WÄLZLAGER MIT INTEGRIERTEM RELUKTANZSCHRITTMOTOR

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Praxis der Wälzlager ist die Forderung bekannt, ein Stillstehen der Wälzlager auch dann zu verhindern, wenn die in dem Wälzlager gelagerte Welle keine Belastung, speziell kein Drehmoment, erfährt. Erfährt nämlich die stillstehende Welle ein kurzfristig auftretendes Drehmoment, tritt in dem stillstehenden Wälzlager Schlupf auf, da die Bestandteile des Wälzlagers, insbesondere die Wälzkörper und die Lagerringe, eine sehr hohe gegenseitige Beschleunigung erfahren. Der bei der plötzlichen Beschleunigung des Wälzlagers auftretende Schlupf führt zu einer Schädigung des Wälzlagers und setzt dessen Lebensdauer deutlich herab. Als Gegenmaßnahme hierzu kann vorgesehen sein, dem Wälzlager einen motorischen Antrieb zuzuord- nen, der eine relative Bewegung beispielsweise der beiden Lagerringe des Wälzlagers auch für den Fall sicherstellt, dass an der in dem Wälzlager gelagerten Welle keine Kräfte angreifen, so dass das Wälzlager und damit auch die Welle in Bewegung bleiben. Greifen an einer bewegten Welle plötzlich Kräfte mit einem Drehmoment an, erfährt die Welle eine geringere Beschleunigung als eine aus dem Stillstand beschleunigte Welle. Weiter treten in dem Wälzlager geringere Kräfte auf bzw. der Schlupf lässt sich unterdrü- cken, so dass das Wälzlager eine verlängerte Lebensdauer erfährt.

Die vorbeschriebene Situation tritt beispielsweise bei der Herstellung von Drähten in Walzwerken auf, bei der eine Bramme, aus der der Draht hergestellt wird, in Drahtführungsrollen mit hoher Geschwindigkeit einschießt, so dass die Drahtführungsrollen bzw. deren Wälzlagerungen eine hohe Beschleunigung erfahren. Die Geschwindigkeitsänderung des Wälzlagers der Drahtführungsrolle ist besonders hoch, wenn die Bramme in eine stillstehende Drahtführungsrolle einschießt, so dass sehr hohe Kräfte mit einem starken Schlupf in dem Wälzlager der Drahtführungsrolle auftreten. Wird jedoch die Drahtführungsrolle durch das Wälzlager in Drehung gehalten, wenn keine Bramme geführt wird, und tritt eine Bramme in die Drahtführungsrolle ein, kommt es zu einer geringeren Geschwindigkeitsänderung in dem Wälzlager, das auch geringere Kräfte aufnehmen muss.

Aus dem Stand der Technik ist das Prinzip des Reluktanzschrittmotors bekannt. Hierbei wird ausgenutzt, dass ein beweglicher, magnetisierbarer Körper in einem magnetischen Kreis sich so anordnet, dass der magnetische Widerstand minimal wird. Speziell wird der magnetische Körper sich in einem ersten Magnetfeld eines ersten Polschuhs so ausrichten, dass er eine Gleichgewichtslage anstrebt, bei der der Fluss des ersten Magnetfeldes durch den magnetischen Körper maximal ist. Ist ein zweites, dem ersten Magnetfeld benachbartes Magnetfeld vorgesehen, und schwingt der magnetische Körper über die Gleichgewichtslage bezüglich des ersten Magnetfeldes hinaus, so kann der magnetische Körper in das zweite Magnetfeld ge- langen. Durch eine geeignete Polung benachbarter Magnetfelder kann der magnetische Körper zum Wandern angeregt werden, so dass ein Antrieb ausgebildet werden kann. Speziell können Wellen zur Drehung angeregt oder in Drehung gehalten werden, wenn diesen ein motorischer Antrieb nach Art des Reluktanzschrittmotors zugeordnet ist.

