WO2012152537A1

WO2012152537A1 - Wälzlager, insbesondere zweireihiges wälzlager, mit einer energieerzeugungseinheit, insbesondere zur lagerung einer walze

Info

Publication number: WO2012152537A1
Application number: PCT/EP2012/056952
Authority: WO
Inventors: Thomas Rink; Werner Roman; Heinz THEUMER; Martin Grehn; Henri Van Der Knokke; Karl Müller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2013-11-10
Also published as: DE202012012619U1; CN103534498A; US20140086519A1; CN103534498B; DE102011075547A1; DE102011075547B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, umfassend einen Lagerring (2), einen Lagerkäfig (5) zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers (4), eine als Klauenpolgenerator ausgebildete Energieerzeugungseinheit (8), wobei der Klauenpolgenerator (8) einen ersten Klauenring (10) mit einer Abfolge von ersten Klauen (11) und einen in Umfangsrichtung des Lagerrings (2) versetzten zweiten Klauenring (12) mit einer Abfolge von zweiten Klauen umfasst, wobei die beiden Klauenringe (10, 12) eine in Umfangsrichtung des Lagerrings (2) umlaufende Induktionsspule (9) umgeben, wobei die Klauen (11) der beiden Klauenringe (10, 12) mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen (14) die Induktionsspule (9) umgebenden magnetische Kreise ausbilden. Die Aufgabe, eine für insbesondere zweireihige Wälzlager, speziell für Pendelrollenlager, verbesserte Ausnutzung des Bauraums zur Aufnahme des Klauenpolgenerators anzugeben, wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die magnetischen Pole (14) an dem Lagerkäfig (5) angeordnet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung Wälzlager, insbesondere zweireihiges Wälzlager, mit einer Energieerzeugungseinheit, insbesondere zur Lagerung einer Walze

Beschreibung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze, insbesondere einer Führungswalze für Papierbahnen, nach dem Anspruch 1 1 .

Aus der Praxis ist bekannt, aus der Drehbewegung des Wälzlagers im Betrieb elektrische Energie zu erzeugen. Hierzu sind insbesondere Wälzlager bekannt, in die eine Energieerzeugungseinheit baulich integriert ist. Speziell sind Wälzlager bekannt, bei denen die Energieerzeugungseinheit als Klau- enpolgenerator ausgebildet ist. Der Klauenpolgenerator umfasst dabei einen ersten Klauenring mit einer in Umfangsrichtung des Wälzlagers verlaufenden Abfolge von ersten Klauen, einen zweiten Klauenring mit einer in Umfangsrichtung des Wälzlagers verlaufenden Abfolge von zweiten Klauen, eine von den beiden Klauenringen umgebene Induktionsspule, die die Dreh- achse des Wälzlagers umläuft, wobei die beiden Klauenringe in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Der Klauenpolgenerator umfasst weiter eine in Umfangsrichtung verlaufende Abfolge von magnetischen Polen. Steht eine erste Klaue des ersten Klauenrings einem ersten Pol, beispielsweise einem Nordpol, gegenüber, wird ein magnetischer Kreis über eine in Umfangsrichtung benachbarte zweite Klaue, nämlich eine Klaue des zweiten Klauenrings zu einem in Umfangsrichtung benachbarten zweiten, ungleichnamigen, magnetischen Pol, in diesem Fall einem Südpol, gebildet, der die Induktionsspule umgibt. Dreht sich der Lagerring mit den beiden Klauenringen weiter, steht die zweite Klaue dem Nordpol gegenüber und die erste Klaue einem Südpol, so dass sich die Richtung des die Induktionsspule umgebenden magnetischen Kreises umkehrt und in der Induktionsspule eine magnetische Spannung erzeugt wird. In ein Wälzlager integriert, sind die beiden Klauenringe sowie die Induktionsspule an einem der beiden Lagerringe des Wälzlagers befestigt.

