of the arrangement of the measuring roller andmagnet holder 2 , whereby the magnet holder is only partially occupied with strip-shaped magnets, -
3B und3C zeigen schematisch die Anordnung gemäß3A ohne Magnete in einer unbelasteten und einer belasteten Situation des Wälzlagers, und3B and3C show schematically the arrangement according to3A without magnets in an unloaded and a loaded situation of the rolling bearing, and -
4 zeigt schematisch eine Anordnung von einer Messrolle und einem Magnethalter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer stirnseitigen Draufsicht.4 shows schematically an arrangement of a measuring roller and a magnet holder according to a second exemplary embodiment in a front plan view.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
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 the various figures, the same parts are always provided with the same reference numbers and are therefore usually only named or mentioned once.
In
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wälzkörper 5 Zylinderrollen und weisen zwei Stirnseiten 7 auf. Die Wälzkörper 5 der Wälzkörperreihe 4 sind zur Übertragung von Kräften entlang einer Lastrichtung L zwischen den Lagerringen 2, 3 abrollbar angeordnet. Die Wälzkörper 5 sind von einem Käfig 8 zueinander beabstandet in Käfigtaschen 9, 10 aufgenommen.In the exemplary embodiment shown, the rolling
An einer der Stirnseiten 7 eines als Messrolle 6 ausgebildeten Wälzkörpers 5 ist ein Generatorpolschuh 11 angeordnet, der eine Mehrzahl von auf einer zur Wälzkörperachse A koaxialen Kreisbahn K angeordneten Spulen 12 trägt (vgl.
Der Magnethalter 13 mit den streifenförmigen Magneten 14 wirkt mit den von dem Generatorpolschuh 11 getragenen Spulen 12 unter Bildung eines induktiven Generators zusammen.The
Als streifenförmige Magnete 14 werden bevorzugt Permanentmagnete, insbesondere Seltenerdmagnete, beispielsweise Neodym-Magnete eingesetzt.Permanent magnets, in particular rare earth magnets, for example neodymium magnets, are preferably used as strip-shaped
In Umfangsrichtung des Wälzlagers ist die Messrolle 6 in der Käfigtasche 10 mit einem geringen Spiel zwischen zwei Trennwänden 17 des Käfigs aufgenommen. Eine relative Verschiebung des stirnseitig an der Messrolle 6 angeordneten Generatorpolschuhs 11 gegenüber dem Magnethalter 13 in Umfangsrichtung des Wälzlagers 1 wird durch diesen Formschluss wirksam verhindert. Jedoch kann abhängig von der Lastsituation des Wälzlagers eine relative Verschiebung des Generatorpolschuhs 11 gegenüber dem Magnethalter 13 in Lastrichtung L auftreten.In the circumferential direction of the rolling bearing, the measuring roller 6 is accommodated in the
Wie in
Die entlang der Kreisbahn K angeordneten Magnete 14 sind bevorzugt in der Richtung der Wälzkörperachse A polarisiert. Besonders bevorzugt sind dabei jeweils benachbart zueinander angeordnete Magnete 14 entgegengesetzt polarisiert. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die von dem Generatorpolschuh 11 getragenen Spulen 12 in Reihe geschaltet sind, wobei zueinander benachbarte Spulen 12 jeweils einen entgegengesetzten Wicklungssinn aufweisen. In einer solchen Konfiguration verlaufen die Magnetfeldlinien jedes der Magnete 14 wälzkörperseitig durch das Innere der dem Magneten 14 momentan zugeordneten Spule 12, durch den Generatorpolschuh 11, das Innere der benachbarten Spulen 12 und die benachbarten Magnete 14 und werden auf der vom Wälzkörper 5 abgewandten Seite des Magnethalters 13 im Material des Käfigs 8 geschlossen. Bei der Bewegung der Spule 12 durch die Magnetfelder der Magnete 14 wechselt jeweils die Feldrichtung im Spuleninneren, wodurch phasenrichtige Spannungsimpulse in allen Spulen 12 erzeugt werden.The
Bevorzugt ist der Magnethalter 13 aus einem Material mit einer magnetischen Permeabilität kleiner als 2, insbesondere kleiner als 1,5 und besonders bevorzugt kleiner 1,1 gefertigt, um einen Kurzschluss der Magnetfeldlinien im Magnethalter 13 zu vermeiden. Der Magnethalter 13 kann beispielsweise aus einem austenitischen Stahl oder einer Bronze hergestellt sein und/oder mit dem Käfig 8 verschweißt sein.The
In
