WO2013007668A1 - Bearing having a power generation unit - Google Patents

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WO2013007668A1
WO2013007668A1 PCT/EP2012/063351 EP2012063351W WO2013007668A1 WO 2013007668 A1 WO2013007668 A1 WO 2013007668A1 EP 2012063351 W EP2012063351 W EP 2012063351W WO 2013007668 A1 WO2013007668 A1 WO 2013007668A1
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WO
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bearing
claw
ring
rotation
axis
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Application number
PCT/EP2012/063351
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Rink
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & 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.)
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Publication date
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    • 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
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6685—Details of collecting or draining, e.g. returning the liquid to a sump
    • 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

  • the invention relates to a bearing, in particular a rolling bearing, according to the O- term of claim 1 with a designed as Klauenpolgenerator power generation unit. From practice it is known to generate electrical energy from the rotational movement of the rolling bearing during operation. For this purpose, in particular rolling bearings are known, in which an energy generating unit is structurally integrated. Specifically, rolling bearings are known in which the power generation unit is designed as Klauenpolgenerator.
  • the claw-pole generator comprises a first claw ring with a sequence of first claws extending in the circumferential direction of the roller bearing, a second claw ring with a sequence of second claws extending in the circumferential direction of the roller bearing, an induction coil surrounded by the two claw rings, which rotates about the axis of rotation of the roller bearing the two claw rings are arranged offset from each other in the circumferential direction.
  • the claw pole generator further includes a circumferential sequence of magnetic poles.
  • a magnetic circle is connected via a circumferentially adjacent second claw, namely a claw of the second claw ring to a circumferentially adjacent second, unlike, magnetic pole
  • a south pole formed, which surrounds the induction coil. If the bearing ring continues to rotate with the two claw rings, the second claw faces the north pole and the first claw a south pole, so that the direction of the magnetic coil surrounding the induction coil is reversed and a magnetic voltage is generated in the induction coil.
  • the two claw rings and the induction coil are attached to one of the two bearing rings of the bearing and the magnetic poles on the other of the two bearing rings.
  • the claws of the claw rings on one side which are parked substantially parallel to the axis of rotation of the bearing, and the magnetic poles on the other side delimit a gap which circumscribes the axis of rotation of the bearing and is substantially cylindrical in the process.
  • the gap has only a small gap width of less than about 1 millimeter, the small gap width contributing to the magnetic circuit being able to close across the gap.
  • Lubricant entering the narrow gap may further form a cohesive layer to cause stiction between the magnetic poles and the claws, which inhibits rotation of the rolling bearing at low speeds. Particles in the lubricant that have once entered the gap can not permanently be removed from the gap and damage the claw pole generator as a whole.
  • the gap with the small Slit width proves to be particularly problematic when the rolling bearing is lubricated, so if under pressure lubricant is introduced into the sealed space between the bearing rings, so that it may come to churning losses during operation of the bearing due to the insufficient removal of the lubricant.
  • WO 201 1/000362 A1 describes a bearing designed as a roller bearing with two bearing rings, a plurality of rolling elements, which are guided by a bearing cage, and a power generating unit designed as a claw pole generator, wherein the claw pole generator has a first claw ring with a sequence of first claws and one in Circumferential direction of the bearing ring offset second claw ring having a sequence of second claws, wherein the two claw rings surround a circumferential in the circumferential direction of the first bearing ring induction coil, wherein the claws of the two claw rings with a circumferential circumferential sequence of magnetic poles surrounding the induction coil forming magnetic circuits.
  • the claws of the two claw rings on the first bearing ring are parked substantially parallel to the axis of rotation of the rolling bearing.
  • the magnetic poles on the second bearing ring are substantially radially aligned, so that the claws and the magnetic poles on both sides define a substantially cylindrical gap surrounding the axis of rotation.
  • US Pat. No. 6,838,794 B2 describes a bearing, in particular a roller bearing, with a first bearing ring, a second bearing ring and a power generation unit designed as a claw pole generator.
  • the claw pole generator comprises a first claw fastened to the first bearing ring.
  • a ring having a circumferential along a circumference of the first bearing ring sequence of first jaws, a second bearing ring attached to the first bearing ring with a circumferential along the circumference of the first bearing ring sequence of second jaws, and arranged between the two claw rings magnetic induction coil.
  • the bearing further comprises a sequence of magnetic poles running around a circumference of the second bearing ring and designed as a magnetic ring, and a magnetic induction coil arranged between the two claw rings, a first magnetic pole of the magnetic ring being connected via a first claw of the first claw ring and a second one Claw of the second claw ring a closed, the induction coil rotating magnetic circuit to the respect to the first magnetic pole unlike second magnetic pole of the magnetic ring closes.
  • the induction coil is arranged in a U-shaped receptacle, wherein the legs of the U are formed by the two claw rings, and wherein the two claw rings through the bottom of the U are in magnetically conductive connection with each other.
  • the substantially cylindrical, concentric with the axis of rotation gap between the jaws of the claw plates and the magnetic poles proves to be an obstacle in operation due to the small gap width.
  • US 2005/017401 A1 describes a bearing designed as a roller bearing, namely an angular contact ball bearing, with a claw pole generator, wherein the sequence of the magnetic poles formed as a rotating magnetic ring is arranged in a recess of the second bearing ring and the induction coil is cut in cross-section on all sides by the sheet metal blanks
  • the two claw rings are surrounded in sections and are seated on an end face of the first bearing ring and also arranged in sections in a recess arranged in the lateral surface of the first bearing ring.
  • the sequence of the magnetic poles is arranged on an inner lateral surface.
  • At least one of the bearing rings is extended in the direction of the axis of rotation and the other dere of the bearing rings provided with a recess form.
  • a gap is likewise provided whose small gap width makes it difficult to convey a medium, in particular a lubricant, out of the bearing.
  • This object is achieved in that the gap forms an angle to the axis of rotation of the bearing.
  • the gap in this case no longer extends cylindrically about the axis of rotation and parallel to the axis of rotation, ie at an angle of approximately zero degrees, but at an angle of more than zero degrees, so that the gap, at least in an imaginary extension, the Rotary axis cuts. Due to the angle that the gap encloses with the axis of rotation, centripetal forces occur along the axial extent of the gap, the centripetal forces at least assisting the delivery of a medium, for example a lubricant, out of or into the bearing.
  • a medium for example a lubricant
  • the parked by the angle to the axis of rotation gap further offers the possibility, with a comparable space in the axial direction to increase the effective areas of both the magnetic poles and the claws, so that at a given space in the axial direction of the magnetic flux density of the magnetic circuit penetrated area is increased and an increased voltage can be generated in the induction coil.
  • a radius of the gap increases in the direction of the axis of rotation, in particular increases linearly.
  • the gap thereby revolves around the axis of rotation of the bearing with a radius which changes along the extension of the gap in the axial direction, parallel to the axis of rotation. In a substantially conically narrowing or widening gap, the radius of the gap changes substantially linearly. If the radius of the gap increases with increasing distance from, for example, the raceway of the rolling bearing, a conveying action occurs from the bearing interior, in particular from the region near the raceway, out of the bearing.
  • the claws of the two claw rings are placed at an angle of more than about 90 ° relative to the claw rings.
  • the claws which are parked by, for example, about 120 ° or 135 °, relative to the plane of the claw rings, make it possible in a simple manner to form a gap which encloses an angle to the axis of rotation of the bearing.
  • the magnetic poles are bevelled.
  • the magnetic poles are formed as a section of a permanent magnet, whose end facing the jaws is chamfered at an angle such that the magnetic pole with the claw at the same angle forms a gap which obliquely, ie at an angle the axis of rotation runs.
  • the permanent magnet With the end pointing away from the beveled pole, the permanent magnet bears against a jacket surface of a magnetically conductive bearing ring or against a magnetically conductive return ring and can be made of a magnetically nonconductive or low-friction ring in a rotating ring. bordering material such as a plastic or brass.
  • the magnetic poles is disposed on a tapered support surface.
  • the magnetic flux occurs in the region of the formed slope, which forms an angle with the axis of rotation.
  • the angle of the slope of the support surface then forms, for example, with the parked claws the gap which extends at an angle to the axis of rotation.
  • the bearing surface is designed as a claw-facing surface of a rotational axis encircling ring receptacle, wherein the ring receptacle is formed of a magnetically non-conductive or less conductive material such as a plastic or brass.
  • the poles are designed as claw-facing sections of substantially parallelepiped-shaped permanent magnets whose ends pointing away from the magnetic poles are connected to a magnetically conductive return ring, which may be part of the ring receiver, or to the magnetically conductive body of the bearing ring.
  • the substantially parallelepiped-shaped permanent magnets may have a slightly curved side surface in order to form a better contact with the curved return ring or the bearing ring or to keep the gap width constant relative to the claws in the circumferential direction.
  • the magnetic poles or a tapered support surface for the magnetic see poles can be provided that between a magnetic pole and the claws a flux guide is arranged, the flux conducting element in magnetically conductive contact with the magnetic Poland is and is formed of a magnetically conductive material.
  • the magnetic pole or the permanent magnet whose section is formed as a magnetic pole which is disposed opposite the claw, can maintain a substantially parallelepipedal shape with possibly rounded side surfaces, the radius of curvature of the side surfaces corresponding to the radius of the Bearing ring corresponds.
  • the flux guide extends the magnetic pole towards the claw and serves as a pole piece with a defined geometry.