An Wälzlager mit einer Energieerzeugungseinheit, insbesondere an Wälzla- ger mit einem Klauenpolgenerator, wird von der Praxis gefordert, für den Klauenpolgenerator nur einen geringen zusätzlichen Bauraum vorzusehen bzw. vorhandenen Bauraum auszunutzen, so dass das Wälzlager mit dem Klauenpolgenerator von Standardabmessungen möglichst wenig abweicht. WO 201 1/000362 A1 beschreibt ein als einreihiges Kugellager ausgebildetes Wälzlager mit einem ersten Lagerring, mehreren Wälzkörpern, die von einem Lagerkäfig geführt werden, und einer als Klauenpolgenerator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit, wobei der Klauenpolgenerator einen ersten Klauenring mit einer Abfolge von ersten Klauen und einen in Um- fangsrichtung des Lagerrings versetzen zweiten Klauenring mit einer Abfolge von zweiten Klauen aufweist, wobei die beiden Klauenringe eine in Um- fangsrichtung des ersten Lagerrings umlaufende Induktionsspule umgeben, wobei die Klauen der beiden Klauenringe mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen die Induktionsspule umgeben- den magnetische Kreise ausbilden. Die beiden Klauenringe sind dabei an dem ersten Lagerring in magnetisch leitender Verbindung befestigt, die magnetischen Pole sind an dem zweiten Lagerring des Wälzlagers angeordnet, so dass der die Induktionsspule umgebende magnetische Kreis durch einen magnetisch leitenden Abschnitt des ersten Lagerrings ge- schlössen wird. Gerade bei zwei- oder mehrreihigen Wälzlagern, insbesondere für zweireihige Pendelrollenlager, wird der Bauraum in dem Wälzlager nicht optimal ausgenutzt. Aufgabe der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine für insbesondere zweireihige Wälzlager, speziell für Pendelrollenlager, verbesserte Ausnutzung des Bauraums zur Aufnahme des Klauenpolgenerators anzugeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das eingangs genannte Wälzlager dadurch gelöst, dass die magnetischen Pole an dem Lagerkäfig angeordnet sind.

Aufgrund der Relativbewegung des Lagerkäfigs mit den magnetischen Polen und des Lagerrings, an dem die beiden Klauenringe mit der Induktionsspule angeordnet sind, lässt sich elektrische Energie erzeugen, wobei der Lagerkäfig die magnetischen Pole aufnimmt und neben der Führung der Wälzkör- per eine zusätzliche Funktion erhält.

