WO2011151159A1

WO2011151159A1 - Bearing having an energy generating unit and cage for a rolling bearing

Info

Publication number: WO2011151159A1
Application number: PCT/EP2011/057838
Authority: WO
Inventors: Thomas Rink
Original assignee: Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2011-12-08
Also published as: CN102939469B; DE102010022369A1; CN102939469A

Abstract

The invention relates to a bearing having a first bearing race (1), and a second bearing race (2) and a rolling element (3) guided in a cage (4) and disposed between the two bearing races (1, 2), and having an energy generating unit, wherein the energy generating unit comprises: a sequence of magnetic poles (6, 8, 10) extending circumferentially around the first bearing race (1), a sequence of magnetically conductive jaws (12, 13) extending circumferentially around the second bearing race (2), and an induction coil (15), wherein a closed magnetic circuit surrounding the induction coil (15) arises from the first magnetic pole (6) across a first jaw (12). The aim of disclosing a bearing having an energy generating unit that is substantially seamlessly integrated and has a high filling factor for the induction coil is achieved according to the invention in that the induction coil (15) is fastened on the cage (4).

Description

Bezeichnung der Erfindung Lager mit einer Energieerzeugungseinheit sowie Käfig für ein Wälzlager Description of the invention Bearing with a power generation unit and cage for a rolling bearing

Beschreibung Gebiet der Erfindung Description Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Lager nach Anspruch 1 mit einer Energieerzeugungseinheit sowie einen Käfig nach Anspruch 9 für ein Wälzlager. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, aus der gegenseitigen Drehung zweier Lagerringe eines Wälzlagers mittels magnetischer Induktion eine Spannung abzuleiten. In einer möglichen Anordnung ist hierzu an einem ersten Lagerring eine entlang des Umfangs des ersten Lagerrings sich erstreckende Abfolge von magnetischen Polen vorgesehen, an einem zwei- ten Lagerring eine sich entlang des Umfangs des zweiten Lagerrings sich erstreckende Abfolge von magnetisch leitenden, sich zu den magnetischen Polen des ersten Lagerrings erstreckenden Klauen vorzusehen, so dass ein magnetischer Fluss zwischen den Polen des ersten Lagerrings und den Klauen des zweiten Lagerrings geschlossen wird, der bei der gegenseitigen Drehung der Lagerringe eine zwischen den beiden Lagerringen angeordnete Induktionsspule mit sich abwechselnder Flussrichtung umläuft und in der Induktionsspule eine elektrische Spannung induziert. Eine derartige Energieerzeugungseinheit wird als Klauenpolgenerator bezeichnet. Als problematisch hat sich hier insbesondere der Bauraum erwiesen, den die Indukti- onsspule, deren Windungen im wesentlichen die Drehachse der beiden Lagerringe umlaufen, erfordert. Hierzu ist insbesondere zu beachten, dass die abgreifbare Spannung und damit die erzeugte elektrische Leistung von der Anzahl der Windungen der Induktionsspule abhängen. The invention relates to a bearing according to claim 1 with a power generation unit and a cage according to claim 9 for a rolling bearing. From the prior art it is known to derive a voltage from the mutual rotation of two bearing rings of a rolling bearing by means of magnetic induction. In one possible arrangement, a sequence of magnetic poles extending along the circumference of the first bearing ring is provided on a first bearing ring, a sequence of magnetically conductive, extending along the circumference of the second bearing ring, extending to the magnetic bearing on a second bearing ring Provide Poland of the first bearing ring extending claws, so that a magnetic flux between the poles of the first bearing ring and the claws of the second bearing ring is closed, which rotates in the mutual rotation of the bearing rings arranged between the two bearing rings induction coil with alternating flow direction and in the Induction coil induces an electrical voltage. Such a power generation unit is called a claw pole generator. In particular, the installation space which the induction coil, whose windings essentially rotate around the axis of rotation of the two bearing rings, has proven to be problematic. For this purpose, it should be noted in particular that the tapped voltage and thus the electrical power generated by the Depend on the number of turns of the induction coil.

