EP2929201A2 - Lager, insbesondere wälzlager - Google Patents

Lager, insbesondere wälzlager

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Publication number
EP2929201A2
EP2929201A2 EP13824105.4A EP13824105A EP2929201A2 EP 2929201 A2 EP2929201 A2 EP 2929201A2 EP 13824105 A EP13824105 A EP 13824105A EP 2929201 A2 EP2929201 A2 EP 2929201A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
claw
ring
bearing
gap
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13824105.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Rink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2929201A2 publication Critical patent/EP2929201A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/004—Electro-dynamic machines, e.g. motors, generators, actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

Definitions

  • Bearings in particular rolling bearings
  • the invention relates! in bearings, in particular: Rolling bearings, according to the claim of the claim,
  • strain gauges For example, it is known to apply strain gauges to the end face or lateral surface of a bearing ring, which provide an electrical signal under the forces exerted by forces on the strain gauges. Such strainers allow you to attach our elaborate and highly reproducible, further an additional power supply is required.
  • losbesondere bearings known, which include a Kiauenpolgenerator, is provided for generating electrical energy from the relative rotational movement of both Lagarringe Is, in particular Lagar are known, speiall bearings, comprising a first bearing ring, a second bearing ring , and a saloon pole assembly, wherein the claw pole assemblies have a first claw ring with a sequence of first jaws and an inner circumferential extent of the axis of rotation offset second Kiauenring mi with a sweep of second claws comprises wherein the Kimm of the two Klauennnge mt of a rotational axis Umlay founded sequence of magnetic poles magnetic circles form.
  • Magnetically conductive body of the second bearing ring causes the essential for the functioning of the Klauenpölgeneraters complete Schiieiung of: the induction coil encircling magnetic circuit Au sides Klauenbleehe on the first bearing ring by the two Kiauenhieche 5 directly magnetically conductive connecting Usteltelement (DE 10 2011 075 548 A1 ) or by the magnetically conductive body of the first bearing ring (DE 0 2010 018472 AI) causes changes in the distance between the two bearings, the change in the magnetic flux between the magnetic poles on the second bearing ring To make the claws on the first bearing ring noticeable, can not be readily detected in the Klayen extended to a kiauenpolgenerator c, since the
  • the magnetic gap formed by the cleavage of the claw of the first claw at the cleavage point, which is formed at least in sections, is a magnetic flux, that of the opposing magnetic pole and of the abscissa this claw adjacent clans of the second clan ring to that of this adjacent claw opposite, unlike magnetic Fol dependent, therefore, so from the distance between the two t.agerringe : s that de of the magnetic sensor in the defined?
  • the gap Mm extend in the circumferential section of the bearing only by the amount over which the magnetic flux passes through the two excellent metric adjacent claws of the lauenpaam- it being understood that a plurality of such excellent claw pairs may be provided in the circumferential direction But the gap can also extend along the entire circumference of the bearing.
  • the gap width ie the smallest distance between the two plates, is designed so that a magnetic flux is prevented by a physical, magnetically conductive part between the two Klauenhleehen, but also so that over the gap across the magnetic circuit are closed can, as the magnetic Flyssdiohte exits from one of Klauenbieche near its surface in the direction of the other jawbiech out while passing through the gap
  • the gap is formed al air gap, wherein in the Luitspalt particularly simple and easily accessible, a magnetic sensor can be arranged.
  • the gap is filled with a magnetically non-conductive material, in particular with a plastic.
  • the magnetic sense can then be replaced by the magnetically nonconductive F ir Ira Fe dal a ng i.
  • an insulation of a magnetically non-conductive material in particular of a plastic, is arranged between the claw rings and the first bearing ring.
  • the insulation ring suppresses stray magnetic fluxes which do not run through the gap with the magnetic sensor.
  • the claw rings With regard to the insulation length, it is particularly preferred in particular for the claw rings to receive the insulation finger at recesses & ⁇ , and that the isolaiionsrlng at least in sections, the gap SEWI-see the uwtsgf * fills.
  • the Isofatlon ring satisfies the other function of holding the hollow lug, providing at least in part the magnetically non-conductive material which fills the gap between the two lances
  • the magnetic sensor is arranged on or in the insulation fi ring.
  • the isolatlon ridge thus fulfills the further puncture of receiving the magnetic sensor and, in particular, of recording the electrical wiring thereof in sections.
  • the two claw rings surround an axis surrounding the axis of rotation induction coil »wherein the magnetic circuits rotate around the induction coil.