Die Anordnung der magnetischen Pole an dem Lagerkäfig ist insbesondere für zweireihige Wälzlager, also Wälzlager mit zwei Reihen von Wälzkörpern, geeignet, da zwischen den zwei Reihen der Wälzkörper ein Bauraum be- steht, in den die beiden Klauenringe mit der Induktionsspule baulich integriert aufgenommen werden können, und zwar axial mittig zwischen den Stirnflächen des Lagerrings, so dass das Wälzlagerlager nur geringe Änderungen der Anschlussmaße erforderlich macht, beispielsweise um eine elektrische Zuleitung der Induktionsspule aufzunehmen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die magnetischen Pole mit einem magnetisch leitenden Rückschlussring untereinander verbunden sind. Der Rück- schlussring stellt den magnetischen Rückschluss zwischen in Umfangsrich- tung des Lagerkäfigs benachbarten, ungleichnamigen magnetischen Polen sicher und ermöglicht die Integration des Klauenpolgenerators auch in solchen Wälzlagern, deren Lagerkäfige aus einem magnetisch nicht oder nur schlecht leitenden Material ausgebildet sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die magnetischen Pole in einer Käfignut in dem Lagerkäfig aufgenommen sind. Die in der Käfignut beispielsweise versenkt aufgenommenen magnetischen Pole schließen bündig mit der an die Käfignut angrenzenden Fläche des Lagerkäfigs ab, so dass für die Induktionsspule, die den magnetischen Polen, durch die Klauen der beiden Klauenringe und einen Spalt getrennt, gegenüberliegt, ein vergrößerter Bauraum zur Verfügung steht, der dazu genutzt werden kann, den Füllfaktor der Induktionsspule, also die Anzahl der Windungen des elektrischen Leiters der Induktionsspule, zu vergrößern.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwei Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sind, dass der Lagerkäfig einen Mittelring umfasst, und dass die magnetischen Pole an dem Mittelring des Lagerkäfigs angeordnet sind. Die beiden Reihen der Wälzkörper sind zu beiden Seiten des Mittelrings des Lagerkäfigs angeordnet, wobei der Mittelring in Umfangsrichtung vollständig, insbesondere durch die zur Aufnahme der Wälzkörper vorgesehenen Taschen nicht unterbrochen, umläuft. Der Mittelring ist axial mittig zwischen den beiden Reihen der Wälzkörper vorgesehen und liegt damit dem Zwischenraum zwischen den beiden Laufbahnen der Wälzkörper an dem Lagerring an dem Lagerring gegenüber, also der Stelle an dem Lagerring, die einen zusätzlichen Bauraum zur Aufnahme der beiden Klauenringe sowie der Induktionsspule zur Verfügung stellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wälzkörper als Pendelrollen ausgebildet sind. Das Wälzlager ist dabei als zweireihiges Pendelrollenlager ausgebildet. Der Lagerkäfig eines derartigen Pendelrollenlagers wird häufig auch als , Führungsring' bezeichnet. Pendelrollenlager können zur Lagerung von großbauenden Walzen, insbesondere in einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Führungswalzen für Papierbahnen, vorgesehen sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Drucksensor, insbeson- dere einen piezoelektrischen Drucksensor, auf der Mantelfläche der Walze angeordnet ist, wobei der Drucksensor von der Energieerzeugungseinheit des Wälzlagers, insbesondere des Pendelrollenlagers, energetisch beaufschlagt ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klauenringe, insbesondere axial mittig, an dem Lagerring in einer Lagerringnut angeordnet sind. Ist insbesondere das Wälzlager als zweireihiges Wälzlager, speziell als zweireihiges Pendelrollenlager, ausgebildet, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Lagerringnut axial mittig an dem Lagerring angeordnet ist. Die Lager- ringnut vergrößert den Bauraum, der für die Induktionsspule zur Verfügung steht.

Vorzugsweise ist hinsichtlich der Lagerringnut vorgesehen, dass an einem Nutgrund der Lagerringnut in dem Lagerring eine sich im wesentlichen radial erstreckende Bohrung ausgebildet ist. Die Bohrung unterstützt die Ausrichtung der beiden Klauenringe relativ zueinander. Die Bohrung ermöglicht die Aufnahme von weiteren elektrischen Komponenten, die die in der Induktionsspule erzeugte Wechselspannung aufbereiten, insbesondere als elektronisch gleichrichten, glätten oder ggf. speichern. Die Lagerringnut bietet weiterhin eine vergrößerte Anlagefläche, an der der Klauenring magnetisch leitend anliegen kann, um eine magnetisch leitende Verbindung zu dem Lagerring auszubilden.