DE 103 59 856 A1 beschreibt einen dreiphasigen Reluktanzschrittmotor, dessen Stator drehfest mit einer Lageraufnahme und dessen Rotor drehfest mit einer Welle angeordnet ist. Der Stator und der Rotor sind jeweils mittels zweier axial beabstandeter Wälzlager gelagert, wobei der jeweilige Außenring der beiden Wälzlager an der Lageraufnahme und der jeweilige Innenring der Wälzlager an der Welle angeordnet sind. Stator und Rotor des Reluk- tanzschrittmotors sind außerhalb der beiden Wälzlager und baulich getrennt von den Lagerringen der Wälzlager angeordnet, wobei eine axiale Erstreckung des Reluktanzschrittmotors deutlich größer ist als die jeweilige axiale Erstreckung eines der beiden Wälzlager. Weiter ist die radiale Erstreckung des Reluktanzschrittmotors das bis zu 1 ,3-fache der radialen Erstreckung eines der beiden Wälzlager.

JP 2003309946 AA (Abstract) beschreibt ein als Nadellager ausgebildetes Wälzlager mit einem als ersten Lagerring ausgebildeten Außenring und als Nadeln ausgebildeten Zwischenelementen, die unmittelbar auf einer äuße- ren Mantelfläche einer Welle abrollen. Das Wälzlager umfasst einen Reluktanzschrittmotor mit einem Rotor und einem Stator. Um den Stator aufzunehmen, ist der Außenring axial deutlich verlängert, so dass Statorabschnitt entsteht, dessen axiale Erstreckung größer ist als die axiale Erstreckung der Nadeln. Als Rotor ist die Welle ausgebildet, deren äußere Mantelfläche in einem dem Statorabschnitt gegenüberliegenden Bereich eine geeignete Be- schichtung aufweist, deren axiale Erstreckung größer ist als die axiale Erstreckung der Nadeln. Um den Reluktanzschrittmotor auszubilden, ist die axiale Erstreckung des Wälzlagers deutlich vergrößert.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wälzlager mit einem Reluktanzschritt- motor anzugeben, das nur geringe bauliche Veränderungen erfordert.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Wälzlager erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stator durch mindestens einen Polschuhe gebildet ist, der zwischen den beiden Lagerringen angeordnet ist und dessen Magnetfeld elektrisch ansteuerbar ist, und dass das Zwischenelement als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildet ist.

Die Anordnung des mindestens Polschuhs zwischen den beiden Lagerringen erfordert keine Änderung der äußeren Abmessungen des Wälzlagers, insbesondere keine Verlängerung des Wälzlagers in axialer Richtung. Da in einem Wälzlager Zwischenelemente zwischen den Lagerringen ohnehin vorhanden sind, sind keine weiteren Bauteile erforderlich, die als Rotor ausgebildet sind. Insbesondere können die äußeren Abmessungen des Wälzlagers unverändert bleiben.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der mindestens eine Polschuh auf einem Trägerring angeordnet ist, der an einem der beiden Lagerringe befestigt ist. Der Polschuh bzw. die Polschuhe lassen sich mittels des Trägerrings an bereits bestehenden Wälzlagern nachträglich einbauen bzw. bei Bedarf entfernen. Speziell kann der Trägerring einen ringförmigen elastischen Abschnitt umfassen, der an dem einen der beiden Lagerringe festgelegt wird, beispielsweise derart, dass er in eine Nut an der nach innen weisenden Mantelfläche des einen der beiden Lagerringe eingefedert wird und in dieser Nut entweder aufgrund der elastischen Pressung zwischen dem elastischen Abschnitt und dem Nutgrund festgeklemmt ist oder in der Nut mittels weiterer Feststellmittel ggf. zusätzlich festgelegt ist. Mittels des Trägerrings lassen sich die Polschuhe lagerichtig, insbesondere reproduzierbar, zu den Zwischenelementen positionieren. Als die als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildeten Zwischenelemente können die Wälzkörper vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn die Wälzkörper aus einem Material bestehen, das eine Permeabilität aufweist, die deutlich höher ist als die Permeabilität des Umgebung der Wälz- körper in dem Innenraum des Wälzlagers, beispielsweise eine Permeabilität, die deutlich höher als die Permeabilität von Luft oder Vakuum ist. Als Rotor des Reluktanzschrittmotors können sämtliche oder nur einzelne von mehreren Wälzkörpern vorgesehen sein; speziell für den Fall, dass sämtliche Wälzkörper aus einem Material ausgebildet sind, dessen Permeabilität nur wenig größer als die Permeabilität der Umgebung des Wälzkörpers ist, kann vorgesehen sein, einige der Wälzkörper durch andere Wälzkörper zu ersetzen, deren Permeabilität deutlich größer als die der übrigen Wälzkörper sowie als die der Umgebung der Wälzkörper ist.