US 6,892,587 B2 beschreibt ein derartiges Lager, wobei die Induktionsspule in einer im Wesentlichen im Querschnitt U-förmigen Aufnahme angeordnet ist, und wobei die U-förmige Aufnahme wiederum an dem zweiten Lagerring angeordnet ist. Die U-förmige Aufnahme nimmt einen hohen Bauraum in axialer Richtung in Anspruch. Wenn Nuten an den beiden Lagerringen vorgesehen sind, um die magnetischen Pole bzw. die Klauen aufzunehmen, sind an beiden Lagerringen bauliche Veränderungen zu treffen. US 6,892,587 B2 describes such a bearing, wherein the induction coil is arranged in a substantially U-shaped in cross-section receptacle, and wherein the U-shaped receptacle is in turn arranged on the second bearing ring. The U-shaped receptacle takes up a large space in the axial direction to complete. If grooves are provided on the two bearing rings to accommodate the magnetic poles or the claws, structural changes are to be made on both bearing rings.

US 2005/017401 1 A1 beschreibt ebenfalls ein Lager mit einer als Klauen- polgenerator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit, deren Induktionsspule in einer Ausnehmung einer der beiden Lagerringe sowie an einer Stirnfläche des Lagerrings aufliegend angeordnet ist. US 2005/017401 1 A1 likewise describes a bearing with a power generating unit designed as a claw-pole generator, the induction coil of which is arranged resting in a recess of one of the two bearing rings and on an end face of the bearing ring.

JP 2006090501 AA (Abstract) beschreibt ein Lager mit einer als Klauenpol- generator ausgebildeten Energieerzeugungseinheit, wobei die Induktionsspule an einer Stirnfläche sowie an der Mantelfläche eines der beiden Lagerringe angeordnet ist. JP 2006090501 AA (Abstract) describes a bearing with a power generating unit designed as a claw pole generator, wherein the induction coil is arranged on an end face and on the lateral surface of one of the two bearing rings.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lager mit einer im wesentlichen bau- raumneutralen Energieerzeugungseinheit mit einem hohen Füllfaktor für die Induktionsspule anzugeben. It is the object of the invention to specify a bearing with an essentially construction-neutral power generation unit with a high fill factor for the induction coil.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Lager erfindungsgemäß da- durch gelöst, dass die Induktionsspule an dem Käfig des Lagers befestigt ist. Die Lösung der Aufgabe sieht hierzu einen Käfig für ein Wälzlager vor, wobei der Käfig ein Korpus mit einer Spule umfasst, die an dem Korpus des Käfigs befestigt ist, wobei eine Windung der Spule die Drehachse des Käfigs umläuft. This object is achieved according to the invention for the bearing mentioned above in that the induction coil is attached to the cage of the bearing. The solution of the problem provides for this purpose a cage for a roller bearing, wherein the cage comprises a body with a coil which on the body of the Cage is fixed, wherein a turn of the coil rotates the axis of rotation of the cage.

Die Anordnung der Induktionsspule an dem Käfig des Lagers nimmt nur we- nig Bauraum in axialer Richtung in Anspruch. Auch lassen sich Käfige nachträglich beispielsweise an einer Seitenfläche mit einer Induktionsspule umwickeln und damit nachrüsten. The arrangement of the induction coil on the cage of the bearing takes up only a small amount of space in the axial direction. Also, cages can be subsequently wrapped, for example, on a side surface with an induction coil and retrofitted with it.

Die Induktionsspule stabilisiert den Käfig zusätzlich mechanisch, insbeson- dere bei hohen Drehzahlen, so dass der Käfig leichtbauender ausgestaltet werden kann. The induction coil additionally stabilizes the cage mechanically, in particular at high rotational speeds, so that the cage can be designed to be lighter in construction.

Die Induktionsspule an dem Käfig ermöglicht die Versorgung eines elektrischen Verbrauchers, der an dem Käfig befestigt ist. Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass ein elektrischer Verbraucher, insbesondere ein Sensor, an dem Käfig angeordnet ist, und dass der Verbraucher von der Induktionsspule versorgt wird. The induction coil on the cage allows the supply of an electrical consumer, which is attached to the cage. Preferably, therefore, it is provided that an electrical load, in particular a sensor, is arranged on the cage, and that the load is supplied by the induction coil.