  • the induced in the induction coil eiekt-S rlsche voltage can be provided as a power supply of the at least one magnetic sensor in the at least one gap.
  • the influence of the magnetic field detected by the magnetic sensor in the gap by the frequency-dependent magnetic leakage surrounding the inductor can be eliminated, for example, by electronically postprocessing the signal of the magnetic sensor, specifically by applying an output to the inductance coil's delta-voltage signal.
  • the magnetic San- ⁇ special is subjected to an externalphasgneile
  • the magnetic sensor is acted upon by an energizer charged by the induction coil
  • the magnetic field in the gap detected magnetic sensor can hei be "splels else designed as a Hall sensor Eder as X R-sensor.
  • Figure 1 shows a plan view of a ⁇ usfschreibungsheispiel a ertin "dungsgerna en & bearing,
  • FIG. 2 shows, by way of example, a partially sectioned view of the one shown in FIG. 1 illustrated Ausföl tion heispleis, along the
  • Flg, 3 shows aussehnitts Stamm a partially cut Ansieh of in Flg. 1 and Flg. 2, along the section B-B of Flg. 1 ,
  • Fig. 1 shows a plan view of a single-row ball bearing, in particular as a rolling bearing, trained bearing, comprising a first, inner bearing ring 1, a second, inner bearing ring 2 and; an arranged between the bearing rings n 2 lauenpolan angel 3 S.
  • FIG. 3 shows the Klauenpolan instrument In a first Sc niriansiehL blows the Klayenpolan instrument 3 a first Klauennng 4 with a sequence of first jaws, whose only visible with the claw Bezy szelehan Is, and a fn U runningrichfung the axis of rotation of the bearing offset second Ktauenring 6 with a sequence of far n claws unv fas i, the claws of the second Klauenriug 8: are arranged above hw, below the Papateben.
  • the neide claw fingers 4, 6 arranged on the first bearing ring 1 rotatable oils claw ring $ are each as: flat Ringseheiben: trained, they radial, with respect to the axis of rotation of the L like extending, with claws respectively as axial, ie parallel to the axis of rotation of the bearing sic extending portions of the claw rings 4 > 8 auege concerns are.
  • the first jaw 6 of the first jaw ring 4 is in the direction of the bearing interior, pointing to a Wilzkörpe 7, turned off in Fig, 2, not pictorially illustrated claws of iauen Kfauenrin s 6 are also axially away from the rolling elements 7 turned off
  • the the claw 5 of the first ring Kiauenrings 4 in ümfangsrioh- direction adjacent claw of the other, second KfauenHfigs 8 is shown in Fig. 3 m in a side view and there provided with the Beeygsxelchen, 18 '
  • a rotational axis of the tag rotating sequence of magnetic poles is arranged, wherein the illustrated first magnetic pole 8 of the claw 5 of the first Klauennngs 4 while maintaining a Lagerspaites 9 personallyiiegl and a second, to the first magnetic pole 8 unlike names Pole below the Raplerehene there also located claw of the second jaw ring 8 opposite.
  • a gap 10 formed * represents sieve sections ,, in the range of the claw 5 of the first Kiauenrings 4 and of cooperating with the claw 5 claw of the second Claw ring &, extending in Umiangsriobtung the camp
  • the magnetic pole 8 e.g., a north pole
  • the first Kiauenrfng 4 S by the gap 10 through the i-wide Klsuenh 'ng 6 and the u ter the paper plane located further the claw 5
  • the also located the magnetic pole 8 of the paper plane in yrnfangsnchf y ng notify hard unlike (in this case a South Pole) forming magnetic circuit is formed
  • the gap 10 is attached to the two flat claw rings 6 se, closing the gap 10 between a claw S of the first claw limb 4 and a claw of the claw ring 6 adjacent to one another in the circumferential direction becomes.
  • the gap 10 is formed by the defined omission, a physical, magnetic leitfahigsn connection between the two Kleyenhngen 4, 6,
  • a magnetic sensor 11 which detects the magnetic field that ends the gap, wherein the magnetic sensor 11 is designed as a HalhSensoi, that of the magnetic sensor 11 in the region of the gap 0 between the two lauenhn en 4, 6 detected magnetic field depends essentially on the amount of the radial extent of the bearing gap 9, that is the distance de claw 5 to the magnetic pole 8 and van dorn distance of the claw Benaehhartan claw in the circumferential direction jig ig, 3 ⁇ the am whose second Kiauenrings 6 to the magnetic Po!
  • the gap 10 between the two Kleyenbleehen 4 6 is provided.