Alternativ oder ergänzend zu der Ausbildung der Wälzkörper als Rotor des Reluktanzschrittmotors kann vorgesehen sein, dass das Zwischenelement ein Käfig für Wälzkörper ist, und das der Käfig abschnittsweise einen Bereich aus insbesondere einem weichmagnetischen Material aufweist. Beispielsweise lassen sich Käfige aus Messing, das eine Permeabilität von annä- hernd der Permeabilität von Luft aufweist, dadurch als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausbilden, dass an Abschnitten des Korpus des Messingkäfigs Zuschnitte aus beispielsweise einem weichmagnetischen Material befestigt sind, wobei die Zuschnitte räumlich von einander getrennt an dem Korpus des Messingkäfigs angeordnet sind und eine Gestalt aufweisen, dass die Zuschnitte über die Berandung des Korpus des Messingkäfigs so weit überstehen, dass die Zuschnitte den Polschuhen des Stators nahe kommen, insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Polschuhen eines Polschuhpaars des Stators angeordnet sein können, wenn der Käfig dieses Polschuhpaar des Stators passiert.

Wiederum alternativ zu der Ausbildung des Zwischenelementes als Wälzkörper oder als insbesondere weichmagnetischer Abschnitt des Käfigs für die Wälzkörper kann hinsichtlich der Ausbildung des Zwischenelementes vorgesehen sein, dass das Zwischenelement als loser Distanzkörper aus insbesondere einem weichmagnetischen Material ausgebildet ist, der benachbarte Wälzkörper beabstandet hält.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Polschuhe paarweise einander gegenüberstehend auf mindestens einem der beiden Lagerringe angeordnet sind, so dass ein bezogen auf die Laufbahn symmetrische, in Umfangsrichtung des Lagerrings wirkende Kraft auf die Zwischenelemente ausgeübt wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die beiden Lagerringe zueinander vorgespannt sind, so dass das von dem von dem Stator auf den Rotor unmittelbar übertragenen Antriebsmoment auf den anderen, nicht den Stator tragenden Lagerring übertragen und auch mittelbar an die gelagerte Welle weitergegeben werden kann. Die beiden Lagerringe können bereits zueinander vorgespannt eingebaut sein; alternativ hierzu kann die Vorspannung erst bei dem Betrieb des Wälzlagers auftreten, wenn das Wälzlager einen Belastung erfährt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwei oder mehrere Polschuhe vorgesehen sind. Allerdings ist eine Ausbildung des Stators durch einen einzigen Polschuh ebenfalls möglich. Dieser einzige Polschuh kann beispielsweise an einem Lagerring des Wälzlagers oder an einem an dem Lagerring befestig- ten Trägerring angeordnet sein. Der einzige Polschuh wird so angesteuert, dass er einen ersten Wälzkörper, der sich dem einzigen Polschuh nähert, anzieht, wobei dann, wenn der erste Wälzkörper den Polschuh passiert, das Magnetfeld abgeschaltet wird, so dass der erste Wälzkörper aufgrund seiner Massenträgheit an dem einzigen Polschuh vorbeiläuft. Der einzige Polschuh wird dann wiederum so angesteuert, dass er einen zweiten Wälzkörper, der auf den ersten Wälzkörper folgt, anzieht, bis der zweite Wälzkörper den einzigen Polschuh passiert. Auf diese Weise lassen sich einzelne Wälzkörper durch den einzigen Polschuh beschleunigen. Der geschlossene magnetische Kreis wird in diesem Fall durch den Lagerring bzw. den Trägerring, den einzigen Polschuh, den Wälzkörper sowie den Lagerring bzw. den Trägerring gebildet. Es versteht sich, dass der einzige Polschuh, statt einzelne Wälz- körper zu beschleunigen, auch in Umfangsrichtung des Käfigs aufeinanderfolgende Abschnitte des Korpus des Käfigs beschleunigen und damit den Käfig insgesamt antreiben kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhän- gigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Lagerring eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälz- lagers,

Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, und

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wälzlagers.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt einen ersten Lagerring 1 eines Wälzlagers, auf dessen Laufbahn 2 als Wälzkörper 3 ausgebildete Zwischenelemente abrollen, die den Lagerring 1 von einem zweiten, nicht dargestellten Lagerring beabstandet halten und die relativ zu beiden Lagerringen beweglich sind. Die Wälzkörper 3 werden in einem nur abschnittsweise angedeuteten Käfig 4 geführt.

An dem ersten Lagerring 1 ist ein erster Polschuh 5 sowie ein in der Laufrichtung der Wälzkörper 3 benachbarter zweiter Polschuh 6 und ein weiterer, dritter Polschuh 7 angeordnet. Dem ersten Polschuh 5 bezüglich der Laufbahn 2 gegenüberliegend ist ein vierter Polschuh 8, dem zweiten Polschuh 6 gegenüberliegend ein fünfter Polschuh 9 und dem dritten Polschuh 7 gegenüberliegend ein sechster Polschuh 10 an dem ersten Lagerring 1 angeordnet. Dabei bildet der erste Polschuh 5 mit dem vierten Polschuh 8 ein erstes Polschuhpaar, der zweite Polschuh 6 mit dem fünften Polschuh 9 ein zweites und der dritte Polschuh 7 mit dem sechsten Polschuh 10 ein drittes Polschuhpaar. Jeder der Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 umfasst ein Joch aus einem leicht magnetisierbaren Material, beispielsweise aus einem weichmagnetischen Material, wobei das Joch von einer jeweiligen Spule umgeben ist, die von einem Strom durchflössen ist, dessen Magnetfeld von dem Material des jeweiligen Joches verstärkt wird. Das Magnetfeld der jeweiligen Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 reicht in den Bereich der Wälzkörper 3, so dass der Wälzkörper 3 nacheinander in den Bereich des ersten, dann des zweiten und abschließend des dritten Polschuhpaars gelangt.

Jeder der Wälzkörper 3 ist aus einem Material ausgebildet, dessen Permeabilität deutlich höher ist als die Permeabilität der Umgebung des Wälzkörpers 3, insbesondere ist jeder der Wälzkörper 3 aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet, so dass der Wälzkörper 3 in dem jeweiligen Magnetfeld der drei Polschuhpaare eine Magnetisierung erhält, die weitgehend verschwindet, sobald der Wälzkörper 3 aus dem Magnetfeld des Polschuhpaares entfernt wird.