Die an dem Käfig in der Induktionsspule generierte elektrische Spannung kann mittels einer leitenden Verbindung an einen außerhalb des Käfigs angeordneten Verbraucher abgegeben werden, wozu vorgesehen sein kann, dass eine kontaktlose elektrische Verbindung, insbesondere eine induktive oder kapazitive Kopplung, zwischen der Induktionsspule und einem der Lagerringe vorgesehen ist. Alternativ oder ergänzend zu einer derartigen kon- taktlosen elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Induktionsspule an dem Käfig und einem außerhalb des Käfigs angeordneten Verbrauchers kann vorgesehen sein, dass ein elektrischen Schleifkontakt zwischen der Induktionsspule an dem Käfig und einem der beiden Lagerringe ausgebildet ist. The electrical voltage generated at the cage in the induction coil can be delivered by means of a conductive connection to a consumer arranged outside the cage, for which it can be provided that a contactless electrical connection, in particular an inductive or capacitive coupling, between the induction coil and one of the bearing rings is provided. As an alternative or in addition to such a contactless electrically conductive connection between the induction coil on the cage and a consumer disposed outside the cage, it may be provided that an electrical sliding contact is formed between the induction coil on the cage and one of the two bearing rings.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abfolge der magnetischen Pole an dem Lagerring mit dem größeren Innendurchmesser angeordnet ist. Hierbei wird den Umstand Rechnung getragen, dass der Käfig und damit die Induktionsspule eine Relativbewegung zu den beiden Lagerringen ausführt, und dass die in der Induktivspule induzierte Spannung von der Relativbewegung abhängig ist. Die Relativbewegung des Käfigs ist bezüglich des Lagerrings mit dem größeren Innendurchmesser, nämlich dem Außenring, im allgemeinen größer als bezüglich des Innenrings, so dass die induzierte Spannung größer wird. It is preferably provided that the sequence of the magnetic poles is arranged on the bearing ring with the larger inner diameter. in this connection is taken into account the fact that the cage and thus the induction coil performs a relative movement to the two bearing rings, and that the induced voltage in the inductive coil is dependent on the relative movement. The relative movement of the cage with respect to the bearing ring with the larger inner diameter, namely the outer ring, generally larger than with respect to the inner ring, so that the induced voltage is greater.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Induktionsspule in dem Korpus des Käfigs versenkt angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist vollständig bauraumneutral, zudem wird die Induktionsspule vor Verschmutzung geschützt aufgenommen. Weiter lässt sich die Zahl der Windungen der Induktionsspule erhöhen, so dass der Füllfaktor der Induktionsspule, der durch die Zahl der Windungen pro Querschnittsfläche der Induktionsspule bestimmt wird, steigt. It is preferably provided that the induction coil is recessed in the body of the cage. Such an arrangement is completely space-neutral, also the induction coil is taken protected against contamination. Furthermore, the number of turns of the induction coil can be increased, so that the fill factor of the induction coil, which is determined by the number of turns per cross-sectional area of the induction coil increases.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Induktionsspule als Wickelspule in einer an einer Seitenfläche des Käfigs angeordneten Nut aufgenommen und die Nut mit einer elektrisch isolierenden Füllmasse ausgefüllt ist. Eine derartige Anordnung lässt sich leicht herstellen, indem die Nut an der Seitenfläche des Käfigs erzeugt wird, in diese Nut die Spule mit einem Wickeln des elektrisch leitenden Spulenmaterials eingebracht und das Spulenmaterial in der Nut in einem abschließenden Schritt mit der elektrisch isolierenden Füllmasse ausgefüllt wird. Die Nut kann dabei einen V- oder U- förmigen Querschnitt aufweisen, insbesondere kann die Bodenfläche des U im wesentlichen eben ausgestaltet sein, so dass annähernd die gesamten radiale Erstreckung des Käfigs ausgenutzt werden kann, um eine möglichst hohe Anzahl von Windungen der Wickelspule unterzubringen. Die Füllmasse, beispielsweise ein erhärteter Lack, hält die einzelnen benachbarten Wicklungen voneinander elektrisch isoliert und schützt die Induktionsspule sowohl mechanisch als auch vor Verschmutzungen bzw. einer chemischen Beeinträchtigung. Weiter reduziert sich das Gewicht des Käfigs, da die Füll- masse, speziell der Lack, ein geringeres spezifisches Gewicht als das Kunststoff-Material des Käfigs aufweist. Particularly preferably, it is provided that the induction coil is accommodated as a winding coil in a groove arranged on a side surface of the cage and the groove is filled with an electrically insulating filling compound. Such an arrangement is easily made by forming the groove on the side surface of the cage, inserting the coil into this groove with winding of the electrically conductive coil material, and filling the coil material in the groove with the electrically insulating filler in a final step. The groove can have a V-shaped or U-shaped cross-section, in particular the bottom surface of the U can be made essentially planar, so that approximately the entire radial extension of the cage can be utilized to accommodate the largest possible number of turns of the winding spool. The filling compound, for example a hardened lacquer, keeps the individual adjacent windings electrically insulated from one another and protects the induction coil both mechanically and against soiling or chemical damage. Furthermore, the weight of the cage is reduced because the filling mass, especially the paint, has a lower specific gravity than the plastic material of the cage.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an den Klauen oder an den magneti- sehen Polen ein Dichtelement angeordnet, insbesondere befestigt, ist. Das Dichtelement kann eine Dichtlippe aus einem elastischen Material umfassen, wobei das Dichtelement, insbesondere die elastische Dichtlippe den Zwischenraum zwischen den beiden Lagerringen überdeckt und nicht nur den Käfig mit der Induktionsspule, sondern auch den Raum zwischen den beiden Lagerringen vor einem Eindringen von Fremdkörpern schützt. Dabei liegt die Dichtlippe dichtend an mindestens einem der beiden Lagerringe an. It is preferably provided that a sealing element is arranged, in particular fastened, on the claws or on the magnetic poles. The sealing element may comprise a sealing lip made of an elastic material, wherein the sealing element, in particular the elastic sealing lip covers the space between the two bearing rings and protects not only the cage with the induction coil, but also the space between the two bearing rings against ingress of foreign bodies. The sealing lip is sealingly against at least one of the two bearing rings.