Vorzugsweise ist hinsichtlich der Bohrung vorgesehen, dass die Bohrung an einem Ende in eine sich im wesentlichen axial erstreckende Nut übergeht. In die Bohrung werden elektrische Leitungen gelegt, die die Induktionsspule bzw. die der Induktionsspule zugeordneten elektronischen Komponenten versorgen. Die Nut steht im wesentlichen senkrecht zu der Bohrung, so dass die lagerichtige Ausrichtung des Verbundes aus den beiden Klauenringen und der Induktionsspule relativ zu dem Lagerring sichergestellt werden kann. In der Bohrung kann eine Steckeraufnahme einer Steckverbindung vorgesehen sein, in die ein in der Nut eingelegter Stecker geführt wird, so dass sich eine im wesentlichen rechtwinklige Steckverbindung ergibt. Die Nut ist bevorzugt in einer Mantelfläche des Lagerrings ausgebildet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens einer der Klauenringe in Umfangsrichtung geteilt ausgebildet ist, und dass der mindestens eine Klauenring in einer die Induktionsspule aufnehmenden Aufnahme verdrehsicher angeordnet ist. Der in Umfangsrichtung geteilt ausgebildete Klauenring fügt sich in eine Aufnahme ein, innerhalb derer die Induktionsspule aufgenommen ist, wobei die Aufnahme außen eine Vertiefung aufweist, in die der Teil- Klauenring einpasst. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass jeder der beiden Klauenringe in Umfangsrichtung in eine Hälfte geteilt ist, wobei die jeweilige Hälfte passgenau in die Außenfläche der Aufnahme, innerhalb derer die Induktionsspule angeordnet, aufgenommen ist. Durch die Aufnahme wird die lagerichtige Ausrichtung der in Umfangsrichtung versetzt angeord- neten Klauenringe sichergestellt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens einer der beiden Klauenringe in magnetisch leitender Verbindung mit dem Lagerring steht. Dabei vergrößert sich der Bauraum, der insbesondere für die Induktionsspule zur Ver- fügung steht.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagers in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung, und Fig. 2 zeigt das Detail ,Ζ' aus Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Wälzlager 1 , das einen ersten Lagerring 2 und einen zweiten Lagerring 3 umfasst. Das Wälzlager 1 ist zweireihig ausgebildet und umfasst zwei Reihen von Wälzkörpern 4, die als Pendelrollen ausgebildet sind. Die Wälzkörper 4 werden von einem Lagerkäfig 5 in Umfangsrichtung, bezogen auf eine Drehachse 6 des Wälzlagers 1 , sowie axial, also im wesentlichen parallel zu der Drehachse 6 des Wälzlagers 1 , geführt und beabstandet gehalten. Die beiden Reihen der Pendelrollen 4 sind in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Das Wälzlager 1 ist Teil einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze, nämlich einer Führungswalze für Papierbahnen einer Druckmaschine, wobei eine konisch zulaufende Welle 7 um die Drehachse 6 drehbar gehalten wird. Die Führungswalze weist einen Drucksensor auf, der den Anpressdruck der Papierbahn auf die äußere Mantelfläche der Walze erfasst, wobei der piezoelektrischen Drucksensor auf der Mantelfläche diese spiralartig umlaufend als Schicht vorgesehen ist. Der Drucksensor ist von dem Wälzlager 1 energetisch beaufschlagt. Hierzu umfasst das Wälzlager 1 eine Energieversorgungseinheit 8. Die Energieversorgungseinheit 8 ist als Klauenpolgenerator ausgebildet und umfasst eine in Umfangsrichtung umlaufende, insbesondere die Drehachse 6 umlaufende, Induktionsspule 9.

Fig. 2 zeigt den Klauenpolgenerator in einer vergrößerten Darstellung.

Der Klauenpolgenerator 8 umfasst einen ersten Klauenring 10, der eine in Umfangsrichtung, bezogen auf die Drehachse 6, umlaufende Abfolge von ersten Klauen umfasst, wobei eine der ersten Klauen mit dem Bezugszeichen ,1 1 ' ausgewiesen ist. Die erste Klaue 1 1 ist als im wesentlichen axial, also parallel zu der Drehachse 6 abgestellter Abschnitt des ringförmigen, radial sich erstreckenden ersten Klauenrings 10 ausgebildet.

Der Klauenpolgenerator 8 umfasst einen zweiten Klauenring 12 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Abfolge von zweiten Klauen, wobei die Schnittebene der Darstellung aus Fig. 2 so gelegt ist, dass eine erste der zweiten Klauen oberhalb und eine in Umfangsrichtung benachbarte zweite der zweiten Klauen unterhalb der Papierebene angeordnet sind. Die Schnittebene der Darstellung von Fig. 2 durchsetzt den zweiten Klauenring 12 im Bereich des radial sich erstreckenden ringförmigen Abschnittes. Die beiden nicht erkennbaren zweiten Klauen des zweiten Klauenrings 12 sind, ähnlich wie die erste Klaue 1 1 des ersten Klauenrings 10, axial, also parallel zu der Drehachse 6 gerichtet.