Für eine möglichst vollständige Durchsetzung der Spulen 12 mit dem magnetischen Feld der streifenförmigen Magnete 14 weisen die streifenförmigen Magnete 14 quer zur Lastrichtung L bevorzugt eine Breite B auf, die mindestens so groß ist, wie ein Innendurchmesser d der Spulen 12. Dann ist sichergestellt, dass die Spulen 12 während der Bewegung auf der Kreisbahn K die geometrisch maximal mögliche Überdeckung mit den Magneten 14 erreichen, wodurch die Energieausbeute erhöht wird.For the most complete possible penetration of the
Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrheit der streifenförmigen Magnete 14 in Lastrichtung L eine Länge I aufweist, die mindestens doppelt so groß ist, wie ein Außendurchmesser D der Spulen 12. Die Länge I der Magnete 14 bestimmt die maximale Toleranz des Generators gegenüber Relativverschiebungen zwischen Messrolle 6 und Magnethalter 13 in Lastrichtung L. Für eine ausreichende Toleranz genügt es, wenn die Mehrheit der Spulen 12 auch unter Last gegenüber einem der Magnete 14 angeordnet bleibt. Insbesondere weist eine Mehrheit der Magnete 14 bevorzugt eine Länge I von mindestens 2 cm, besonders bevorzugt von mindestens 3 cm auf.Furthermore, it is advantageous if a majority of the strip-shaped
Die vorstehenden Ausführungen gelten auch für das in
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
Wie im Ausführungsbeispiel nach
Ein weiterer Unterschied zum ersten Ausführungsbespiel besteht darin, dass im Ausführungsbeispiel gemäß
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu dem im
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Wälzlagerroller bearing
- 22
- erster Lagerringfirst bearing ring
- 33
- zweiter Lagerringsecond bearing ring
- 44
- WälzkörperreiheRow of rolling elements
- 55
- Wälzkörperrolling elements
- 66
- Messrollemeasuring roller
- 77
- Stirnseitefront side
- 88th
- KäfigCage
- 9, 109, 10
- KäfigtaschenCage bags
- 1111
- GeneratorpolschuhGenerator pole shoe
- 1212
- SpuleKitchen sink
- 1313
- MagnethalterMagnetic holder
- 1414
- Magnetmagnet
- 1515
- Stegweb
- 1616
- Ausnehmungrecess
- 1717
- Trennwände Partitions
- AA
- WälzkörperachseRolling body axis
- b1, b2b1, b2
- BogenlängenArc lengths
- Bb
- Breite der streifenförmigen MagneteWidth of the strip-shaped magnets
- dd
- Innendurchmesser der SpulenInside diameter of the coils
- DD
- Außendurchmesser der SpulenOuter diameter of the coils
- KK
- Kreisbahncircular path
- II
- Länge der streifenförmigen MagneteLength of the strip-shaped magnets
- LL
- LastrichtungLoad direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 69828236 T2 [0004]DE 69828236 T2 [0004]
- DE 112013007412 T5 [0005]DE 112013007412 T5 [0005]
- DE 102016116118 A1 [0006]DE 102016116118 A1 [0006]
Claims (12)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022204576.9A DE102022204576A1 (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Rolling bearing with measuring roller |
PCT/EP2023/062103 WO2023217691A1 (en) | 2022-05-10 | 2023-05-08 | Rolling bearing with measuring roller |
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DE102022204576.9A DE102022204576A1 (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Rolling bearing with measuring roller |
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---|---|
DE102022204576A1 true DE102022204576A1 (en) | 2023-11-16 |
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ID=88510394
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102022204576.9A Pending DE102022204576A1 (en) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Rolling bearing with measuring roller |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69828236T2 (en) | 1997-10-10 | 2005-12-08 | Rks S.A., Avallon | bearing arrangement |
DE112013007412T5 (en) | 2013-09-09 | 2016-06-16 | Aktiebolaget Skf | Bearing assembly comprising a sensor roller |
DE102016116118A1 (en) | 2016-08-30 | 2018-03-01 | Thyssenkrupp Ag | Rolling elements for use in a rolling bearing |
-
2022
- 2022-05-10 DE DE102022204576.9A patent/DE102022204576A1/en active Pending
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DE69828236T2 (en) | 1997-10-10 | 2005-12-08 | Rks S.A., Avallon | bearing arrangement |
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