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 zeigt ausschnittsweise eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Käfigs, und Fig. 1 shows a detail of a partially cutaway perspective view of an embodiment of a bearing according to the invention with an embodiment of a cage according to the invention, and

Fig. 2 zeigt eine geschnittene Ansicht des Lagers und des Käfigs aus Fig. 2 shows a sectional view of the bearing and the cage

Fig. 1 . Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Fig. 1 zeigt ein als Wälzlager ausgebildetes Lager mit einem ersten Lagerring 1 , einem zweiten Lagerring 2 und einem zwischen den Lagerringen 1 , 2 angeordneten Wälzkörper 3, der in einem Käfig 4 geführt ist. Der erste Lagerring 1 ist dabei als Außenring und der zweite Lagerring 2 als Innenring des Lagers ausgebildet. Detailed description of the drawing Fig. 1 shows a trained as a rolling bearing with a first bearing ring 1, a second bearing ring 2 and a between the bearing rings 1, 2 arranged rolling elements 3, which is guided in a cage 4. The first bearing ring 1 is formed as an outer ring and the second bearing ring 2 as an inner ring of the bearing.

Das Lager umfasst weiter eine Energieerzeugungseinheit, wobei die Energieerzeugungseinheit eine entlang des ersten Lagerrings 1 umlaufende Abfolge von magnetischen Polen umfasst. die jeweiligen Pole sind als Polpaare zusammengefasst. Dabei ist ein erster Pol, nämlich ein Nordpol, des ersten Polpaares 5 mit dem Bezugszeichen ,6' ausgewiesen. In Umfangsrichtung des ersten Lagerrings 1 das übernächste, dritte Polpaar 7 weist einen gleichnamigen ersten Pol 8, nämlich ebenfalls einen Nordpol auf. Zwischen dem ersten Polpaar 5 und dem dritten Polpaar 7 ist ein zweites Polpaar 9 angeordnet, dessen erster Pol 10 als Südpol ausgebildet ist. Die Ausrichtung der Pole in den jeweiligen Polpaaren 5, 7, 9 ist so getroffen, dass in Umfangsrichtung eine alternierende Abfolge von ersten Polen 6, 8, 10 auftritt, die jeweils in Richtung des zweiten Lagerrings 2 weisen. Entsprechend tritt eine alternierende Abfolge von weiteren Polen auf, die auf den ersten Lagerring 1 weisen. So weist beispielsweise der zweite Pol 1 1 des ersten Polpaares 5, also der Südpol, auf den ersten Lagerring 1 . Die jeweiligen Polpaares 5, 7, 9 sind magnetisch leitende mit dem Korpus des ersten Lagerrings 1 verbunden. Die Polpaares 5, 7, 9 sind als in Umfangsrichtung des ersten Lagerrings 1 alternierend magnetisierte Abschnitte eines Magnetrings ausgebildet, der als einzelnes Bauteil direkt magnetisch leitend an der inneren Mantelfläche des ersten Lagerrings 1 befestigt ist, beispielsweise mittels eines magnetisch leitenden Klebers. The bearing further comprises a power generation unit, wherein the power generation unit comprises a sequence of magnetic poles running around along the first bearing ring 1. the respective poles are summarized as pole pairs. In this case, a first pole, namely a north pole, of the first pair of poles 5 with the reference numeral '6' shown. In the circumferential direction of the first bearing ring 1 the next but one, third pole pair 7 has a first pole 8 of the same name, namely also a north pole. Between the first pole pair 5 and the third pole pair 7, a second pole pair 9 is