  • the flux guide can be formed, for example, as a segment of a circular ring of a magnetically conductive material, wherein the one bent surface, for example, the outer, beveled and the other curved surface rests flat on the magnetic pole.
  • the beveled surface then forms a gap, for example with an obliquely angled claw, which extends at an angle to the axis of rotation.
  • a flux guide ring surrounding the axis of rotation contains the flux guide elements.
  • the flux guide ring connects the flux guide elements to a common component which is placed such that each flux guide element is arranged on a magnetic pole.
  • the flux guide ring further comprises at least one, preferably two spaced retaining rings, which connect the Flußleitimplantation with each other, wherein the retaining ring for suppressing stray magnetic fluxes of a magnetically non-conductive or less conductive material such as a plastic or brass.
  • Circumferentially adjacent flux-directing elements maintain a clearance at the flux-guiding ring, leaving a gap that can be left empty, such that the flux-conducting ring has a circumferentially circumferential sequence of flux-conducting elements and windows, the windows causing stray magnetic fluxes to be limited.
  • media such as a lubricant or water vapor can pass through the windows in the flux guide ring, whereby the gap is relieved by an additional opportunity to pass through the windows.
  • the gap may be filled with a magnetically non-conductive material such as a plastic or brass, wherein the filling provides the flux guide overall increased stability and magnetic leakage flux limited.
  • the gap has an essentially constant gap width in the direction of the axis of rotation.
  • the gap width remains constant even during operation of the bearing, especially when the bearing is designed only as a pivot bearing and tilting of the bearing rings is excluded to each other.
  • a particularly space-saving design of Klauenpolgenerators in the camp results when it is provided that the angle to the axis of rotation forming gap is provided exclusively in the area between the two bearing rings, namely in the area of the mutually facing lateral surfaces of the both bearing rings radially and axially limited by an imaginary extension of the two end faces of the two bearing rings.
  • the bearing can maintain its standardized connection dimensions in this case.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a part of the bearing shown in Fig. 1, and 3 shows in the left partial image a sectional view of the part shown in FIG. 2 and in the right partial image the detail, ⁇ 'in an enlarged view.
  • Fig. 1 shows a trained as a single-row ball bearing bearing comprising a first bearing ring 1 and a second bearing ring 2, wherein the first bearing ring 1, which is formed as an outer ring of the rolling bearing is fixed and the second bearing ring 2, which is formed as an inner ring of the rolling bearing is rotatable about an axis parallel to the auxiliary line 3 axis of rotation.
  • the rolling bearing is designed as a pivot bearing, which allows only a rotational movement, but a tilting of the two bearing rings suppressed each other, formed.
  • the rolling bearing comprises a power generating unit 4 designed as a claw-pole generator, the claw-pole generator 4 having a first claw ring 5 with a series of first jaws encircling the axis of rotation, one of the first jaws being identified by the reference symbol '6'.
  • the first jaw 6 is formed as a section turned off with respect to the plane defined by the first claw ring 5 and is not aligned parallel to the axis of rotation (or the auxiliary line 3), but closes an angle other than zero degrees, specifically an angle of about 120 ° with the rotation axis (or the auxiliary line 3).
  • the first jaw 6 and all first jaws of the first jaw ring 5 are inclined relative to the axis of rotation, in particular by the same angle, which could also have a different amount, for example, an amount of about 135 °.
  • the claw-pole generator 4 further comprises a second claw ring 7, offset relative to the first claw ring 5 in the direction of rotation of the axis of rotation, with a sequence of second claws circulating around the axis of rotation Representation of FIG. 1, for example, above or below the plane of the paper are arranged.
  • the two claw rings 5, 7 are arranged in magnetically conductive connection to an outer circumferential surface 8 of the second bearing ring 2, and surrounded on two sides of an induction coil 9, the electrically conductive turns rotate around the axis of rotation and are accommodated in an electrically non-conductive potting compound.
  • the induction coil 9 is arranged in a receptacle 10, which is delimited on two sides by the claw rings 5, 7 or terminates flush with the claw rings 5, 7 and is closed off to a third side by the claws 6 of the two claw rings 5, 7 is or flush with the claws 6 of the two claw rings 5, 7 concludes.
  • the receptacle 10 bears against the outer jacket surface 8 of the second bearing ring 2.
  • the claws 6 of the two claw rings 5, 7 cooperate with a rotation of the axis rotating sequence of magnetic poles, in the circumferential direction adjacent poles are formed unlike names, wherein in the illustration of Fig. 1, one of the poles with the reference numeral, 1 1 'designated and formed, for example, as the North Pole.
  • the poles adjacent to this magnetic pole 1 1 are arranged above or below the plane of the paper and are each in the form of a south pole.
  • the magnetic pole 1 1 is the first claw 6 of the first claw ring 5 shown arranged opposite, the two adjacent poles the adjacent claws of the second claw ring 7.
  • the magnetic poles in particular the magnetic pole 1 1, is part of a permanent magnet 12, which is in magnetic conductive connection to an inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1 is present.
  • the designated by the reference numeral, 12 'permanent magnet has the one magnetic pole 1 1, namely the north pole, the claw 6 and the other magnetic pole, in this case a south pole, the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring first
  • the permanent magnet 12 is arranged as a substantially cuboidal part on the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1, wherein the side surfaces of the cuboid, on which the magnetic poles are provided, have a slight curvature to form a positive fit to the inner circumferential surface 13 and form a flux guide 14.
  • the flux guide 14 is radially, relative to the axis of rotation, disposed between the magnetic pole 1 1 and the first jaw 6 of the first jaw ring 5, magnetically conductively attached to the magnetic pole 1 1 and forms a gap with the first jaw 6 of the first jaw ring 5 15 off.
  • the flux guide 15 is made of a magnetically conductive material and is formed as a segment of an annular body whose one, cylindrical, away from the claw 6 side facing a circular arc and rests flat on the curved surface of the magnetic pole 1 1.
  • the second side of the annular body is chamfered and forms an inclined surface 16, which forms an angle of approximately 120 ° to the axis of rotation (or the auxiliary line 3).
  • the inclined surface 16 is opposite to the angle of about 120 ° beveled first jaw 6 of the first jaw ring 5, so that the gap 15 between the flux guide 14 and the first jaw 6 forms an angle of about 120 ° to the axis of rotation and the gap 15 rotates the axis of rotation as a truncated-conical gap.
  • the gap 15 concentrically surrounds the axis of rotation, wherein a radius of the gap, about the axis of rotation as center, along the axis of rotation (or along the extension of the auxiliary line 3) changes, in particular changes linearly.
  • the radius of the gap 15 increases linearly with increasing distance from the bearing, for example with increasing distance to a rolling element 17 of the bearing, in the direction of the axis of rotation (or along the auxiliary line 3). It forms a magnetic circuit, starting from the magnetic pole 1 1, which is formed as a north pole, via the flux guide 14 of a magnetically conductive material, wherein the magnetic flux in the magnetic circuit bridges the gap 15 and into the first jaw.
  • the magnetic circuit surrounds the induction coil 9 with the electrical conductor, wherein the magnetic circuit changes its direction of rotation as soon as the second bearing ring 2 rotates with respect to the first bearing ring 1 about the axis of rotation.
  • the claw-pole generator 4 is arranged completely inside the bearing, in particular the magnetic poles 11 and the claws 6 of the two claw rings 5, 7, which are spaced apart by the gap 15, and the induction coil 9 are accommodated between the mutually facing lateral surfaces 8, 13.
  • a flux-conducting element is provided on each of the magnetic poles, as shown for the magnetic pole 11 with the flux-conducting element 14.
  • all flux guide elements are identical.
  • the bearing comprises a flux guide ring 18, which is only partially shown in FIG. 1, which surrounds the axis of rotation and contains all the flux guide elements 14.
  • the flux guide ring 18 comprises, in addition to the flux guide elements 14, two retaining rings which are arranged axially, spaced in the direction of the axis of rotation.
  • Fig. 2 shows the flux guide 18 of the bearing shown in Fig. 1 in a perspective view.
  • the flux guide comprises the flux guide elements 14 with two circumferential retaining rings 20, 21 axially to both sides.
  • the river- The guide ring 18 comprises the flux guide elements 14, wherein in the circumferential direction adjacent flux guide elements 14 each delimit a gap 19, which remains free, so that a window is formed, the elements of the Flußleit- 14 in negligencesshchtung and the two retaining rings 20, 21 axially bounded on both sides , Through the window, for example, a fluid, in particular a lubricant, emerge, parallel to the gap 15, which is relieved to that extent.
  • the retaining rings 20, 21 are made of a magnetically non-conductive material, namely a plastic.
  • Fig. 3 shows that the flux guide ring 18 has a substantially cylindrical, interrupted by the windows, outer contour; However, the inner contour is determined by the tapered surfaces 16 of the flux guide 14.
  • the flux guide 18 is placed with the flux guide 14 on the magnetic poles 1 1, so that the magnetic forces occur a positionally correct fixing of the flux guide 18 at the magnetic poles 1 1 effect. If necessary, the flux guide ring 18 may be attached to the magnetic poles with a magnetically conductive adhesive.
  • the intermediate space 19, which delimit two flux guide elements 14 adjacent in the circumferential direction, does not have to remain free but can have a filling, for example a plastic filling that the flux guide elements 14 are surrounded not only in the region of the two retaining rings 20, 21, but also laterally between the retaining rings 20, 21 of plastic as a frame.