  • tes the gap 1 ( ⁇ reload sections, ayf the welsenden to the Kleyen ⁇ , radially inside-laying side is formed as tyftspait so that the Klauenbfeeia 4, 6 near the claws 5 durdi air, are separated as a magnetic non-conducting aterial,
  • the insulating ring 12 holds the two edge jaws of the claw rings 4, 6 whirling on the first bearing ring 1 away from the magnetically conductive material: of the first bearing ring 1 and ensures that no parasitic magnetic flux passing the magnetic sensor 1 is present above the first bearing ring 1 Occurring by means of an oiling finger 1 is received in a recess 13 on a longitudinal surface 14 of the first bearing ring 1, with the adjoining end surface 14 in front of it, and see the inner circumferential surface of the first ring 1 facing the second bearing ring 2 radially so far, that a contact : between the two Kiauenringen 4, 8 with the material of the first bearing ring 1 ynterhunden Is, the Klauenrlnge, 6 Recesses 16, 17 (Fig.
  • the magnetic .Sensor 11 is disposed on a pointing on the z eite bearing ring 2 Ka te of Isoiationsrings 12, between the heather rings 4, $ in the gap 10, wherein in the iso * latlcmsring 12 electrical lines: Supply of the magnetic sensor 11 are arranged *
  • the area between the Kiauenrir- Gen 4: S free of a Föflrnaterfaf and insOecöndere as tyftepal having formed in a modification of the ⁇ usbowungsheispiete shown could still be a induction coil between the Klauenringa 4, be inserted 6, with a rcagnetlaeh nonconductive Spulenmatehal such as copper.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring (1), einen zweiten Lagerring (2), und eine Klauenpolanordnung 13), wobei die Klauenpolanordnung (3) einen ersten Klauenring (4) mit einer Abfolge von ersten Klauen (5) und einen in Umlaufrichtung der Drehachse vernetzten zweiten Klauenring (6) mit einer Abfolge von zweiten Klauen umfasst, wobei die Klauenringe (4, 8) an dem ersten Lagerring (1) angeordnet sind, wobei die Klauen (5) der beiden Klauenringe (4, 6) mit einer die Drehachse umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen (8) magnetische Kreise ausbilden, und wobei die magnetischen Pole (8) an dem zweiten Lagerring (3) angeordnet sind. Die Aufgabe, ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, mit einer baulich einfach zu integrierenden Erfassungsvorrichtung für Lagerkräfte anzugeben, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Umfangsrichtung mindestens abschnittsweise ein Spalt (10) zwischen dem ersten Klauenring (4) und dem zweiten Klauenring (6) ausgebildet ist, wobei über den Spalt (10) hinweg zwischen einer Klaue (5) des ersten Klauenrings (4) und einer in Umfangsrichtung benachbarten Klaue des zweiten Klauenrings (6) der magnetische Kreis geschlossen wird, und dass im Bereich des Spaltes (10) ein magnetischer Sensor (11) angeordnet ist, der das den Spalt (10) durchsetzende Magnetfeld erfasst.

Description

Bex^eh ifig. der .EiHmiung
Lager, insbesondere Wälzlager
Die Erfindung betriff! in Lager, insbesondere e n: Wälzlager, nach dem ß» herhegntf des Anspruchs ,
Auf Lager, Insbesondere f Wälzlager, wfk Im Betrieb: diverse Kräfte, Insbesondere selche, d e iri radialer Richtung, e ogen auf die Drehachse des Lagars, wirken und asoe Änd rusHig das Ahstandes zwischen: den beide Lagerrlogen bewirken. Pia qualitative oder gar quantitative Erfassung derer- flger Lagerkrafte hz , c_gr.fed ü!ng des insbesondere radialen AbStandes dar beiden Lagerringe zueinander ist aufwendig, aber für die Auslegung und Überwachung des Lagers wichtig.
Beispielsweise ist bekannt, Dehnungsmessstreifen an der Stirnfläche oder Mantelfläche eines dar Lagerringe anzubringen, die unter den bei Kräften atiftretendan Dehnungen der Dehhungsmess^reifen ein elektrisches Signal liefern. Derartig Dehnungsmasssfreifen lassen sieh Our aufwendig und schwe reproduzierba anbrngen;, weiter ist eine zusätzliche Stromversorgung erforderlich.