arranged, whose first pole 10 is formed as a south pole. The orientation of the poles in the respective pole pairs 5, 7, 9 is made such that in the circumferential direction an alternating sequence of first poles 6, 8, 10 occurs, which respectively point in the direction of the second bearing ring 2. Accordingly, an alternating sequence of further poles, which point to the first bearing ring 1 occurs. Thus, for example, the second pole 1 1 of the first pole pair 5, so the south pole, on the first bearing ring. 1 The respective pole pairs 5, 7, 9 are magnetically conductive connected to the body of the first bearing ring 1. The Polpaares 5, 7, 9 are formed as in the circumferential direction of the first bearing ring 1 alternately magnetized portions of a magnetic ring which is attached as a single component directly magnetically conductive on the inner circumferential surface of the first bearing ring 1, for example by means of a magnetically conductive adhesive.

Die Energieerzeugungseinheit umfasst weiter eine dem zweiten Lagerring 2 angeordnete in Umfangsrichtung umlaufende Abfolge von magnetisch leitenden Klauen, wobei eine erste Klaue 12 auf den ersten Pol, nämlich den Nordpol 6 des ersten Polpaares 5 und eine zweite Klaue 13, die der ersten Klaue 12 in Umfangsrichtung des zweiten Lagerrings 2 benachbart ist, auf den ersten Pol 8, nämlich den Nordpol, des dritten Polpaares 7 weist. Die Klaue ist dabei aus einem magnetisch leitenden Material ausgebildet und bezogen auf eine Drehachse des Lagers radial ausgerichtet, derart, dass ein nur geringer Spalt zwischen der Klaue 12, 13 und den Polen 6, 8 entsteht, wobei sich ein magnetischer Fluss über den Spalt ausbilden kann. Die Klauen 12, 13 sind Teile eines Klauenrings 14, der, als einteiliges Bauteil, an dem zweiten Lagerring 2 in magnetisch leitender Verbindung befestigt ist. Der Klauenring 14 ist an der äußeren Mantelfläche des zweiten Lagerrings 2 mittels Presssitz befestigt. Die in Umfangsrichtung des zweiten Lagerrings 2 der ersten Klaue 12 benachbarte zweite Klaue 13 steht damit dem übernächsten, nämlich dem dritten Polpaar 7 gegenüber. The power generation unit further comprises a circumferentially circumferential sequence of magnetically conductive pawls arranged around the second bearing ring 2, a first pawl 12 engaging the first pole, namely the north pole 6 of the first pole pair 5 and a second pawl 13, the first one Claw 12 is adjacent in the circumferential direction of the second bearing ring 2, the first pole 8, namely the north pole of the third pole pair 7 points. The claw is formed from a magnetically conductive material and radially aligned relative to a rotational axis of the bearing, such that only a small gap between the claw 12, 13 and the poles 6, 8 is formed, forming a magnetic flux across the gap can. The claws 12, 13 are parts of a claw ring 14, which, as a one-piece component, is secured to the second bearing ring 2 in a magnetically conductive connection. The claw ring 14 is attached to the outer circumferential surface of the second bearing ring 2 by means of press fit. The adjacent in the circumferential direction of the second bearing ring 2 of the first jaw 12 second jaw 13 is thus the next but one, namely the third pole pair 7 opposite.