  • the filling can also completely fill the intermediate space 19 so that the flux guide ring 18 receives improved mechanical stability.
  • the flux guide 14 with the tapered surface 16 on the magnetic pole 1 1 of the permanent magnet 12 was arranged;
  • the flux guide 14 was a separate from the permanent magnet 12 component.
  • the tapered surface 16 may also be provided on the permanent magnet 12, for example, when the flux guide is formed integrally with the permanent magnet and the permanent magnet is formed extended in the direction of the claw 6.
  • the magnetic poles of the permanent magnet are beveled in order to form the gap 15 such that the gap 15 runs at an angle to the axis of rotation.
  • the permanent magnet retains its essentially cuboidal shape and is arranged on a bevelled surface as a bearing surface.
  • the flux guide 14 is disposed directly on the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1, and that the permanent magnet 12 with the magnetic pole 1 1 on the tapered surface 16 of Flux guide element 14 rests or is fixed in a magnetically conductive manner.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The relates to a bearing, in particular a rolling bearing, comprising a first bearing ring (1), a second bearing ring (2), and a power generation unit (4) embodied as a claw pole generator. Said claw pole generator (4) comprises a first claw ring (5) having a sequence of first claws (6) and a second claw ring (7) which is offset in the peripheral direction of the rotational axis and has a sequence of seconds claws. Both claw rings (5, 7) surround an induction coil (9) circulating the rotational axis, said claws (6) of both claw rings (5, 7) forming magnetic circuits surrounding the induction coil (9), together with a sequence of magnetic poles (11) circulating the rotational axis, and both claws (6) of the claw rings (5, 7) define a gap (15) surrounding the rotational axis, via which the magnetic circuits are closed. The aim of the invention is to provide a bearing having a power generation unit embodied as a claw pole generator, which allows a medium, in particular a lubricant, to be transported in the event of a small gap width. Said aim is achieved in that the gap (15) forms an angle with respect to the rotational axis of the bearing.

Description

Bezeichnung der Erfindung Lager mit einer Energieerzeugungseinheit  Description of the invention Bearing with a power generation unit
Beschreibung Gebiet der Erfindung Description Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, nach dem O- berbegriff des Anspruchs 1 mit einer als Klauenpolgenerator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit. 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 Klauenpolgenerator ausgebildet ist. The invention relates to a bearing, in particular a rolling bearing, according to the O- term of claim 1 with a designed as Klauenpolgenerator power generation unit. From practice it is known to generate electrical energy from the rotational movement of the rolling bearing during operation. For this purpose, in particular rolling bearings are known, in which an energy generating unit is structurally integrated. Specifically, rolling bearings are known in which the power generation unit is designed as Klauenpolgenerator.
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 Drehachse 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, gegen- über, 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 Krei- ses 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 und die magnetischen Pole an dem anderen der beiden Lagerringe. Die im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Lagers abgestellten Klauen der Klauenringe auf der einen Seite sowie die magnetischen Pole auf der anderen Seite begrenzen einen Spalt, der die Drehachse des Lagers umläuft und dabei im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Der Spalt weist eine nur geringe Spaltbreite von weniger als ca. 1 Millimeter auf, wobei die geringe Spaltbreite dazu beiträgt, dass sich der magnetische Kreis über den Spalt hinweg schließen kann. The claw-pole generator comprises a first claw ring with a sequence of first claws extending in the circumferential direction of the roller bearing, a second claw ring with a sequence of second claws extending in the circumferential direction of the roller bearing, an induction coil surrounded by the two claw rings, which rotates about the axis of rotation of the roller bearing the two claw rings are arranged offset from each other in the circumferential direction. The claw pole generator further includes a circumferential sequence of magnetic poles. When a first claw of the first claw ring opposes a first pole, for example a north pole, a magnetic circle is connected via a circumferentially adjacent second claw, namely a claw of the second claw ring to a circumferentially adjacent second, unlike, magnetic pole In this case, a south pole, formed, which surrounds the induction coil. If the bearing ring continues to rotate with the two claw rings, the second claw faces the north pole and the first claw a south pole, so that the direction of the magnetic coil surrounding the induction coil is reversed and a magnetic voltage is generated in the induction coil. Integrated in a rolling bearing, the two claw rings and the induction coil are attached to one of the two bearing rings of the bearing and the magnetic poles on the other of the two bearing rings. The claws of the claw rings on one side, which are parked substantially parallel to the axis of rotation of the bearing, and the magnetic poles on the other side delimit a gap which circumscribes the axis of rotation of the bearing and is substantially cylindrical in the process. The gap has only a small gap width of less than about 1 millimeter, the small gap width contributing to the magnetic circuit being able to close across the gap.
Aus der Praxis der Lager, insbesondere der Wälzlager, ist bekannt, dass zwischen den Lagerringen beispielsweise ein Schmiermittel vorgesehen ist, das von außen zwischen die Lagerringe gefördert wird. Der enge Spalt des Klauenpolgenerators, zwischen den Klauen und den magnetischen Polen, erschwert eine Förderung des verbrauchten oder verschmutzten Schmiermittels oder anderer Produkte, beispielsweise von Wasser, das als Kondenswasser oder als Zersetzungsprodukt des Schmiermittels in dem Lager ent- standen sein kann, aus dem Lager hinaus. From the practice of bearings, in particular the bearings, it is known that between the bearing rings, for example, a lubricant is provided which is conveyed from the outside between the bearing rings. The narrow gap of the claw pole generator, between the claws and the magnetic poles, makes it difficult to deliver the spent or soiled lubricant or other products, such as water, which may have been in the bearing as condensation or as a decomposition product of the lubricant out.
In den engen Spalt gelangendes Schmiermittel kann weiter eine Kohäsions- schicht ausbilden, so dass eine Haftreibung zwischen den magnetischen Polen sowie den Klauen entsteht, die eine Drehung des Wälzlagers bei ge- ringen Drehzahlen hemmt. Partikel in dem Schmiermittel, die einmal in den Spalt gelangt sind, lassen sich dauerhaft nicht aus dem Spalt entfernen und beschädigen den Klauenpolgenerator insgesamt. Der Spalt mit der geringen Spaltbreite erweist sich insbesondere dann als problematisch, wenn das Wälzlager geschmiert wird, wenn also unter Druck Schmiermittel in den abgedichteten Zwischenraum zwischen den Lagerringen eingeführt wird, so dass es aufgrund der unzureichenden Abfuhr des Schmiermittels zu Planschverlusten im Betrieb des Wälzlagers kommen kann. Lubricant entering the narrow gap may further form a cohesive layer to cause stiction between the magnetic poles and the claws, which inhibits rotation of the rolling bearing at low speeds. Particles in the lubricant that have once entered the gap can not permanently be removed from the gap and damage the claw pole generator as a whole. The gap with the small Slit width proves to be particularly problematic when the rolling bearing is lubricated, so if under pressure lubricant is introduced into the sealed space between the bearing rings, so that it may come to churning losses during operation of the bearing due to the insufficient removal of the lubricant.
WO 201 1/000362 A1 beschreibt ein als Wälzlager ausgebildetes Lager mit zwei Lagerringen, mehreren Wälzkörpern, die von einem Lagerkäfig geführt werden, und einer als Klauenpolgenerator ausgebildeten Energieerzeu- gungseinheit, wobei der Klauenpolgenerator einen ersten Klauenring mit einer Abfolge von ersten Klauen und einen in Umfangsrichtung des Lagerrings versetzen zweiten Klauenring mit einer Abfolge von zweiten Klauen aufweist, wobei die beiden Klauenringe eine in Umfangsrichtung des ersten Lagerrings umlaufende Induktionsspule umgeben, wobei die Klauen der beiden Klauenringe mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen die Induktionsspule umgebenden magnetische Kreise ausbilden. Die Klauen der beiden Klauenringe an dem ersten Lagerring sind im wesentlichen parallel zu der Drehachse des Wälzlagers abgestellt. Die magnetischen Pole an dem zweiten Lagerring sind im wesentlichen radial ausgerichtet, so dass die Klauen und die magnetischen Pole beidseits einen im wesentlichen zylindrischen Spalt begrenzen, der die Drehachse umgibt. Durch eine derartigen Spalt ist eine Förderung eines Mediums, insbesondere eines Schmiermittels aus dem Lagerinneren, also dem Raum zwischen den beiden Lagerringen, nach außen aus dem Lager hinaus kaum möglich, zumal der Spalt nur eine geringe Spaltbreite von ca. 0,5 Millimetern aufweist und sich über ein Vielfaches dieser Spaltbreite parallel zu der Drehachse erstreckt. WO 201 1/000362 A1 describes a bearing designed as a roller bearing with two bearing rings, a plurality of rolling elements, which are guided by a bearing cage, and a power generating unit designed as a claw pole generator, wherein the claw pole generator has a first claw ring with a sequence of first claws and one in Circumferential direction of the bearing ring offset second claw ring having a sequence of second claws, wherein the two claw rings surround a circumferential in the circumferential direction of the first bearing ring induction coil, wherein the claws of the two claw rings with a circumferential circumferential sequence of magnetic poles surrounding the induction coil forming magnetic circuits. The claws of the two claw rings on the first bearing ring are parked substantially parallel to the axis of rotation of the rolling bearing. The magnetic poles on the second bearing ring are substantially radially aligned, so that the claws and the magnetic poles on both sides define a substantially cylindrical gap surrounding the axis of rotation. By such a gap a promotion of a medium, in particular a lubricant from the bearing interior, so the space between the two bearing rings, outwardly out of the camp is hardly possible, especially since the gap has only a small gap width of about 0.5 millimeters and extends over a multiple of this gap width parallel to the axis of rotation.