Aus dem Stand der echno sind Lager, losbesondere Wälzlager,: bekannt, die einen Kiauenpolgenerator umfassen, zur Erzeugung von elektrischer Energie aus der relativen Drehbewegung dar beiden Lagarringe vorgesehen Ist, Insbesondere sind Lagar bekannt, speziall Wälzlager, umfassend einen ersten Lagerring, einen zweiten Lagerring, und eine lauenpolenordoyng, wobei die Klauenpolanordneng einen ersten Klauenring mit einer Abfolge von ersten Klauen und einen i Urnlaufhohfung der Drehachse versetzten zweiten Kiauenring mi einer fege von zweiten Klauen umfasst wobei die Kimm der beiden Klauennnge m t einer die Drehachse umlayfanden Abfolge von magnetischen Polen magnetische Kreise ausbilden. Dabei sind die; beiden Klauenringe an dem ersten Lagerrinf angeordnet und die Abfeige 5 der magnetischen Pole an dem zweiten Lagerring befestigt. Die vorhe- sehbebene Klayenpolanordnung wird durch eine Induktionsspule - einem lauenpolgenerafor vervollständigt wobei die Induktionsspule zwischen den beiden Klauenhngen angeordnet Istund die Drehachse umläuft derart, dass bei einer relativen Drehung des ersten Lagerrings und des zweiten Lagerte) rings die Induktionsspule von magnetischen Kreisen umlaufen wird, deren Orientierung sieh abhängig von der Drehzahl des Lagers ändert, se dass in de Induktionsspule eine elektrisch Weehselspannung induziert wi d, die als Nutzenergie abgegriffen werden kann und deren Frequenz von der Drehzahl des Lagers abhängig ist sö dass ein Kiauenpolgenerator indirekt 15 auch als: Drehzahisensor vorgesehen sein kann. Die för das Funktionieren des laeenpolgenerators wesentliche vollständige Schließung de die Induktionsspule umiayf enden magnetischen Kreises wird auf Selten der magnetischen Pole an dem zweiten Lagerring entweder durch einen magnetischen R ickschlusshng, der In Umfangsriohtyng benachbarte yngieichnaml- 0 ge magnetische Pole magnetisch leitend verbindet oder du c das magnetisch leitende Korpus des zweiten Lagerrings bewirkt Die för das Funktionieren des Klauenpölgeneraters wesentliche vollständige Schiieiung des: die Induktionsspule umlaufenden magnetischen Kreises wird au Seiten der Klauenbleehe an dem ersten Lagerring durch ein die beiden Kiauenhieche 5 direkt magnetisch leitend verbindendes ussteltelement (DE 10 2011 075 548 A1) oder durch das magnetisch leitende Korpus des erste Lagerrings (DE 0 2010 018472 AI ) bewirkt Änderungen des Abstandes zwischen den beiden Lagerungen, die eine Änderung des magnetischen Flusses zwischen den magnetischen Polen an dem zweiten Lagerring zu den Klauen an dem 0 ersten Lagerring bemerkbar machen, lassen sich bei den zu einem Kiauenpolgenerator erweiterten Klayen c änordnungen nicht ohne weiteres erfassen, da die Induktionsspannung In der Induktionsspule über den gesamten Umfang mittelt
Aufgabe der Erfindung
Es Ist die Aufga e der Erfindung, e n Lager, Insbesondere ein Wälzlager, mit einer hauiieh einfach zu integrierenden Erfaesungevörricbtung für Lagefkr l- te an uge en
Zum m menf assu rsg der Erfindung
Diese Aufgab wird efindungsgemiE dadurch gelöst, da.ss In ümfangsrieb» fang mindestens abschnittsweise ein Spalt zwischen dem ersten Klauenring und dem zweite Klauenring ausgebildet ist: wobei über den Spalt hinweg z isc e einer Klaue des ersten Klauenrings und einer In Urafangsrlehtung benachbarten Klaue des zweiten Klauenrings der magnetische Kreis geschlossen wird,, und dass Im Bereich des Spaltes ein magnetischer Sensor angeordnet ist, der das den Spalt durchsetzende Magnetfeld erfasst
Dertosh den in Umfan sriehtung mindestens abschnittsweise ausgebildete Spalt tritt ein magnetischer Fluss, der vcn dem Afestariid der Klaue de ersten Klauenrtngs zu dem dieser gegenuhedlegenden rnagnetischen Pol und von dem Absland dieser Klaue benachbarten Klane des zweiten Klanenrings zu dem dieser benachbarten Klau gegenüberliegenden, ungleichnamigen magnetischen Fol abhängig, mithin also vom Abstand der beiden t.agerringe: s dass de von dem magnetischen Sensor in dem definierter? Spalt zwischen den beiden Kiauenrlngen erfasste Magnetfeld von dem Abstand der beiden Lagerringe zueinander und damit mittelbar von den auf das Lager im lirnfangsberelch des Spaltes wirkenden Kräfte abhingl Der Spalt Mm sich In Umfangsrlobtuug des Lagers nur um den Betrag erstrecken, über den der magnetische Flus durch d e beiden ausgezeichneten, m Umfangsrich ung benachbarten Klauen des lauenpaam- verläuft wobei es sieh versteht, dass mehrere derart, ausgezeichnete Klauenpaare in Umfangsrlchtung hea bstande vorgesehen sein kennen, Der Spalt kann sich aber auch entlang des gesamten Umfange des Lagers erstrecken.