Eine elektronische Steuereinrichtung 11, die an dem ersten Lagerring 1 angeordnet ist, beaufschlagt die Spulen der Polschuhe des ersten Polschuhpaares und die Spulen des zweiten Polschuhpaares mit Strom derart, dass der Wälzkörper 3, der sich zwischen den ersten Polschuh 5 und dem vierten Polschuh 8 des ersten Polschuhpaares im wesentlichen mittig zwischen den beiden Polschuhen ausgerichtet hat, zu dem zweiten Polschuhpaar gezogen wird, so dass der Wälzkörper 3 sich im wesentlichen mittig zwischen dem zweiten Polschuh 6 und dem fünften Polschuh 9 des zweiten Polschuhpaares ausrichtet. Zwischen den beiden Polschuhen eines Polschuhpaares und dem Wälzkörper besteht ein geschlossener magnetischer Kreis, innerhalb dessen der bewegliche Wälzkörper 3 sich so anordnet, dass der magnetische Widerstand minimal wird. Ändert sich der magnetische Kreis, etwa derart, dass das benachbarte Polschuhpaar den magnetischen Kreis ausbildet, richtet sich der Wälzkörper 3 in diesem benachbarten Polschuhpaar so aus, dass der magnetische Widerstand erneut minimal wird. Eine derartige Ausrichtung in dem benachbarten Polschuhpaar setzt aber voraus, dass der Wälzkörper 3 sich zu dem benachbarten Polschuhpaar bewegt. Im Ergebnis führt eine geeignete Ansteuerung der Polschuhpaare zu einer im wesentlichen kontinuierlichen Bewegung der Wälzkörper 3, bei der der Käfig 4 mitgeführt wird. Der Wälzkörper 3 wird dabei als Rotor eines Reluktanzschrittmotors betrieben, dessen Stator durch die Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 gebildet werden, die an dem Lagerring 1 festgelegt sind.

Die Polschuhe 5, 6, 7 sind an einem ersten Trägerring 12 und die Polschuhe 8, 9, 10 an einem zweiten Trägerring 13 angeordnet, wobei beide Trägerringe 12, 13 Abschnitte aus einem federelastischen Material aufweisen, mittels derer die Trägerringe 12, 13 an einer nicht weiter dargestellten Nut an dem Lagerring 1 aufgenommen und in dieser Nut festlegbar sind. Als Nut kann beispielsweise eine Dichtungsnut, die an der inneren Mantelfläche des Lagerrings 1 angebracht ist, um ein Dichtungselement aufzunehmen, vorgesehen sein. Insbesondere kann der Trägerring 12, 13 in ein Dichtungselement aufgenommen sein und mittels des Dichtungselementes an dem Lagerring 1 festgelegt sein. Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels, bei der der erste Polschuh 5 an einer ersten Seite der Laufbahn 4 vorgesehen ist. Dem ersten Polschuh 5 steht kein weiterer Polschuh gegenüber, so dass keine Polschuhpaare ausgebildet sind. Der Wälzkörper 3 ist in einem Käfig 4 aufgenommen, der auf der zu dem Polschuh 5 weisenden Seite offen ist, so dass das Magnetfeld des ersten Polschuhs 5 durch das Material des Käfigs 4 nicht gestört ist. Der erste Trägerring 12 ist im wesentlichen abgewinkelt ausgebildet und nahe der Stirnfläche des ersten Lagerrings 1 an diesem befestigt. Der erste Lagerring 1 ist als Außenring des Wälzlagers ausgebildet. Ein zweiter Lagerring 14 ist drehfest mit einer nicht bildlich dargestellten Welle verbunden; es versteht sich aber, dass der zweite Lagerring 14 fehlen kann, so dass die Wälzkörper 3 unmittelbar auf der Mantelfläche der Welle abrollen. In diesem Fall entspricht die Mantelfläche der Welle dem zweiten Lagerring.

Bei dem vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel war das Zwischenelement des Wälzlagers als Wälzkörper 3 und damit als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildet, wobei der Stator des Reluktanzschrittmotors die Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 umfasste.

Fig. 3 zeigt ein Wälzlager mit einem ersten Lagerring 1 , einem zweiten Lagerring 14 sowie einem Zwischenkörper, der bezüglich der beiden Lagerringe 1 , 14 beweglich zwischen den Lagerringen 1 , 14 aufgenommen ist.