Die beiden Klauenringe 10, 12 des Klauenpolgenerators 8 umgeben die Induktionsspule 9, die in einer Aufnahme 13 angeordnet ist, die die Induktionsspule 9 zu vier Seiten umgibt. Die Aufnahme 13 ist aus einem magne- tisch nicht-leitenden Material, nämlich einem spritzbaren Kunststoff, ausgebildet, und als innenseitig offener Hohlring mit im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgebildet, wobei zwischen den Schenkeln des U die Indukti- onsspule 9 aufgenommen ist und außen an den beiden Schenkeln des U eine Strukturierung mit einer Vertiefung vorgesehen ist. In die jeweilige Vertiefung ist der zweite Klauenring 12 so eingelegt, dass der zweite Klauenring 12 mit der an die Vertiefung angrenzenden Außenfläche der Aufnahme 13 im wesentlichen bündig abschließt. Der erste Klauenring 10 ist ebenfalls in einer Vertiefung an der Außenfläche der Aufnahme 13 eingelegt.

Die mit dem Bezugszeichen ,9' ausgewiesene Induktionsspule weist zusätzlich zu einem metallischen Leiter, der die Drehachse 6 mit mehreren Win- düngen umgibt, eine elektrisch leitende Vergussmasse auf, so dass ein formstabiler Verbund entsteht, der als Induktionsspule 9 in die Aufnahme 13, nämlich die Öffnung des U, eingelegt werden kann. Die Klauen der beiden Klauenringe 10, 12 überdecken die Öffnung des U und verhindern ein Herausfallen der Induktionsspule 9 aus der Aufnahme 13.

Der Klauenpolgenerator umfasst weiter eine in Umfangsrichtung, nämlich die Drehachse 6, umlaufende Abfolge von magnetischen Polen, deren einer mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesen ist. Benachbarte Pole sind dabei ungleichnamig, beispielsweise ist der magnetische Pol 14 ein Nordpol und der jeweils benachbarte, oberhalb bzw. unterhalb der Papierebene befindliche magnetische Pol ein Südpol. Die magnetischen Pole 14 sind dabei Abschnitte von plattenförmigen Permanentmagneten, die, in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet, so ausgerichtet sind, dass jeweils ein Pol in Richtung der Drehachse 6 und damit in Richtung auf eine Klaue eines der beiden Klauenringe 10, 12 weist.

Die beiden Klauenringe 10, 12 sind untereinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, derart, dass beispielsweise alle ersten Klauen 1 1 des ersten Klauenrings 10 einem Nordpol 14 und alle zweiten Klauen des zweiten Klauenrings 12 einem Südpol gegenüberliegen. Die beiden Klauenringe 10, 12 liegen an dem magnetisch leitfähigen Material des Korpus des ersten Lagerrings 2 unmittelbar an, so dass die beiden Klauenringe 10, 12 in magnetisch leitender Verbindung mit dem Lagerring 2 stehen.

Damit bildet sich ein die Induktionsspule 9 und die dort aufgenommenen elektrisch leitenden Windungen umlaufender magnetischer Kreis, ausgehend von dem als Nordpol ausgebildeten ersten magnetischen Pol 14 über einen Spalt zu der ersten Klaue 1 1 des ersten Klauenrings 10, über das magnetisch leitfähige Material des Korpus des ersten Lagerrings 2 zu dem zweiten Klauenring 12 zu einer der zweiten Klauen des zweiten Klauenrings 12 über den Spalt zu einem als Südpol ausgebildeten magnetischen Pol, der dem als Nordpol ausgebildeten magnetischen Pol 14 in Umfangsrichtung benachbart ist. Bei der Drehung des Lagerrings 2 um die Drehachse ändert sich die Orientierung des magnetischen Kreises, so dass in den Windungen des elektrischen Leiters in der Induktionsspule 9 eine Wechselspannung induziert wird, die als Nutzspannung, insbesondere nach einer elektronischen Aufbereitung, abgegriffen wird. Die magnetischen Pole des Klauenpolgenerators 8, insbesondere auch der mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesene Nordpol, sind an dem Lagerkäfig 5 des Wälzlagers 1 angeordnet. Im Betrieb des Wälzlagers 1 drehen sich die Welle 7 sowie der an der Welle 7 befestigte erste Lagerring 2 des Wälzlagers um die Drehachse 6. Dabei führt der Lagerkäfig 5 die magnetischen Polen um die Drehachse 6 mit einer von der Drehzahl des ersten Lagerrings 2 abweichenden, geringeren Drehzahl, so dass aufgrund der Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Lagerring 2 und dem Lagerkäfig 5 eine Relativbewegung der magnetischen Pole 14 zu den Klauen 1 1 der beiden Klauenringe 10, 12 auftritt und in der Induktionsspule 9 eine Wechselspannung induziert wird. Die magnetischen Pole einschließlich des mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesenen Nordpols sind mit einem Rückschlussring 15 untereinander magnetisch leitend verbunden. Der Rückschlussring 15 besteht aus einem magnetisch leitenden Material wie einem Wälzlagerstahl oder Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material und ist als Band ausgebildet, das an dem Lagerkäfig 5, diesen in Umfangsrichtung umlaufend, befestigt ist. Die Permanentmagnete sind mit den von dem Klauen 1 1 fort weisenden Polen auf dem Rückschlussring 15 befestigt, beispielsweise eingelegt oder mittels einer magnetisch leitenden Kleberlage befestigt. Die Permanentmag- nete sind in einem Haltering angeordnet, der sich in Umfangsrichtung entlang des Lagerkäfigs 5 erstreckt und in Steckaufnahmen in dem Haltering fixiert. Der Haltering besteht aus einem magnetisch wenig leitenden Material wie beispielsweise Messing und dient der Fixierung und Beabstandung der Permanentmagnete.