Die Spallbreite, also der geringste Abstand zwischen den beiden Klsuenble- chen, Ist so ausgelegt, dass ein magnetischer Fluss durch ein körperliches, magnetisch leitendes Teil zwischen den beiden Klauenhleehen unterbunden Ist, Jedoch auch so, dass über den Spalt hinweg der magnetische Kreis geschlossen werden kann, da die magnetische Flyssdiohte aus einem der Klauenbieche nah dessen Oberfläche in Richtung auf das andere Klauen- biech hin austritt und dabei den Spalt durchsetzt
Vorzugsweise ist vorgesehen, das der Spalt al Luftspalt ausgebildet ist, wobei in dem Luitspalt besonder einfach und leicht zugänglich ein magnetischer Sensor angeordnet sein kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Spalt mit einem magnetisch nichtleitenden Material, Insbesondere mit einem Kunststoff, gefüll Ist. Der magnetische Sense kann dahat an öder in dem magnetisch nicht-leitenden F ü I Iraaf e dal a ng eordnet se i .
Vorzugsweise ist vorgesehen,, dass zwischen den Klauenringen und dem ersten Lagerring ein Isolationsnng aus einem magnetisch nicht-leitenden Material insbesondere aus einem Kunststoff, angeordnet Ist Der Iselations- ring unterdrückt magnetische Streuflusse, die nicht durch den Spalt mit dem magnetischen Senser vorlaufen.
Hinsichtlich des Isolationstlngs Ist insbesondere vorzugsweise vergesehen, dass die Klauenringe an Ausnehmungen das Isolationsfings aufgenommen &ϊηύ, und dass der isolaiionsrlng mindestens abschnittsweise den Spalt SEWI- sehen den i uwtsgf * ausfüllt. Oer Isofatlonsring erfüllt danilt d e eitere Funktion der Halterung der holden lauaurtnge und stellt dabei zumindest teilweise das magnetisch nicht-leitende Material bereit, as den Spalt zwt* § sehen den beiden lauennngen ausfüllt
Vorzugsweise st vorgesehen, dass der magnetische Sensor an oder in dem isolationsfing angeordnet Ist- Der Isolatlonsripg erfüllt damit die weitere Punktion, den magnetischen Sensor aufzunehmen und insbesondere dessen 0 elektrische Leitungen rnindestene abschnittsweise aufzunehmen„
Vorzugswelse Ist vorgesehen, dass die beiden Klauenringe eine die Drehachse umlaufende Induktionsspule umgeben» wobei die magnetischen Kreise die Induktionsspule umlaufen. Die in der Induktionsspule Induzierte eiekt-S rlsche Spannung kann dabei als Energieversorgung des mindestens einen magnetischen Sensors in dem mindestens einen Spalt vorgesehen sein. Die Beeinflussung des von dem magnetisehen Sensor in dem Spalt erfassten Magnetfeldes durch das die Indukflo sspuie umgebende frequenzabhangige magnetische Weehseffeid kann beispielsweise durch eine elektronische0 Nachbearbeitung des Signals des magnetischen Sensors, speziell durch eine Äustakfyng des echsetepannungs-Signals der Induktionsspule, beseitigt werden.