US 6,838,794 B2 beschreibt ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, mit einem ersten Lagerring, einem zweiten Lagerring und einer Energieerzeugungseinheit, die als Klauenpolgenerator ausgestaltet ist. Der Klauenpolgenerator umfasst einen an dem ersten Lagerring befestigten ersten Klauen- ring mit einer entlang eines Umfangs des ersten Lagerrings umlaufenden Abfolge von ersten Klauen, einen an dem ersten Lagerring befestigten zweiten Klauenring mit einer entlang des Umfangs des ersten Lagerrings umlaufenden Abfolge von zweiten Klauen, und eine zwischen den beiden Klauen- ringen angeordnete magnetische Induktionsspule. Das Lager umfasst weiter eine entlang eines Umfangs des zweiten Lagerrings umlaufende, als Magnetring ausgebildete Abfolge von magnetischen Polen sowie eine zwischen den beiden Klauenringen angeordnete magnetische Induktionsspule, wobei sich von einem ersten magnetischen Pol des Magnetrings über eine erste Klaue des ersten Klauenrings und über eine zweite Klaue des zweiten Klauenrings ein geschlossener, die Induktionsspule umlaufender magnetischer Kreis zu dem bezüglich des ersten magnetischen Pols ungleichnamigen zweiten magnetischen Pol des Magnetrings schließt. Die Induktionsspule ist in einer im Querschnitt U-förmigen Aufnahme angeordnet, wobei die Schen- kel des U durch die beiden Klauenringe gebildet sind, und wobei die beiden Klauenringe durch den Boden des U miteinander in magnetisch leitender Verbindung stehen. Auch in diesem Fall erweist sich der im wesentlichen zylindrische, zu der Drehachse konzentrische Spalt zwischen den Klauen der Klauenbleche sowie den magnetischen Polen aufgrund der geringen Spaltbreite als im Betrieb hinderlich. US Pat. No. 6,838,794 B2 describes a bearing, in particular a roller bearing, with a first bearing ring, a second bearing ring and a power generation unit designed as a claw pole generator. The claw pole generator comprises a first claw fastened to the first bearing ring. A ring having a circumferential along a circumference of the first bearing ring sequence of first jaws, a second bearing ring attached to the first bearing ring with a circumferential along the circumference of the first bearing ring sequence of second jaws, and arranged between the two claw rings magnetic induction coil. The bearing further comprises a sequence of magnetic poles running around a circumference of the second bearing ring and designed as a magnetic ring, and a magnetic induction coil arranged between the two claw rings, a first magnetic pole of the magnetic ring being connected via a first claw of the first claw ring and a second one Claw of the second claw ring a closed, the induction coil rotating magnetic circuit to the respect to the first magnetic pole unlike second magnetic pole of the magnetic ring closes. The induction coil is arranged in a U-shaped receptacle, wherein the legs of the U are formed by the two claw rings, and wherein the two claw rings through the bottom of the U are in magnetically conductive connection with each other. Also in this case, the substantially cylindrical, concentric with the axis of rotation gap between the jaws of the claw plates and the magnetic poles proves to be an obstacle in operation due to the small gap width.
US 2005/017401 1 A1 beschreibt ein als Wälzlager ausgebildetes Lager, nämlich ein Schrägkugel-Lager, mit einem Klauenpolgenerator, wobei die als umlaufender Magnetring ausgebildete Abfolge der magnetischen Pole in einer Ausnehmung des zweiten Lagerrings angeordnet ist und die Induktionsspule im Querschnitt allseitig von den Blechzuschnitten der beiden Klauenringen umgeben abschnittsweise auf einer Stirnfläche des ersten Lagerrings aufsitzt und dabei auch abschnittsweise in einer in der Mantelfläche des ersten Lagerrings angeordneten Ausnehmung angeordnet ist. Die Ab- folge der magnetischen Pole ist an einer inneren Mantelfläche angeordnet. Zur Aufnahme der Induktionsspule bzw. der magnetischen Pole ist mindestens einer der Lagerringe in Richtung der Drehachse verlängert und der an- dere der Lagerringe mit einer Ausnehmung versehen auszubilden. Hierbei ist ebenfalls ein Spalt vorgesehen, dessen geringe Spaltbreite eine Förderung eines Mediums, speziell eines Schmiermittels, aus dem Lager hinaus erschwert. US 2005/017401 A1 describes a bearing designed as a roller bearing, namely an angular contact ball bearing, with a claw pole generator, wherein the sequence of the magnetic poles formed as a rotating magnetic ring is arranged in a recess of the second bearing ring and the induction coil is cut in cross-section on all sides by the sheet metal blanks The two claw rings are surrounded in sections and are seated on an end face of the first bearing ring and also arranged in sections in a recess arranged in the lateral surface of the first bearing ring. The sequence of the magnetic poles is arranged on an inner lateral surface. To accommodate the induction coil or the magnetic poles, at least one of the bearing rings is extended in the direction of the axis of rotation and the other dere of the bearing rings provided with a recess form. In this case, a gap is likewise provided whose small gap width makes it difficult to convey a medium, in particular a lubricant, out of the bearing.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lager mit einer als Klauenpolgenerator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit anzugeben, die bei geringer Spalt- breite eine Förderung eines Mediums, insbesondere eines Schmiermittels, zulässt. It is the object of the invention to provide a bearing with a power generating unit designed as a claw pole generator which, with a small gap width, permits the conveyance of a medium, in particular of a lubricant.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spalt einen Winkel zu der Drehachse des Lagers ausbildet. This object is achieved in that the gap forms an angle to the axis of rotation of the bearing.
Der Spalt verläuft in diesem Fall nicht mehr zylindrisch um die Drehachse und parallel zu der Drehachse, also unter einem Winkel von ca. Null Grad, sondern unter einem Winkel von mehr als Null Grad, so dass der Spalt, zumindest in einer gedachten Verlängerung, die Drehachse schneidet. Aufgrund des Winkels, den der Spalt mit der Drehachse einschließt, treten Zentripetalkräfte entlang der axialen Erstreckung des Spaltes auf, wobei die Zentripetalkräfte die Förderung eines Mediums, beispielsweise eines Schmiermittels, aus dem Lager hinaus bzw. in das Lager hinein zumindest unterstützen. The gap in this case no longer extends cylindrically about the axis of rotation and parallel to the axis of rotation, ie at an angle of approximately zero degrees, but at an angle of more than zero degrees, so that the gap, at least in an imaginary extension, the Rotary axis cuts. Due to the angle that the gap encloses with the axis of rotation, centripetal forces occur along the axial extent of the gap, the centripetal forces at least assisting the delivery of a medium, for example a lubricant, out of or into the bearing.
Der um den Winkel zu der Drehachse abgestellte Spalt bietet weiter die Möglichkeit, bei vergleichbarem Bauraum in axialer Richtung die effektiven Flächen sowohl der magnetischen Pole als auch der Klauen zu vergrößern, so dass bei einem vorgegebenen Bauraum in axialer Richtung die von der magnetischen Flussdichte des magnetischen Kreises durchsetzte Fläche vergrößert wird und eine erhöhte Spannung in der Induktionsspule erzeugt werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Radius des Spaltes, bezogen auf die Drehachse, in Richtung der Drehachse zunimmt, insbesondere linear zunimmt. Der Spalt umläuft dabei die Drehachse des Lagers mit einem Radius, der sich entlang der Erstreckung des Spaltes in axialer Richtung, parallel zu der Drehachse, ändert. Bei einem im wesentlichen konisch sich verengen- den bzw. sich weitenden Spalt ändert sich der Radius des Spaltes im wesentlichen linear. Nimmt der Radius des Spaltes mit zunehmenden Abstand von beispielsweise der Laufbahn des Wälzlagers zu, tritt eine Förderwirkung aus dem Lagerinneren, insbesondere aus dem Bereich nahe der Laufbahn, aus dem Lager hinaus auf. The parked by the angle to the axis of rotation gap further offers the possibility, with a comparable space in the axial direction to increase the effective areas of both the magnetic poles and the claws, so that at a given space in the axial direction of the magnetic flux density of the magnetic circuit penetrated area is increased and an increased voltage can be generated in the induction coil. It is preferably provided that a radius of the gap, relative to the axis of rotation, increases in the direction of the axis of rotation, in particular increases linearly. The gap thereby revolves around the axis of rotation of the bearing with a radius which changes along the extension of the gap in the axial direction, parallel to the axis of rotation. In a substantially conically narrowing or widening gap, the radius of the gap changes substantially linearly. If the radius of the gap increases with increasing distance from, for example, the raceway of the rolling bearing, a conveying action occurs from the bearing interior, in particular from the region near the raceway, out of the bearing.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klauen der beiden Klauenringe um einen Winkel von mehr als ca. 90° gegenüber den Klauenringen abgestellt sind. Die um beispielsweise ca. 120° oder 135°, bezogen auf die Ebene der Klauenringe, abgestellten Klauen ermöglichen auf einfache Weise die Aus- bildung eines Spaltes, der einen Winkel zu der Drehachse des Lagers einschließt. It is preferably provided that the claws of the two claw rings are placed at an angle of more than about 90 ° relative to the claw rings. The claws, which are parked by, for example, about 120 ° or 135 °, relative to the plane of the claw rings, make it possible in a simple manner to form a gap which encloses an angle to the axis of rotation of the bearing.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die magnetischen Pole angeschrägt ausgebildet sind. Die magnetischen Pole sind als Abschnitt eines Perma- nentmagneten ausgebildet, dessen auf die Klauen weisendes Ende um einen solchen Winkel abgeschrägt ist, dass der magnetische Pol mit der um den gleichen Winkel abgestellten Klaue einen Spalt ausbildet, der schräg, also unter einem Winkel, zu der Drehachse verläuft. Mit dem von dem abgeschrägten Pol fort weisenden Ende liegt der Permanentmagnet an einer Mantelfläche eines magnetisch leitenden Lagerrings bzw. an einem magnetisch leitenden Rückschlussring an und kann in einem die Drehachse umlaufenden Aufnahmering aus einem magnetisch nicht-leitenden oder wenig lei- tenden Material wie einem Kunststoff oder Messing angeordnet sein. It is preferably provided that the magnetic poles are bevelled. The magnetic poles are formed as a section of a permanent magnet, whose end facing the jaws is chamfered at an angle such that the magnetic pole with the claw at the same angle forms a gap which obliquely, ie at an angle the axis of rotation runs. With the end pointing away from the beveled pole, the permanent magnet bears against a jacket surface of a magnetically conductive bearing ring or against a magnetically conductive return ring and can be made of a magnetically nonconductive or low-friction ring in a rotating ring. bordering material such as a plastic or brass.