Zwischen dem zweiten Pol 1 1 , nämlich dem Südpol, des ersten Klauen- paares 5 bildet sich über die magnetisch leitende Verbindung durch das magnetisch leitende Korpus des ersten Lagerrings 1 , das magnetisch leitende Korpus des Wälzkörpers 3, das magnetisch leitende Korpus des zweiten Lagerrings 2 und das magnetisch leitende Korpus des Klauenrings 14 in die erste Klaue 12 ein magnetischer Kreis aus, der über den Spalt zwischen der ersten Klaue 12 zu dem ersten Pol 6, nämlich dem Nordpol, des ersten Polpaares 5 hin geschlossen wird. Dieser magnetische Kreis ist beispielsweise im Uhrzeigersinn orientiert. Bewegt sich der zweite Lagerring 2 relativ zu dem ersten Lagerring 1 so, dass die erste Klaue 12 dem ersten Pol 10 des dritten Polpaares 9 gegenübersteht, wird ebenfalls ein magne- tischer Kreis gebildet, der gegensinnig orientiert ist, in diesem Fall beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn. Between the second pole 11, namely the south pole, of the first claw pair 5, the magnetically conductive connection is formed by the magnetically conductive body of the first bearing ring 1, the magnetically conductive body of the rolling element 3, the magnetically conductive body of the second bearing ring 2 and the magnetically conductive body of the claw ring 14 in the first claw 12 is a magnetic circuit which is closed over the gap between the first claw 12 to the first pole 6, namely the north pole of the first pole pair 5 out. This magnetic circuit is oriented, for example, clockwise. If the second bearing ring 2 moves relative to the first bearing ring 1 in such a way that the first claw 12 faces the first pole 10 of the third pole pair 9, a magnetic circuit is also formed, which is oriented in opposite directions, in this case for example counterclockwise.

Die bei der Drehung der Lagerringe 1 , 2 entstehenden, jeweils gegensinnig orientierten magnetischen Kreise umlaufen eine Induktionsspule 15, die an dem Käfig 4 des Lagers befestigt ist. Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht insbesondere des Käfigs 4 mit der Induktionsspule 15. Die Induktionsspule 15 ist in dem Korpus des Käfigs 4 versenkt angeordnet, derart, dass die Induktionsspule 15 mit einer Seitenfläche 16 des Korpus des Käfigs bündig abschließt. Die Induktionsspule 15 umfasst eine Mehrzahl von die Drehachse des Lagers umlaufenden Windungen eines elektrisch leitenden Materials und ist damit als Wickelspule ausgebildet. Eine Windung der Spule 15 umläuft dabei eine Drehachse des Korpus des Käfigs 4. Die Induktionsspule 15 umfasst weiter eine elektrisch isolierende Füllmasse, beispielsweise einen Lack, der die Windungen der Wickelspule umgibt und einen Kurzschluss zwischen benachbarten Windungen verhindert. Die Induktionsspule 15 ist damit als formstabiler Verbund in einer Nut 17 in der Seitenfläche 16 des Korpus des Käfigs 4 aufgenommen, wobei die Nut 17 mit der elektrisch isolierende Füllmasse ausgefüllt ist. The resulting in the rotation of the bearing rings 1, 2, each oriented in opposite directions magnetic circuits circulate an induction coil 15 which is fixed to the cage 4 of the bearing. Fig. 2 shows a partially sectioned view, in particular of the cage 4 with the induction coil 15. The induction coil 15 is recessed in the body of the cage 4, such that the induction coil 15 is flush with a side surface 16 of the body of the cage. The induction coil 15 includes a plurality of the axis of rotation of the bearing encircling turns of an electrically conductive material and is thus formed as a winding coil. One turn of the coil 15 thereby revolves an axis of rotation of the body of the cage 4. The induction coil 15 further comprises an electrically insulating filling compound, such as a paint, which surrounds the turns of the winding coil and prevents a short circuit between adjacent turns. The induction coil 15 is thus added as a dimensionally stable composite in a groove 17 in the side surface 16 of the body of the cage 4, wherein the groove 17 is filled with the electrically insulating filling compound.