Alternativ hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass der magnetische San-$ sonderen eine externe Spannungsgneile beaufschlagt ist,
Wiederum alternativ fi zii kann vorgesehen sein, dass der magnetische Sensor durch einen Energlespeloher, der durch die Induktionsspule geladen wird, beaufschlagt Ist,
0
De das Magnetfeld In dem Spalt erfassende magnetische Sensor kann hei» splels eise als Hall-Sensor eder als X R-Sensor ausgebildet sein. WA're Vorteil® und erkma e der Erf nd urrg ei g n lc aus den s§bh§?v glgen Ansprüchen sowie aus der Beso resböog eines Äusfuhrungsbelspteis, Die Erfindung wird Im Folgenden unte Bezugnahme auf die anlegenden Zelednyngen näher beschrieben und erläutert
t a Beehre! t urs§| der Figuren
Flg, 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Äusföhrungsheispiel eines ertin» dungsgerna&en Lagers,
Fig. 2 eigt ayssebnittsweise eine teilweise geschnittene Ansicht des in Flg. 1 dargestellten Ausföl rungsheispleis, entlang der
Schnittlinie Ä~A aus Fig. , und
Flg, 3 zeigt aussehnittsweis eine teilweise geschnittene Ansieh des in Flg. 1 und Flg. 2 dargestellten Ausföhryngeoeisplels, entlang der Schnittlinie B-B aus Flg . 1 ,
Detaillierte Sesehreifouog der Figuren
Fig. 1 zeigt ein Draufsicht auf ein als einreihiges Kugellager, insbesondere also als Wälzlager, ausgebildetes Lager, umfassend einen ersten, inneren Lagerring 1 , einen zweiten, inneren Lagerring 2 sowie; einer zwischen den Lagerringen n 2 angeordneten lauenpolanordnung 3S. die zwischen den beiden Legeningen i s 2 engeordnet ist Flg, 2 zeigt die Klauenpolanordnung 3 In einer ersten Sc niriansiehL wehet die Klayenpolanordnung 3 einen ersten Klauennng 4 mit einer Abfolge von ersten Klauen, deren einzige sichtbar Klaue mit dem Bezy szelehan ausgewiesen Ist, und einen fn U laufrichfung der Drehachse des Lagers versetzten zweiten Ktauenring 6 mit einer Abfolge von weit n Klauen unv fas i, wobei die Klauen des zweiten Klauenriug 8: oberhalb h w, unterhalb der Papiereben engeordnet sind. Dabei sind die neide Klauenfinge 4, 6 an dem ersten Lagerring 1 drehtest angeordnet öle beiden Klauenring $ sind jeweils als: flach Ringseheiben: ausgebildet, die sieh radial, bezogen auf die Drehachse des L gern, erstrecken, wobei Klauen jeweils als axial, also parallel zu der Drehachse des Lagers sic erstreckende Abschnitte der Klauenringe 4> 8 auegebildet sind. Die erste Klaue 6 des ersten Klauenrings 4 ist dabei in Richtung auf das Lagerinnere, zu einem Wilzkörpe 7 hin weisend, abgestellt die in Fig, 2 bildlich nicht dargestellten Klauen des iweiten Kfauenrin s 6 sind ebenfalls axial Jedoch von dem Wälzkörper 7 fort weisend abgestellt Die der Klaue 5 des ersten Kiauenrings 4 in ümfangsrioh- tung benachbarte Klaue des anderen, zweiten KfauenHfigs 8 ist in Fig. 3 m einer Seitenansicht dargestellt und dort mit dem BeEygsxelchen ,18' versehen,
An dem zweiten Lagerring 2 ist eine die Drehachse des tagers umlaufende Abfolge von magnetischen Polen angeordnet., wobei der dargestellte erste magnatische Pol 8 der Klaue 5 des ersten Klauennngs 4 unter Einhaltung eines Lagerspaites 9 gegenüberiiegl und ein zweiter, zu dem ersten magnetischen Pol 8 ungleichnamiger Pol unterhalb der Raplerehene der dort ebenfalls befindlichen Klaue des zweiten Klauenrings 8 gegenüberliegt. Zwischen dein beiden Kiauenhngen 4 6, an deren jeweils auf den ersten Lagerring 1 welsenden J^ndkanisn, Ist ein Spalt 10 ausgebildet* dar sieb abschnittsweise,, im Bereich der Klaue 5 des ersten Kiauenrings 4 sowie der mit der Klaue 5 zusammenwirkenden Klaue des zweiten Klauenrings &, in Umiangsriobtung des Lagers erstreckt
Es ist vorgesehen, dass,: ausgehend vor)' dem magnetischen Pol 8 (beispielsweise ein Nordpol) über die Klaue 5, den ersten Kiauenrfng 4S durch den Spalt 10 hindurch i dem weiten Klsuenh'ng 6 und der u ter der Papierebene befindlichen weiterem der Klaue 5 In Umfangsrlelilyng benachbarten Klaue d s zweiten iauenrings & dem ebenfalls unter der Papier- ebene befindlichen, dem magnetischen Pol 8 In yrnfangsnchfy ng benach- hartem ungleichnamigen (In diesem Fall ein Südpol) sieh ausbildender magnetischer Kreis gebildet ist