Die magnetischen Pole einschließlich des mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesenen Nordpols sind in einer Käfignut 16 an den Lagerkäfig 5 angeordnet und in der Käfignut 16 aufgenommen, derart, dass die Käfignut 16 durch den Rückschlussring 15 sowie die in dem Messing-Haltering aufge- nommenen Permanentmagnete mit den magnetischen Polen 14 ausgefüllt wird und die Pole 14 bündig mit der an die Käfignut 16 angrenzenden Fläche des Lagerkäfigs 5 abschließen.

Der Lagerkäfig 5 umfasst einen Mittelring 17, zu dessen beiden Seiten die Taschen als Aufnahmen für die beiden Reihen der Wälzkörper 4 angeordnet sind, so dass der Mittelring 17 die Drehachse 6 ununterbrochen umläuft. Die magnetischen Pole einschließlich des mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesenen Nordpols sind an dem Mittelring 17 angeordnet, und zwar in der Käfignut 16, die im Bereich des Mittelrings 17 als für die Stabilität des La- gerkäfigs 5 hinnehmbare Materialschwächung vorgesehen ist. Die beiden Klauenringe 10, 12 sind an dem ersten Lagerring 2 in einer Lagerringnut 18 angeordnet, und zwar abschnittsweise in die Lagerringnut 18 versenkt aufgenommen. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Lagerringnut 18 (Fig. 1 ) ist axial mittig zwischen den beiden Stirnflächen des ers- ten Lagerrings 2 angeordnet und umläuft die Drehachse 6. Die Lagerringnut 18 weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, der den Boden sowie die unteren Abschnitte der Schenkel der U-förmigen Aufnahme 13 aufnimmt, innerhalb derer die Induktionsspule 9 angeordnet ist. Die Lagerringnut 18 ist mittig zwischen den beiden Laufbahnen der Pendelrollen- Reihen angeordnet.

Die Lagerringnut 18 bildet Nutflanken 23 aus, an denen die Klauenringe 10, 12 abschnittsweise in engen, magnetisch leitenden Kontakt anliegen, so dass der magnetische Übergangswiderstand des magnetischen Kreises an dieser Stelle reduziert wird. Dabei stehen die beiden Klauenringe 10, 12 unmittelbar in magnetisch leitender Verbindung mit dem ersten Lagerring 2, so dass auf eine magnetisch leitende Klebelage zwischen dem Klauenring 10, 12 und dem magnetisch leitenden Abschnitt des Korpus des ersten Lagerrings 2 verzichtet werden und der für die Klebelage vorzusehende Bau- räum eingespart werden kann.