Bei der relativen Drehung der beiden Lagerringe 1 , 2 wird in der Induktionsspule 15 eine Wechselspannung induziert, die abgegriffen werden kann, beispielsweise mittels eines elektrischen Schleifkontaktes zwischen der Induktionsspule 15 und einem der beiden Lagerringe 1 , 2, oder über eine kontaktlose elektrische Verbindung, speziell eine induktive oder kapazitive Kopplung, zwischen der Induktionsspule 15 und einem der Lagerringe 1 , 2. Die in der Induktionsspule 15 induzierte Wechselspannung kann weiter einen elektrischen Verbraucher, insbesondere einen Sensor oder ein Sendeteil eines RFID-tags, versorgen, wobei der elektrische Verbraucher an dem Käfig 4 befestigt ist. In the relative rotation of the two bearing rings 1, 2, an alternating voltage is induced in the induction coil 15, which can be tapped, for example by means of an electrical sliding contact between the induction coil 15 and one of the two bearing rings 1, 2, or via a contactless electrical connection, especially an inductive or capacitive coupling, between the induction coil 15 and one of the bearing rings 1, 2. The induced in the induction coil 15 AC voltage can continue to provide an electrical load, in particular a sensor or a transmitting part of an RFID tags, the electrical load on the Cage 4 is attached.

Außerhalb des Korpus des Käfigs 4 kann noch ein bildlich nicht dargestelltes Dichtelement vorgesehen sein, das beispielsweise mit einer ersten Dichtlippe an dem ersten Lagerring 1 und mit einer zweiten Dichtlippe an dem zweiten Lagerring 2 anliegt, wobei das Dichtelement drehfest an einem der beiden Lagerringe 1 , 2 angeordnet ist. Das Dichtelement, speziell die Dichtlippe des Dichtelementes, ist beispielsweise an den Klauen oder an den magnetischen Polen angeordnet und befestigt. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wies die das Korpus des Käfigs 4 entlang der Seitenfläche 16 umlaufende Nut 17 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, mit einem ebenen Nutgrund. Es versteht sich, dass die Nut auch ein beispielsweise V-förmiges Querschnittsprofil aufweisen kann, um eine besonders hohe Zahl von Windungen der Induktionsspule 15 in dem Käfig 4 und damit einen hohen Füllfaktor erreichen zu können, weiter erhöht sich die mechanische Festigkeit des Korpus des Käfigs 4. Es versteht sich ferner, dass auf der Seitenfläche 16 ein die Induktionsspule 15 überdeckendes Abdeckmaterial aus einem nicht-magnetischen Material, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Polyamid, speziell einem glasfaserverstärkten Polyamid 66, vorgesehen sein kann, das die Induktionsspule 15 vor Verschmutzung schützt. Outside the body of the cage 4 can still be provided a pictorially not shown sealing element which rests, for example, with a first sealing lip on the first bearing ring 1 and a second sealing lip on the second bearing ring 2, wherein the sealing element rotationally fixed to one of the two bearing rings 1, 2 is arranged. The sealing element, especially the sealing lip of the sealing element, is arranged and fixed, for example, on the claws or on the magnetic poles. In the embodiment described above, the groove 17 encircling the body of the cage 4 along the side surface 16 had a substantially rectangular cross-section, with a flat groove bottom. It is understood that the groove can also have an example V-shaped cross-sectional profile in order to achieve a particularly high number of turns of the induction coil 15 in the cage 4 and thus a high filling factor, further increases the mechanical strength of the body of the cage 4. It is also understood that on the side surface 16, a cover 15 covering the induction coil of a non-magnetic material, such as a glass fiber reinforced polyamide, especially a glass fiber reinforced polyamide 66 may be provided which protects the induction coil 15 from contamination.