Alternativ oder ergänzend zu einer angeschrägten Ausbildung der magnetischen Pole kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die magnetischen Pole auf einer angeschrägten Auflagefläche angeordnet ist. Der magnetische Fluss tritt dabei im Bereich der ausgebildeten Schräge auf, die einen Winkel mit der Drehachse einschließt. Der Winkel der Schräge der Auflagefläche bildet dann beispielsweise mit den abgestellten Klauen den Spalt aus, der unter einem Winkel zu der Drehachse verläuft. Die Auflagefläche ist als auf die Klauen weisende Fläche einer die Drehachse umlaufenden Ringaufnahme ausgebildet, wobei die Ringaufnahme aus einem magnetisch nichtleitenden oder wenig leitenden Material wie beispielsweise einem Kunststoff oder Messing ausgebildet ist. Die Pole sind als auf die Klauen weisende Abschnitte von im wesentlichen quaderförmigen Permanentmagneten aus- gebildet, deren von den magnetischen Polen fort weisende Enden mit einem magnetisch leitenden Rückschlussring, der Teil der Ringaufnahme sein kann, oder dem magnetisch leitenden Korpus des Lagerrings verbunden ist. Die im wesentlichen quaderförmigen Permanentmagnete können eine leicht gekrümmte Seitenfläche aufweisen, um einen besseren Kontakt zu dem ge- krümmten Rückschlussring bzw. dem Lagerring zu bilden bzw. um die Spaltbreite zu den Klauen in Umfangsrichtung konstant zu halten. Alternatively or in addition to a tapered design of the magnetic poles may preferably be provided that the magnetic poles is disposed on a tapered support surface. The magnetic flux occurs in the region of the formed slope, which forms an angle with the axis of rotation. The angle of the slope of the support surface then forms, for example, with the parked claws the gap which extends at an angle to the axis of rotation. The bearing surface is designed as a claw-facing surface of a rotational axis encircling ring receptacle, wherein the ring receptacle is formed of a magnetically non-conductive or less conductive material such as a plastic or brass. The poles are designed as claw-facing sections of substantially parallelepiped-shaped permanent magnets whose ends pointing away from the magnetic poles are connected to a magnetically conductive return ring, which may be part of the ring receiver, or to the magnetically conductive body of the bearing ring. The substantially parallelepiped-shaped permanent magnets may have a slightly curved side surface in order to form a better contact with the curved return ring or the bearing ring or to keep the gap width constant relative to the claws in the circumferential direction.
Wiederum alternativ oder ergänzend zu einer angeschrägten Ausbildung der magnetischen Pole oder einer angeschrägten Auflagefläche für die magneti- sehen Pole kann vorgesehen sein, dass zwischen einem magnetischen Pol und den Klauen ein Flussleitelement angeordnet ist, wobei das Flussleitele- ment in magnetisch leitendem Kontakt mit den magnetischen Polen steht und aus einem magnetisch leitfähigen Material ausgebildet ist. Der magnetische Pol bzw. der Permanentmagnet, dessen Abschnitt als der Klaue gege- nüberstehender magnetischer Pol ausgebildet ist, kann in diesem Fall eine im wesentlichen quaderförmige Gestalt mit ggf. abgerundeten Seitenflächen beibehalten, wobei der Krümmungsradius der Seitenflächen dem Radius des Lagerrings entspricht. Das Flussleitelement verlängert den magnetischen Pol hin zu der Klaue und dient als Polschuh mit definierter Geometrie. Das Flussleitelement kann beispielsweise als Segment eines Kreisrings aus einem magnetisch leitenden Material ausgebildet sein, wobei die eine gebo- gene Fläche, beispielsweise die äußere, angeschrägt ausgebildet ist und die andere gebogene Fläche flächig auf dem magnetischen Pol aufliegt. Die angeschrägte Fläche bildet dann mit einer beispielsweise schräg abgewinkelten Klaue einen Spalt aus, der unter einem Winkel zu der Drehachse verläuft. Again alternatively or in addition to a bevelled design of the magnetic poles or a tapered support surface for the magnetic see poles can be provided that between a magnetic pole and the claws a flux guide is arranged, the flux conducting element in magnetically conductive contact with the magnetic Poland is and is formed of a magnetically conductive material. In this case, the magnetic pole or the permanent magnet, whose section is formed as a magnetic pole which is disposed opposite the claw, can maintain a substantially parallelepipedal shape with possibly rounded side surfaces, the radius of curvature of the side surfaces corresponding to the radius of the Bearing ring corresponds. The flux guide extends the magnetic pole towards the claw and serves as a pole piece with a defined geometry. The flux guide can be formed, for example, as a segment of a circular ring of a magnetically conductive material, wherein the one bent surface, for example, the outer, beveled and the other curved surface rests flat on the magnetic pole. The beveled surface then forms a gap, for example with an obliquely angled claw, which extends at an angle to the axis of rotation.
Sind mindestens zwei Flussleitelemente an zwei verschiedenen magnetischen Polen vorgesehen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein die Drehachse umgebender Flussleitring die Flussleitelemente enthält. Der Flussleitring verbindet die Flussleitelemente zu einem gemeinsamen Bauelement, das so platziert ist, dass jedes Flussleitelement auf einem magnetischen Pol angeordnet ist. Der Flussleitring umfasst weiter mindestens einen, bevorzugt zwei beabstandete Halteringe, die die Flussleitelemente untereinander verbinden, wobei der Haltering zur Unterdrückung von magnetischen Streuflüssen aus einem magnetisch nicht-leitenden oder wenig leitenden Material wie einem Kunststoff oder Messing besteht. In Umfangsrichtung benachbarte Flussleitelemente halten an dem Flussleitring einen Abstand ein, so dass ein Zwischenraum entsteht, der leer gelassen werden kann, so dass der Flussleitring eine in Umfangsrichtung umlaufende Abfolge von Flussleitelementen und Fenstern aufweist, wobei die Fenster bewirken, dass magnetische Streuflüsse begrenzt werden. Durch die Fenster in dem Flussleitring können beispielsweise Medien wie ein Schmiermittel oder Wasserdampf treten, wodurch der Spalt durch eine zusätzliche Passagemöglichkeit in den Fenstern entlastet wird. Alternativ zu einer Ausbildung des Zwischenraums zwischen benachbarten Flussleitelementen des Flussleitrings als Fenster kann der Zwischenraum mit einem magnetisch nicht-leitenden Material wie einem Kunststoff oder Messing ausgefüllt sein, wobei die Füllung dem Flussleitring insgesamt eine erhöhte Stabilität vermittelt und magnetische Streuflüsse begrenzt. If at least two flux guide elements are provided at two different magnetic poles, it is preferably provided that a flux guide ring surrounding the axis of rotation contains the flux guide elements. The flux guide ring connects the flux guide elements to a common component which is placed such that each flux guide element is arranged on a magnetic pole. The flux guide ring further comprises at least one, preferably two spaced retaining rings, which connect the Flußleitelemente with each other, wherein the retaining ring for suppressing stray magnetic fluxes of a magnetically non-conductive or less conductive material such as a plastic or brass. Circumferentially adjacent flux-directing elements maintain a clearance at the flux-guiding ring, leaving a gap that can be left empty, such that the flux-conducting ring has a circumferentially circumferential sequence of flux-conducting elements and windows, the windows causing stray magnetic fluxes to be limited. For example, media such as a lubricant or water vapor can pass through the windows in the flux guide ring, whereby the gap is relieved by an additional opportunity to pass through the windows. As an alternative to forming the gap between adjacent flux guide elements of the flux guide ring as a window, the gap may be filled with a magnetically non-conductive material such as a plastic or brass, wherein the filling provides the flux guide overall increased stability and magnetic leakage flux limited.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Spalt eine in Richtung der Drehachse im wesentlichen konstante Spaltbreite aufweist. Die Spaltbreite bleibt auch im Betrieb des Lagers konstant, insbesondere dann, wenn das Lager nur als Drehlager ausgebildet ist und eine Verkippung der Lagerringe zueinander ausgeschlossen wird. It is preferably provided that the gap has an essentially constant gap width in the direction of the axis of rotation. The gap width remains constant even during operation of the bearing, especially when the bearing is designed only as a pivot bearing and tilting of the bearing rings is excluded to each other.