Die Klauenringe 10, 12 sind als im wesentlichen kreisringförmige Blechzuschnitte mit radial sich erstreckenden Abschnitten aus einem magnetisch leitfähigen Material ausgebildet, bei denen die die Klauen 1 1 ausbildenden radialen Abschnitte im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Blechzuschnittes abgestellt sind.

Die Lagerringnut 18 bildet einen im wesentlichen flachen Nutgrund 19 (Fig. 1 ) aus, von dem, an einer Stelle, nämlich im Bereich der Schnittebene der Darstellung von Fig. 2, eine senkrecht zu dem Nutgrund 19 sich radial erstreckende Bohrung 20 ausgebildet ist. In der Bohrung 20 sind elektrische Zuleitungen 21 zu den Windungen der Induktionsspule 9 aufgenommen, wobei die Aufnahme 13 für die Zuleitungen 21 abschnittsweise unterbrochen ist. In der Bohrung 20 sind weiter elektronische Komponenten 22 aufgenommen, die die Wechselspannung der Induktionsspule 9 elektronisch aufbereiten, insbesondere gleichrichten, glätten und ggf. die erzeugte Energie in einem Energiespeicher speichern.

An einem Ende geht die Bohrung 20 in eine sich im wesentlichen axial, also parallel zu der Drehachse 6 (Fig. 1 ) erstreckende Nut über, knickt also um ca. 90° ab. Diese Nut, die in Fig. 2 bildlich nicht dargestellt ist, dient zur Aus- leitung der von dem Klauenpolgenerator 8 erzeugten Spannung und Energie. In diese Nut, die an der auf die Welle 7 weisenden Mantelfläche des ersten Lagerrings 2 ausgebildet ist, ist eine elektrische Leitung eingeführt, die mit der in der Bohrung 20 vorgesehenen Verbindung einen 90°-Stecker ausbildet, der zur lagerichtigen Positionierung des ersten Lagerrings 2 mit der Induktionsspule 9 und den beiden Klauenringen 10, 12 in Bezug auf die Welle 7 dient.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war vorgesehen, dass die Induktionsspule 9, die beiden Klauenringe 10, 12 sowie die Klauen 1 1 an dem an der Welle 7 drehfesten, sich mit der Welle 7 drehenden ersten Lagerring 2 befestigt sind. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Induktionsspule 7 sowie die beiden Klauenringe 10, 12 mit den Klauen 1 1 an dem feststehenden, zweiten Lagerring 3 angeordnet sind. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war vorgesehen, dass elektronische Komponenten 22, die die in den elektrisch leitenden Windungen der Induktionsspule 9 induzierte Wechselspannung beispielsweise gleichrichten, stabilisieren, glätten oder die erzeugte Energie speichern, in der Bohrung 20, aber außerhalb der Aufnahme 13 der Induktionsspule 9 angeordnet sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die elektronischen Komponenten 22 außerhalb der Bohrung 22, insbesondere auch räumlich getrennt von dem Wälzlager 1 , angeordnet sind. Wiederum alternativ kann vorgesehen sein, dass die elektronischen Komponenten innerhalb der Bohrung 22 und innerhalb der Aufnahme 13, an dem Boden des U-Profils der Aufnahme 13, angeordnet sind. Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem das Wälzlager als Pendelrollenlager mit Pendelrollen als Wälzkörpern 4 ausgebildet war. Es versteht sich, dass auch andere Wälzkörper vorgesehen sein können; das Wälzlager 1 kann insbesondere auch als Schrägkugellager oder als Kegelrollenlager ausgebildet sein oder als (insbesondere zwei- oder mehrreihiges) Zylinderrollenlager. Es versteht sich weiter, dass das Wälzlager 1 auch als einreihiges Wälzlager ausgebildet ist, wobei der Lagerkäfig 5 keinen Mittelring 17 aufweist und die magnetischen Pole 14 der Permanentmagnete an dem Lagerkäfig beispielsweise an der Stirnfläche des Lagerkäfigs oder an einer Mantelfläche, nahe der Stirnfläche dieses Lagerkäfigs, angeordnet sein können.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war der Lagerkäfig 5 in dem Wälzlager 1 Wälzkörpern 4 geführt, also käfiggeführt, angeordnet. Es versteht sich, dass auch eine andere Führung des Lagerkäfigs 5 vorge- sehen sein kann, insbesondere kann der Lagerkäfig 5 auch bordgeführt ausgebildet sein, so dass der Lagerkäfig 5, beispielsweise im Bereich des Mitel- rings 17, einen Kontaktabschnitt zu der Laufbahn des zweiten Lagerrings 3 aufweist, wobei der Kontaktabschnitt die Einhaltung eines Spaltes konstanter Breite zwischen den magnetischen Polen 14 sowie den Klauen 1 1 der beiden Klauenringe 10, 12 in besonderem Maße sicherstellt. Bezugszeichenliste