Bezugszeichenliste erster Lagerring Reference numeral list first bearing ring

zweiter Lagerring second bearing ring

Wälzkörper rolling elements

Käfig Cage

erstes Polpaar first pole pair

erster Pol des ersten Polpaares 5 drittes Polpaar first pole of the first pole pair 5 third pole pair

erster Pol des dritten Polpaares 7 zweites Polpaar first pole of the third pole pair 7 second pole pair

erster Pol des zweiten Polpaares 9 zweiter Pol des ersten Polpaares 5 erste Klaue first pole of the second pole pair 9 second pole of the first pole pair 5 first claw

zweite Klaue second claw

Klauenring claw ring

Induktionsspule induction coil

Seitenfläche des Korpus des Käfigs 4 Side surface of the body of the cage 4

Nut groove

Claims

1 1

Patentansprüche claims

Lager mit einem ersten Lagerring (1 ), einem zweiten Lagerring (2) und einem zwischen den beiden Lagerringen (1 , 2) angeordneten, in einem Käfig (4) geführten Wälzkörper (3), sowie mit einer Energieerzeugungseinheit, wobei die Energieerzeugungseinheit umfasst: Bearing having a first bearing ring (1), a second bearing ring (2) and a between the two bearing rings (1, 2) arranged in a cage (4) guided rolling elements (3), and with a power generation unit, wherein the power generation unit comprises:

eine entlang des ersten Lagerrings (1 ) umlaufende Abfolge von magnetischen Polen (6, 8, 10), a series of magnetic poles (6, 8, 10) revolving along the first bearing ring (1),

eine entlang des zweiten Lagerrings (2) umlaufende Abfolge von magnetisch leitenden Klauen (12, 13), a series of magnetically conductive claws (12, 13) running around along the second bearing ring (2),

eine Induktionsspule (15), an induction coil (15),

wobei sich von dem ersten magnetischen Pol (6) über eine erste Klaue (12) ein die Induktionsspule (15) umlaufender, geschlossener magnetischer Kreis ausbildet, wherein a closed magnetic circuit revolving around the induction coil (15) forms from the first magnetic pole (6) via a first claw (12),

dadurch gekennzeichnet, characterized,

dass die Induktionsspule (15) an dem Käfig (4) befestigt ist. in that the induction coil (15) is fastened to the cage (4).

Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (15) in dem Korpus des Käfigs (4) versenkt angeordnet ist. Bearing according to claim 1, characterized in that the induction coil (15) is sunk in the body of the cage (4).

Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (15) als Wickelspule in einer an einer Seitenfläche (16) des Käfigs (4) angeordneten Nut (17) aufgenommen und die Nut (17) mit einer elektrisch isolierenden Füllmasse ausgefüllt ist. Bearing according to claim 2, characterized in that the induction coil (15) is accommodated as a winding coil in a on a side surface (16) of the cage (4) arranged groove (17) and the groove (17) is filled with an electrically insulating filling compound.

Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Klauen oder an den magnetischen Polen ein Dichtelement angeordnet ist. Bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that a sealing element is arranged on the jaws or on the magnetic poles.

Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 2 Bearing according to one of claims 1 to 4, characterized 2

dass die Abfolge der magnetischen Pole (6, 8, 10) an dem Lagerring (1 ) mit dem größeren Innendurchmesser angeordnet ist. in that the sequence of the magnetic poles (6, 8, 10) is arranged on the bearing ring (1) with the larger inner diameter.

Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen elektrischen Schleifkontakt zwischen der Induktionsspule an dem Käfig und einem der beiden Lagerringe. Bearing according to one of claims 1 to 5, characterized by an electrical sliding contact between the induction coil on the cage and one of the two bearing rings.

Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontaktlose elektrische Verbindung, insbesondere eine induktive oder kapazitive Kopplung, zwischen der Induktionsspule und einem der Lagerringe vorgesehen ist. Bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that a contactless electrical connection, in particular an inductive or capacitive coupling, is provided between the induction coil and one of the bearing rings.

Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Verbraucher, insbesondere ein Sensor, an dem Käfig angeordnet ist, und dass der Verbraucher von der Induktionsspule versorgt wird. Bearing according to one of claims 1 to 7, characterized in that an electrical load, in particular a sensor, is arranged on the cage, and that the load is supplied by the induction coil.

Käfig für ein Wälzlager, umfassend ein Korpus mit einer Spule (15), die an dem Korpus des Käfigs (4) befestigt ist, wobei eine Windung der Spule (15) die Drehachse des Käfigs (4) umläuft. A cage for a rolling bearing comprising a body having a spool (15) fixed to the body of the cage (4), one turn of the spool (15) rotating around the axis of rotation of the cage (4).