Eine besonders platzsparende Bauweise des Klauenpolgenerators in dem Lager ergibt sich dann, wenn vorgesehen ist, dass der zu der Drehachse einen Winkel ausbildende Spalt ausschließlich in dem Bereich zwischen den beiden Lagerringen vorgesehen ist, nämlich in dem Bereich, der von den aufeinander zu weisenden Mantelflächen der beiden Lagerringe radial und von einer gedachten Verlängerung der beiden Stirnflächen der beiden La- gerringe axial begrenzt ist. Das Lager kann in diesem Fall seine standardisierten Anschlussmaße beibehalten. A particularly space-saving design of Klauenpolgenerators in the camp results when it is provided that the angle to the axis of rotation forming gap is provided exclusively in the area between the two bearing rings, namely in the area of the mutually facing lateral surfaces of the both bearing rings radially and axially limited by an imaginary extension of the two end faces of the two bearing rings. The bearing can maintain its standardized connection dimensions in this case.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiels der Erfindung. Further advantages and features emerge from the dependent claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers, 1 is a partially sectioned view of an embodiment of a bearing according to the invention,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Lagers, und 3 zeigt in dem linken Teilbild eine geschnittene Ansicht des in Fig. 2 dargestellten Teils und in dem rechten Teilbild das Detail ,Ζ' in einer vergrößerten Ansicht. Fig. 2 shows a perspective view of a part of the bearing shown in Fig. 1, and 3 shows in the left partial image a sectional view of the part shown in FIG. 2 and in the right partial image the detail, Ζ 'in an enlarged view.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing
Fig. 1 zeigt ein als einreihiges Kugellager ausgebildetes Lager, das einen ersten Lagerring 1 sowie einen zweiten Lagerring 2 umfasst, wobei der erste Lagerring 1 , der als Außenring des Wälzlagers ausgebildet ist, feststeht und der zweite Lagerring 2, der als Innenring des Wälzlagers ausgebildet ist, um eine zu der Hilfslinie 3 parallele Drehachse drehbar ist. Das Wälzlager ist als Drehlager, das nur eine Drehbewegung ermöglicht, aber ein Verkippen der beiden Lagerringe zueinander unterdrückt, ausgebildet. Fig. 1 shows a trained as a single-row ball bearing bearing comprising a first bearing ring 1 and a second bearing ring 2, wherein the first bearing ring 1, which is formed as an outer ring of the rolling bearing is fixed and the second bearing ring 2, which is formed as an inner ring of the rolling bearing is rotatable about an axis parallel to the auxiliary line 3 axis of rotation. The rolling bearing is designed as a pivot bearing, which allows only a rotational movement, but a tilting of the two bearing rings suppressed each other, formed.
Das Wälzlager umfasst eine als Klauenpolgenerator ausgebildete Energieerzeugungseinheit 4, wobei der Klauenpolgenerator 4 einen ersten Klauenring 5 mit die Drehachse umlaufenden Abfolge von ersten Klauen aufweist, wobei eine der ersten Klauen mit dem Bezugszeichen ,6' ausgewiesen ist. Die erste Klaue 6 ist als bezogen auf die durch den ersten Klauenring 5 definierte Ebene abgestellter Abschnitt ausgebildet und ist nicht parallel zu der Drehachse (bzw. der Hilfslinie 3) ausgerichtet, sondern schließt einen Winkel ungleich Null Grad, speziell einen Winkel von ca. 120° mit der Drehach- se (bzw. der Hilfslinie 3) ein. Die erste Klaue 6 sowie sämtliche ersten Klauen des ersten Klauenrings 5 sind bezogen auf die Drehachse schräg abgestellt, insbesondere um den jeweils gleichen Winkel, der auch einen anderen Betrag aufweisen könnte, beispielsweise einen Betrag von ca. 135°. The rolling bearing comprises a power generating unit 4 designed as a claw-pole generator, the claw-pole generator 4 having a first claw ring 5 with a series of first jaws encircling the axis of rotation, one of the first jaws being identified by the reference symbol '6'. The first jaw 6 is formed as a section turned off with respect to the plane defined by the first claw ring 5 and is not aligned parallel to the axis of rotation (or the auxiliary line 3), but closes an angle other than zero degrees, specifically an angle of about 120 ° with the rotation axis (or the auxiliary line 3). The first jaw 6 and all first jaws of the first jaw ring 5 are inclined relative to the axis of rotation, in particular by the same angle, which could also have a different amount, for example, an amount of about 135 °.
Der Klauenpolgenerator 4 umfasst weiter einen bezüglich des ersten Klauenrings 5 in Umlaufrichtung der Drehachse versetzten zweiten Klauenring 7 mit einer die Drehachse umlaufenden Abfolge von zweiten Klauen, die in der Darstellung von Fig. 1 beispielsweise oberhalb bzw. unterhalb der Papierebene angeordnet sind. Die beiden Klauenringe 5, 7 sind in magnetisch leitender Verbindung an einer äußeren Mantelfläche 8 des zweiten Lagerrings 2 angeordnet, und umgeben zu zwei Seiten eine Induktionsspule 9, deren elektrisch leitende Windungen die Drehachse mehrfach umlaufen und in einer elektrisch nicht-leitenden Vergussmasse aufgenommen sind. Die Induktionsspule 9 ist in einer Aufnahme 10 angeordnet, die zu zwei Seiten von den Klauenringen 5, 7 begrenzt wird bzw. bündig mit den Klauenringen 5, 7 abschließt und zu einer dritten Seite von den Klauen 6 der beiden Klauen- ringe 5, 7 abgeschlossen ist bzw. bündig mit den Klauen 6 der beiden Klauenringe 5, 7 abschließt. Zu einer vierten Seite hin liegt die Aufnahme 10 an der äußeren Mantelfläche 8 des zweiten Lagerrings 2 an. The claw-pole generator 4 further comprises a second claw ring 7, offset relative to the first claw ring 5 in the direction of rotation of the axis of rotation, with a sequence of second claws circulating around the axis of rotation Representation of FIG. 1, for example, above or below the plane of the paper are arranged. The two claw rings 5, 7 are arranged in magnetically conductive connection to an outer circumferential surface 8 of the second bearing ring 2, and surrounded on two sides of an induction coil 9, the electrically conductive turns rotate around the axis of rotation and are accommodated in an electrically non-conductive potting compound. The induction coil 9 is arranged in a receptacle 10, which is delimited on two sides by the claw rings 5, 7 or terminates flush with the claw rings 5, 7 and is closed off to a third side by the claws 6 of the two claw rings 5, 7 is or flush with the claws 6 of the two claw rings 5, 7 concludes. Towards a fourth side, the receptacle 10 bears against the outer jacket surface 8 of the second bearing ring 2.
Die Klauen 6 der beiden Klauenringe 5, 7 wirken mit einer die Drehachse umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen zusammen, bei der in Um- fangsrichtung benachbarte Pole ungleichnamig ausgebildet sind, wobei bei der Darstellung von Fig. 1 einer der Pole mit dem Bezugszeichen ,1 1 ' ausgewiesen und beispielsweise als Nordpol ausgebildet ist. Die diesem magnetischen Pol 1 1 benachbarten Pole sind oberhalb bzw. unterhalb der Pa- pierebene angeordnet und jeweils als Südpol ausgebildet. Der magnetische Pol 1 1 ist der ersten Klaue 6 des ersten Klauenrings 5 gegenüberliegend angeordnet dargestellt, die beiden benachbarten Pole den benachbarten Klauen des zweiten Klauenrings 7. Die magnetischen Pole, insbesondere der magnetische Pol 1 1 , ist Teil eines Permanentmagneten 12, der in magnetisch leitender Verbindung an einer inneren Mantelfläche 13 des ersten Lagerrings 1 anliegt. Der mit dem Bezugszeichen ,12' ausgewiesene Permanentmagnet weist den einen magnetischen Pol 1 1 , nämlich den Nordpol, der Klaue 6 zu und den anderen magne- tischen Pol, in diesem Fall einen Südpol, der inneren Mantelfläche 13 des ersten Lagerrings 1 . Der Permanentmagnet 12 ist als im wesentlichen quaderförmiges Teil an der inneren Mantelfläche 13 des ersten Lagerrings 1 angeordnet, wobei die Seitenflächen des Quaders, an denen die magnetischen Pole vorgesehen sind, eine leichte Krümmung aufweisen, um einen Formschluss zu der inneren Mantelfläche 13 bzw. zu einem Flussleitelement 14 auszubilden. The claws 6 of the two claw rings 5, 7 cooperate with a rotation of the axis rotating sequence of magnetic poles, in the circumferential direction adjacent poles are formed unlike names, wherein in the illustration of Fig. 1, one of the poles with the reference numeral, 1 1 'designated and formed, for example, as the North Pole. The poles adjacent to this magnetic pole 1 1 are arranged above or below the plane of the paper and are each in the form of a south pole. The magnetic pole 1 1 is the first claw 6 of the first claw ring 5 shown arranged opposite, the two adjacent poles the adjacent claws of the second claw ring 7. The magnetic poles, in particular the magnetic pole 1 1, is part of a permanent magnet 12, which is in magnetic conductive connection to an inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1 is present. The designated by the reference numeral, 12 'permanent magnet has the one magnetic pole 1 1, namely the north pole, the claw 6 and the other magnetic pole, in this case a south pole, the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring first The permanent magnet 12 is arranged as a substantially cuboidal part on the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1, wherein the side surfaces of the cuboid, on which the magnetic poles are provided, have a slight curvature to form a positive fit to the inner circumferential surface 13 and form a flux guide 14.