1 Wälzlager

2 erster Lagerring

3 zweiter Lagerring

4 Wälzkörper

5 Lagerkäfig

6 Drehachse

7 Welle

8 Energieversorgungseinheit

9 Induktionsspule

10 erster Klauenring

1 1 erste Klaue

12 zweiter Klauenring

13 Aufnahme

14 magnetischer Pol

15 Rückschlussring

16 Käfignut

17 Mittelring

18 Lagerringnut

19 Nutgrund

20 Bohrung

21 Zuleitung

22 elektronische Komponente

23 Nutflanke

Claims

Patentansprüche

1 . Wälzlager, umfassend

einen Lagerring (2),

einen Lagerkäfig (5) zur Aufnahme mindestens eines Wälzkörpers (4),

eine als Klauenpolgenerator ausgebildete Energieerzeugungseinheit (8),

wobei der Klauenpolgenerator (8) einen ersten Klauenring (10) mit einer Abfolge von ersten Klauen (1 1 ) und einen in Umfangsrichtung des Lagerrings (2) versetzten zweiten Klauenring (12) mit einer Abfolge von zweiten Klauen umfasst, wobei die beiden Klauenringe (10, 12) eine in Umfangsrichtung des Lagerrings (2) umlaufende Induktionsspule (9) umgeben,

wobei die Klauen (1 1 ) der beiden Klauenringe (10, 12) mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen (14) die Induktionsspule (9) umgebenden magnetische Kreise ausbilden, dadurch gekennzeichnet,

dass die magnetischen Pole (14) an dem Lagerkäfig (5) angeordnet sind.

2. Wälzlager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Pole (14) mit einem magnetisch leitenden Rückschlussring (15) untereinander verbunden sind.

3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Pole (14) in einer Käfignut (16) in dem Lagerkäfig (5) aufgenommen sind.

4. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reihen von Wälzkörpern (4) vorgesehen sind, dass der La- gerkäfig (5) einen Mittelring (17) umfasst, und dass die magnetischen Pole (14) an dem Mittelring (17) des Lagerkäfigs (5) angeordnet sind.

Wälzlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) als Pendelrollen ausgebildet sind.

Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauenringe (10, 12), insbesondere axial mittig, an dem Lagerring (2) in einer Lagerringnut (18) angeordnet sind.

Wälzlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Nutgrund (19) der Lagerringnut (18) in dem Lagerring (2) eine sich im wesentlichen radial erstreckende Bohrung (20) ausgebildet ist.

Wälzlager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (20) an einem Ende in eine sich im wesentlichen axial erstreckende Nut übergeht.

Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Klauenringe (10, 12) in Umfangsrichtung geteilt ausgebildet ist, und dass der mindestens eine Klauenring (10, 12) in einer die Induktionsspule (9) aufnehmenden Aufnahme (13) verdrehsicher angeordnet ist. 10. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Klauenringe (10, 12) in magnetisch leitender Verbindung mit dem Lagerring (2) steht.

1 1 Lageranordnung zur drehbaren Lagerung einer Walze, insbesondere einer Führungswalze für Papierbahnen, gekennzeichnet durch ein Wälzlager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Lageranordnung nach Anspruch 1 1 , gekennzeichnet durch einen Drucksensor, insbesondere einen piezoelektrischen Drucksensor, auf der Mantelfläche der Walze, wobei der Drucksensor von der Energieerzeugungseinheit (8) des Wälzlagers (1 ) energetisch beaufschlagt ist.