Der Spalt 10 Ist In seiner axialen Beabstandung der beiden flachen Klauen* ringe 6 se beimessen, dase übe den Spalt 10 hinweg zwischen einer Klaue S des ersten Klauenhngs 4 und einer In Umfangs el fyhg benachbarten Klau des z eit n Klauenrings 6 der magnetische Kreis geschlossen wird. Der Spalt 10 wird durch das definierte Fortlassen, einer körperlichen, magnetisch leitfahigsn Verbindung zwischen den beiden Kleyenhngen 4, 6 ausgebildet,
Im Bereich das Spaltes 10 ist ein magnetischer Sensor 11 angeordnet st, der das den: Bpalt iÖ derohsBt ende Magnetfeld erfasst, wobei der magnetische Senser 11 beispielsweise als HalhSensoi ausgebildet ist, Das vön dem magnetischen Sensor 11 im Bereich das Spaltes 0 zwischen den beiden lauenhn en 4, 6 erfasste Magnetfeld hängt im wesentlichen von dem Betrag der radialen Erstreckung des Lagerspaltes 9, also von dem Abstand de Klaue 5 zu dem magnetischen Pol 8 sowie van dorn Abstand der der Klaue $ In Umfangsnchtung benaehhartan Klaue IS ig, 3} das am deren, zweiten Kiauenrings 6 zu dem dem magnetischen Po! 8 in Umfange» rlchtung benachbarten, dem Pol 8 ungleichnamigen- magnellso en Pol ab und is damit ein Mali für die Breite des Lagarspaltes 9 In radiale Riohtung, bezogen auf dia Drehachse des Legers, .und damit mittelbar .für die in radialer Rlchtyng wirkenden Lagerkratte, die den radialan Abstand der Lagerringe 1 2 beeinfluaaem
Für den Spalt 10 zwischen den beiden Kleyenbleehen 4, 6 Ist vorgesehen. tes der Spalt 1( ^umladest abschnittsweise, ayf der zu den Kleyen δ welsenden, radial innenllegenden Seite als tyftspait ausgebildet ist, so dass die Klauenbfeeia 4, 6 nahe den Klauen 5 durdi Luft, als magnetisch nichtleitendem aterial getrennt sind,
Für einen von den Klauen 8 fort, hin zu dem ersten Lagerring 1 hin weisen» ύ ι Abschnitt des Spaltes 10 ist vorgesehen, dass der Spalt 10 in diesem Abschnitt mit einem magnetisch nieht-lelfenden Material, nä n c einem magnetison nicbt-leltendern Kunststoff, gefüllt ist
Zwisten den beiden Klanenrlngen 4. 6 "und dem ersten Lagerhng 1 närnlieh ein Isolationsring 12 aus einem rmgneftseh rvieht-leltenden Material, nirnlloh aus dem Kynststoff, angeordnet, wobei de Isotationsring 12 in den Spalt 10 abschnittsweise hineinragt und dort den Spalt 10 mit dem magnetisch nicht- leitenden Kunststoff ausfüllt
Der Isolationsring 12 hält die beiden auf den ersten Lagerring 1 welsenden Randkanfen der Klauenrlnge 4, 6 von dem magnetisch leitenden Material: des ersten Lagerrings 1 beabstandet und stellt sicher, dass Ober den ersten Lagerring 1 kein parasliife magnetischer Fluss, der den magnetischen Sensor 1 ymgeht auftritt per i ölationsfing 1 ist in einer Ayfnahmenu 13 an einer Siirnlache 14 des ersten Lagerrings 1 , mit der angrenzenden Stirnfläche 14 hOndlg ahsenlie- f end, aufgenommen und sieh Oder die auf den zweiten Lagerring 2 weisende innere Mantelfläche i§ des ersten tagening 1 radial so weit vor, dass ein Kontakt : zwischen den beiden Kiauenringen 4, 8 mit dem Material des ersten Lagerrings 1 ynterhunden Ist, Die Klauenrlnge , 6 Ausnehmungen 16, 17 (Flg. 3} des Isolationsrings 12 aufgenommen, wehe! welter vergesehen ist, dass der iso- Istlonsrlng 12 abschnittsweise den Spelt 10 zwisohen den Kiauenringen 4, 8 a&isfiill Dia Ausnehmungen 16. 17 sind als flache, freigesehnittene Nuten In dern Material des Isoistlonsrings 12 ausgebildet. In die die flachen Randab- schnitte der isuendnge 4, '6 bündig mit der angferssef lefi Öherfiaohe des isolationsnngs 12 ahscrili t eod aufgenommen scim
Weiter ist vorgesehen, dass der magnetische .Sensor 11 an einer auf den z eite Lagerring 2 weisende Ka te des Isoiationsrings 12, zwischen den heideriRiauenringen 4, $ in dem Spal 10, angeordnet ist, wobei in dem iso* latlcmsring 12 elektrische Leitungen: zur Versorgung des magnetischen Sensors 11 angeordnet sind*
Bis auf den in den Spalt 10 zwischen den iauenringe 4, 8 abschnittsweise riinelereichenden isolationsring 12 Ist; der Bereich zwischen den Kiauenrir- gen 4,: S frei von einem Föflrnaterfaf und insOecöndere als tyftepal ausgebilde in einer Abwandlung des dargestellten Äusfuhrungsheispiete könnte noch eine Induktionsspule zwischen die Klauenringa 4, 6 eingelegt sein, mit einem rcagnetlaeh nicht-leitenden Spulenmatehal wie Kupfer.