Das Flussleitelement 14 ist radial, bezogen auf die Drehachse, zwischen den magnetischen Pol 1 1 und der ersten Klaue 6 des ersten Klauenrings 5 angeordnet, an dem magnetischen Pol 1 1 magnetisch leitend befestigt und bildet mit der ersten Klaue 6 des ersten Klauenrings 5 einen Spalt 15 aus. The flux guide 14 is radially, relative to the axis of rotation, disposed between the magnetic pole 1 1 and the first jaw 6 of the first jaw ring 5, magnetically conductively attached to the magnetic pole 1 1 and forms a gap with the first jaw 6 of the first jaw ring 5 15 off.
Das Flussleitelement 15 besteht aus einem magnetisch leitenden Material und ist als Segment eines kreisringförmigen Korpus ausgebildet, dessen eine, zylindrische, von der Klaue 6 fort weisende Seite kreisbogenförmig ist und flächig auf der gekrümmten Fläche des magnetischen Pols 1 1 aufliegt. Die zweite Seite des kreisringförmigen Korpus ist angeschrägt ausgebildet und bildet eine schräge Fläche 16 aus, die zu der Drehachse (bzw. der Hilfslinie 3) einen Winkel von ca. 120° bildet. Die schräge Fläche 16 liegt der um ebenfalls den Winkel von ca. 120° abgeschrägten ersten Klaue 6 des ersten Klauenrings 5 gegenüber, so dass der Spalt 15 zwischen dem Flussleitelement 14 und der ersten Klaue 6 einen Winkel von ca. 120° zu der Drehachse ausbildet und der Spalt 15 die Drehachse als abgestumpft-konischer Spalt umläuft. Der Spalt 15 umgibt die Drehachse konzentrisch, wobei ein Radius des Spaltes, um die Drehachse als Mittelpunkt, entlang der Drehachse (bzw. entlang der Erstreckung der Hilfslinie 3) sich ändert, insbesondere sich linear ändert. Der Radius des Spaltes 15 nimmt mit zunehmenden Abstand von dem Lager, beispielsweise mit zunehmender Entfernung zu einem Wälzkör- per 17 des Lagers, in Richtung der Drehachse (bzw. entlang der Hilfslinie 3), linear zu. Es bildet sich ein magnetischer Kreis aus, ausgehend von dem magnetischen Pol 1 1 , der als Nordpol ausgebildet ist, über das Flussleitelement 14 aus einem magnetisch leitenden Material, wobei der magnetische Fluss in dem magnetischen Kreis den Spalt 15 überbrückt und in die erste Klaue 6 des ersten Klauenrings 5 eintritt, über das magnetisch leitende Korpus des zweiten Lagerrings 2 sowie die Klauen des zweiten Klauenrings 7, unter erneuter Überbrückung des Spaltes 5, hin zu einem Südpol an dem ersten Lagerring 1 . Der magnetische Kreis umgibt die Induktionsspule 9 mit dem elektrischen Leiter, wobei der magnetische Kreis seine Drehrichtung ändert, sobald der zweite Lagerring 2 sich bezüglich des ersten Lagerrings 1 um die Drehachse dreht. The flux guide 15 is made of a magnetically conductive material and is formed as a segment of an annular body whose one, cylindrical, away from the claw 6 side facing a circular arc and rests flat on the curved surface of the magnetic pole 1 1. The second side of the annular body is chamfered and forms an inclined surface 16, which forms an angle of approximately 120 ° to the axis of rotation (or the auxiliary line 3). The inclined surface 16 is opposite to the angle of about 120 ° beveled first jaw 6 of the first jaw ring 5, so that the gap 15 between the flux guide 14 and the first jaw 6 forms an angle of about 120 ° to the axis of rotation and the gap 15 rotates the axis of rotation as a truncated-conical gap. The gap 15 concentrically surrounds the axis of rotation, wherein a radius of the gap, about the axis of rotation as center, along the axis of rotation (or along the extension of the auxiliary line 3) changes, in particular changes linearly. The radius of the gap 15 increases linearly with increasing distance from the bearing, for example with increasing distance to a rolling element 17 of the bearing, in the direction of the axis of rotation (or along the auxiliary line 3). It forms a magnetic circuit, starting from the magnetic pole 1 1, which is formed as a north pole, via the flux guide 14 of a magnetically conductive material, wherein the magnetic flux in the magnetic circuit bridges the gap 15 and into the first jaw. 6 of the first claw ring 5 enters, via the magnetically conductive body of the second bearing ring 2 and the claws of the second claw ring 7, with renewed bridging of the gap 5, towards a south pole on the first bearing ring. 1 The magnetic circuit surrounds the induction coil 9 with the electrical conductor, wherein the magnetic circuit changes its direction of rotation as soon as the second bearing ring 2 rotates with respect to the first bearing ring 1 about the axis of rotation.
Der Klauenpolgenerator 4 ist vollständig innerhalb des Lagers angeordnet, insbesondere sind die magnetischen Pole 1 1 sowie die durch den Spalt 15 beabstandeten Klauen 6 der beiden Klauenringe 5, 7 und die Induktionsspule 9 zwischen den aufeinander weisenden Mantelflächen 8, 13 aufgenommen. The claw-pole generator 4 is arranged completely inside the bearing, in particular the magnetic poles 11 and the claws 6 of the two claw rings 5, 7, which are spaced apart by the gap 15, and the induction coil 9 are accommodated between the mutually facing lateral surfaces 8, 13.
In dem dargestellten Lager ist an jedem der magnetischen Pole ein Fluss- leitelement vorgesehen, wie für den magnetischen Pol 1 1 mit dem Flussleitelement 14 dargestellt. Dabei sind sämtliche Flussleitelemente gleich ausgebildet. In the illustrated bearing, a flux-conducting element is provided on each of the magnetic poles, as shown for the magnetic pole 11 with the flux-conducting element 14. In this case, all flux guide elements are identical.
Das Lager umfasst einen Flussleitring 18, der in Fig. 1 nur ausschnittsweise dargestellt ist, der die Drehachse umgibt und sämtliche Flussleitelemente 14 enthält. Der Flussleitring 18 umfasst zusätzlich zu den Flussleitelementen 14 zwei Halteringe, die axial, in Richtung der Drehachse beabstandet, angeordnet sind. Fig. 2 zeigt den Flussleitring 18 des in Fig. 1 dargestellten Lagers in einer perspektivischen Ansicht. Der Flussleitring umfasst die Flussleitelemente 14 mit zwei umlaufenden Halteringen 20, 21 axial zu beiden Seiten. Der Fluss- leitring 18 umfasst die Flussleitelemente 14, wobei in Umfangshchtung benachbarte Flussleitelemente 14 jeweils einen Zwischenraum 19 begrenzen, der freibleibt, so dass ein Fenster ausgebildet wird, das von den Flussleit- elementen 14 in Umfangshchtung und von den beiden Halteringen 20, 21 axial beidseitig umgrenzt ist. Durch das Fenster kann beispielsweise ein Fluid, insbesondere ein Schmiermittel, austreten, und zwar parallel zu dem Spalt 15, der insoweit entlastet wird. Die Halteringe 20, 21 bestehen aus einen magnetisch nicht-leitenden Material, nämlich einem Kunststoff. Fig. 3 zeigt, dass der Flussleitring 18 eine im wesentlichen zylindrische, von den Fenstern unterbrochene, Außenkontur aufweist; der Innenkontur wird jedoch durch die angeschrägten Flächen 16 der Flussleitelemente 14 bestimmt. Der Flussleitring 18 wird mit den Flussleitelementen 14 auf die magnetischen Pole 1 1 gelegt, so dass die auftretenden Magnetkräfte eine lagerichtige Fixierung des Flussleitrings 18 an den magnetischen Polen 1 1 bewirken. Bei Bedarf kann der Flussleitring 18 an den magnetischen Polen mit einem magnetisch leitenden Kleber befestigt sein. The bearing comprises a flux guide ring 18, which is only partially shown in FIG. 1, which surrounds the axis of rotation and contains all the flux guide elements 14. The flux guide ring 18 comprises, in addition to the flux guide elements 14, two retaining rings which are arranged axially, spaced in the direction of the axis of rotation. Fig. 2 shows the flux guide 18 of the bearing shown in Fig. 1 in a perspective view. The flux guide comprises the flux guide elements 14 with two circumferential retaining rings 20, 21 axially to both sides. The river- The guide ring 18 comprises the flux guide elements 14, wherein in the circumferential direction adjacent flux guide elements 14 each delimit a gap 19, which remains free, so that a window is formed, the elements of the Flußleit- 14 in Umfangsshchtung and the two retaining rings 20, 21 axially bounded on both sides , Through the window, for example, a fluid, in particular a lubricant, emerge, parallel to the gap 15, which is relieved to that extent. The retaining rings 20, 21 are made of a magnetically non-conductive material, namely a plastic. Fig. 3 shows that the flux guide ring 18 has a substantially cylindrical, interrupted by the windows, outer contour; However, the inner contour is determined by the tapered surfaces 16 of the flux guide 14. The flux guide 18 is placed with the flux guide 14 on the magnetic poles 1 1, so that the magnetic forces occur a positionally correct fixing of the flux guide 18 at the magnetic poles 1 1 effect. If necessary, the flux guide ring 18 may be attached to the magnetic poles with a magnetically conductive adhesive.