erster Lagerring
zwei r Lagerring
Kisaenpofa nördnung
erster Klauennng
Klaue des ersten K au n rings 4 zweiter Kiauenfiog magnetischer Pol
Lagerspait
Spalt
magnetischer Sensor
ΐ ,> i" H
ÄLäfnahme ü
Stirnfläche des ersten Lagerrings 1
A.u neb uo
Ausnehme og
Klaue des zweiten Klauenrings 6

Claims

Fatentan prö€;lia
Lager, Insbesondere älzlager, umfassend
einen ersten Lagerring (1 ,
einen zweiten Lagerring (2), und
eine Klauen pela erd eng (3),
wobei die Klauenpötancrdnyng (3) einen erste Klauenrlng (4) mit einer Abfolge von ersten Klauen (6) und einen in ümlaufriohtung der Drehachse versetzten zweiten Klauenring (6) mit einer Ä foige von zweiten Klauen urnfassl
wobei die Klauanringe (4f 8} an dem ersten Lagerring (1 ) angeordnet sind,
wobei die Klauen {§} der beiden Ktauenringe (4, 8) mit einer die Drehachse umlaufen en Abfolge von magnetischen Polen (8) magnetische Kreise ausbilden.,
wobei die magnetischen Pole (8) an dem zweite tage^ring (3) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Umförigsric ung- ministen«- a sc l tswels ein Spalt (10) zwischen dem ersten Klauenring (4) und dem zweiten. Klauenring (S) aus» gebildet Ist, wobei über den Spall (10) hinweg zwischen einer Klaue (S) des ersten Klauenrings (4) und einer in Umfongsiiehtyng benachbarten Klaue des zweiten Klanennngs (6) der magnetische Krei geseniossen wird, und
dass Im Bereicb des Spaltes flö) ein magnetische Sensor (11 angeordnet ist der das den Spalt (1Ö durchsetzende Magnetfeld erfassi
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennxeiehneL dass der Spalt (10) als Loflspalt ausgebildet Ist, Lager nach Anspruch 1, dac ufct* gekennzeichnet dass der Spall (10) mit einem magnetisch Bte Nefiön tert ateriaL iaahesendere ml &l m Kunststoff, gefüllt ist,
Lager nach einem der Ansprüche 1 is 3S dadurch gekennzelohaet dass wisc n den Klauenringen (4;: §} ynd dem ersten Lagerring (1) ein iso- iationsring (12) aus einem magnetisch nicht-leitenden MateriaL insbesondere aus einem Kunststoff, angeordnetist
Lager nach Anspruch 4,
(4, 6} an Ausnehmunge (16, 1?) des fsalatlöasrings (12) aufgenornmen sind, und dass der isolaiionsrin {12} mindestens abschnittsweise den Spalt .(10) zwischen den Kiauenringerl (4, 6} austulit
Lager ac Anspruch 4 oder S\ dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Sensor (11) an öder in dam: Isolalionsring (12) angeordnet Ist,
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6< dadurch gekennzeichnet, dass die beiden iauenhnge eine die Drehachse umlaufende Induktionsspule umgehen, wooei die magnetischen Krei e die induktionsspule umtaufen..
Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass der agnetisc e Sensor durch einen Energiespeicher, der durch die Induktionsspul geladen wird, beaufsehiagt ist.
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