In einer Abwandlung zu dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Zwischenraum 19, den zwei in Um- fangsrichtung benachbarte Flussleitelemente 14 begrenzen, nicht freibleiben muss, sondern eine Füllung aufweisen kann, beispielsweise eine Kunststoff- Füllung, so dass die Flussleitelemente 14 nicht nur im Bereich der beiden Halteringe 20, 21 , sondern auch seitlich zwischen den Halteringen 20, 21 von Kunststoff als Rahmen umgeben sind. Die Füllung kann den Zwischenraum 19 auch vollständig ausfüllen, so dass der Flussleitring 18 eine verbesserte mechanische Stabilität erhält. In a modification to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, it can be provided that the intermediate space 19, which delimit two flux guide elements 14 adjacent in the circumferential direction, does not have to remain free but can have a filling, for example a plastic filling that the flux guide elements 14 are surrounded not only in the region of the two retaining rings 20, 21, but also laterally between the retaining rings 20, 21 of plastic as a frame. The filling can also completely fill the intermediate space 19 so that the flux guide ring 18 receives improved mechanical stability.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war vorgesehen, dass das Flussleitelement 14 mit der angeschrägten Fläche 16 an dem magnetischen Pol 1 1 des Permanentmagneten 12 angeordnet war; insbesondere war das Flussleitelement 14 ein von dem Permanentmagneten 12 getrenntes Bauteil. Es versteht sich, dass die angeschrägte Fläche 16 auch an dem Permanentmagneten 12 vorgesehen sein kann, beispielsweise, wenn das Flussleitelement mit dem Permanentmagneten einstückig ausgebildet ist und der Permanentmagnet in Richtung auf die Klaue 6 verlängert ausgebildet ist. Hierbei ist dann vorgesehen, dass die magnetischen Pole des Permanentmagneten angeschrägt ausgebildet sind, um den Spalt 15 so auszubilden, dass der Spalt 15 unter einem Winkel zu der Drehachse ver- läuft. In the embodiment described above, it was provided that the flux guide 14 with the tapered surface 16 on the magnetic pole 1 1 of the permanent magnet 12 was arranged; In particular, the flux guide 14 was a separate from the permanent magnet 12 component. It is understood that the tapered surface 16 may also be provided on the permanent magnet 12, for example, when the flux guide is formed integrally with the permanent magnet and the permanent magnet is formed extended in the direction of the claw 6. In this case, it is then provided that the magnetic poles of the permanent magnet are beveled in order to form the gap 15 such that the gap 15 runs at an angle to the axis of rotation.
In einer zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel möglichen Variante kann vorgesehen sein, dass der Permanentmagnet seine im wesentlichen quaderförmige Gestalt behält und auf einer angeschrägten Flä- che als Auflagefläche angeordnet ist. Ausgehend von dem anhand der Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei vorgesehen, dass das Flussleitelement 14 unmittelbar an der inneren Mantelfläche 13 des ersten Lagerrings 1 angeordnet ist, und dass der Permanentmagnet 12 mit dem magnetischen Pol 1 1 auf der angeschrägten Fläche 16 des Flussleitelemen- tes 14 magnetisch leitend aufliegt bzw. befestigt ist. In a possible variant of the embodiment described above, it can be provided that the permanent magnet retains its essentially cuboidal shape and is arranged on a bevelled surface as a bearing surface. Starting from the embodiment illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 is provided that the flux guide 14 is disposed directly on the inner circumferential surface 13 of the first bearing ring 1, and that the permanent magnet 12 with the magnetic pole 1 1 on the tapered surface 16 of Flux guide element 14 rests or is fixed in a magnetically conductive manner.
Es versteht sich, dass die beiden in den beiden vorherigen Absätzen beschriebenen Varianten auch in Kombination miteinander bzw. in Kombination mit dem anhand von Fig. 1 bis Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen sein können. Bezugszeichenliste It is understood that the two variants described in the two preceding paragraphs can also be provided in combination with one another or in combination with the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3. LIST OF REFERENCE NUMBERS
I erster Lagerring I first bearing ring
2 zweiter Lagerring 2 second bearing ring
3 Hilfslinie parallel zu der Drehachse  3 auxiliary line parallel to the axis of rotation
4 Klauenpolgenerator  4 claw pole generator
5 erster Klauenring  5 first claw ring
6 erste Klaue des ersten Klauenrings  6 first claw of the first claw ring
7 zweiter Klauenring 7 second claw ring
8 äußere Mantelfläche  8 outer surface
9 Induktionsspule  9 induction coil
10 Aufnahme  10 recording
I I magnetischer Pol  I I magnetic pole
12 Permanentmagnet 12 permanent magnet
13 innere Mantelfläche des ersten Lagerrings 1 13 inner circumferential surface of the first bearing ring. 1
14 Flussleitelement 14 flux guide
15 Spalt  15 gap
16 angeschrägte Fläche  16 beveled surface
17 Wälzkörper 17 rolling elements
18 Flussleitring  18 flux guide ring
19 Zwischenraum  19 gap
20 Haltering  20 retaining ring
21 Haltering  21 retaining ring

Claims

Patentansprüche  claims
Lager, insbesondere Wälzlager, umfassend Bearings, in particular rolling bearings, comprising
einen ersten Lagerring (1 ),  a first bearing ring (1),
einen zweiten Lagerring (2), und  a second bearing ring (2), and
eine als Klauenpolgenerator ausgebildete Energieerzeugungseinheit (4),  a power generating unit (4) designed as a claw pole generator,
wobei der Klauenpolgenerator (4) einen ersten Klauenring (5) mit einer Abfolge von ersten Klauen (6) und einen in Umlaufrichtung der Drehachse versetzten zweiten Klauenring (7) mit einer Abfolge von zweiten Klauen umfasst, wobei die beiden Klauenringe (5, 7) eine die Drehachse umlaufende Induktionsspule (9) umgeben, wherein the claw pole generator (4) comprises a first claw ring (5) with a sequence of first claws (6) and a second claw ring (7) offset in the direction of rotation of the rotation axis with a sequence of second claws, the two claw rings (5, 7) an induction coil (9) revolving around the rotation axis,
wobei die Klauen (6) der beiden Klauenringe (5, 7) mit einer die Drehachse umlaufenden Abfolge von magnetischen Polen (1 1 ) die Induktionsspule (9) umgebenden magnetische Kreise ausbilden, the claws (6) of the two claw rings (5, 7) forming magnetic circuits surrounding the induction coil (9) with a sequence of magnetic poles (1 1) surrounding the axis of rotation,
wobei die beiden Klauen (6) der Klauenringe (5, 7) einen die Drehachse umgebenden Spalt (15) begrenzen, über den die magnetischen Kreise geschlossen werden, wherein the two claws (6) of the claw rings (5, 7) delimit a gap (15) surrounding the axis of rotation, over which the magnetic circuits are closed,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Spalt (15) einen Winkel zu der Drehachse des Lagers ausbildet. that the gap (15) forms an angle to the axis of rotation of the bearing.
Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius des Spaltes (15), bezogen auf die Drehachse, in Richtung der Drehachse zunimmt, insbesondere linear zunimmt. Bearing according to claim 1, characterized in that a radius of the gap (15), relative to the axis of rotation, increases in the direction of the axis of rotation, in particular increases linearly.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen (6) der beiden Klauenringe (5, 7) um einen Winkel von mehr als ca. 90° gegenüber den Klauenringen (5, 7) abgestellt sind. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the claws (6) of the two claw rings (5, 7) are offset by an angle of more than about 90 ° relative to the claw rings (5, 7).
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Pole angeschrägt ausgebildet sind. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Pole auf einer angeschrägten Auflagefläche angeordnet ist. Bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic poles are formed chamfered. Bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic poles is arranged on a tapered bearing surface.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem magnetischen Pol (1 1 ) und den Klauen (6) ein Fluss- leitelement (14) angeordnet ist, wobei das Flussleitelement (14) in magnetisch leitendem Kontakt mit den magnetischen Polen (1 1 ) steht und aus einem magnetisch leitfähigen Material ausgebildet ist. Bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that between a magnetic pole (1 1) and the claws (6), a flow-guiding element (14) is arranged, wherein the flux-conducting element (14) in magnetically conductive contact with the magnetic Poland (1 1) is and is formed of a magnetically conductive material.
Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Drehachse umgebender Flussleitring (18) die Flussleitelemente (14) enthält. Bearing according to claim 6, characterized in that a flux guide ring surrounding the axis of rotation (18) contains the flux guide elements (14).
Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrich- tung benachbarte Flussleitelemente (14) des Flussleitrings (18) einen Zwischenraum begrenzen. Bearing according to claim 7, characterized in that adjacent in the circumferential direction adjacent flow guide elements (14) of the flux guide ring (18) define a gap.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt eine in Richtung der Drehachse im wesentlichen konstante Spaltbreite aufweist. Bearing according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gap has a substantially constant gap width in the direction of the axis of rotation.
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