Als Zwischenkörper und damit als Rotor des Reluktanzschrittmotors ist der Käfig 4 ausgebildet, der Wälzkörper 3 führt, die aus einem Material bestehen, das eine nur geringe Permeabilität aufweist und damit in einem anliegenden Magnetfeld eine nur geringe Magnetisierung erfährt. Das Korpus des Käfigs 4 besteht aus einem Material, das ebenfalls eine nur geringe Permeabilität im Vergleich zu Luft aufweist, beispielsweise aus Messing. Damit der Käfig 4 als Rotor des Reluktanzschrittmotors besser geeignet ist, ist an dem Korpus des Käfigs 4 ein Zuschnitt 15 eines weichmagnetischen Materials angebracht. Mehrere Zuschnitte 15 sind derart voneinander beabstandet an der äußeren Mantelfläche des Korpus des Käfigs 4 angeordnet, dass die Zuschnitte 15 über die im wesentlichen in Draufsicht auf das Korpus kreisförmige Umrißkontur des Korpus überstehen.

Die Zuschnitte 15 an dem Korpus des Käfigs 4 sind derart angeordnet und bemessen, dass diese zwischen zwei Polschuhen 5, 8 eines ersten Polschuhpaars aufgenommen werden. Jeder der beiden Polschuhe 5, 8 ist als Joch ausgebildet, das von einer stromführenden Spule umgeben ist, wobei die Stromstärke in der Spule von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung ein- und ausgestellt bzw. in der Stromstärke zeitlich gezielt beaufschlagt werden kann. Nicht dargestellt ist ein zweiter Polschuh eines zweiten Polschuhpaars, der mit weiteren Polschuhen den Stator des Reluktanzschrittmotors ausbildet. Die Polschuhe 5, 8 sowie die weiteren Polschuhe sind an einem Trägerring 13 befestigt, der an dem ersten Lagerring 1 angeordnet ist.

Bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren der Stator mit den Polschuhen 5, 6, 7, 8, 9, 10 sowie das als Rotor ausgebildete Zwischenelement, nämlich der Wälzkörper 3 (Fig. 1 und 2) oder der Käfig (Hg. 3) in dem Lagerinneren aufgenommen, also in dem Bereich, der zwischen der inneren Mantelfläche des Außenrings und der äußeren Mantelfläche des Innenrings des Wälzlagers gebildet wird. Es war bei beiden Fällen wichtig, dass die Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 eine räumliche Nähe zu der Laufbahn 2 der Wälzkörper 3 aufweisen, so dass an dieser Stelle ein möglichst hohes Magnetfeld der Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 auftritt. Bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die beiden Wälzlager jeweils Standard-Wälzlager, bei denen an den Lagerringen 1 , 14 keine bauliche Veränderung vorgenommen werden musste, um den Stator aufzunehmen. Insbesondere sind die baulichen Abmessungen der beiden Wälzlager unverändert geblieben.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei der jeweils einer von zwei benachbarten Polschuhpaaren beaufschlagt wurde, um die Fortbewegung des Zwischenelementes, speziell des Wälzkörpers 3 oder des Käfigs 4, zu ermöglichen. Anstelle eines derartigen Einschrittbetriebs zur Ansteuerung der Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 kann auch vorgesehen sein, je zwei aneinandergrenzende Polschuhpaare gemeinsam anzusteuern, insbesondere dann, wenn sich der Zwischenkörper auf der Laufbahn 2 mittig zwischen den beiden Polschuhpaaren befindet. Die Ergänzung eines derartigen Halbschrittbetriebs mit der Ansteuerung in dem Einschrittbetrieb führt zu einem Vollschrittbetrieb. Die Erfindung ist jedenfalls unabhängig davon, ob die als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildeten Zwischenelemente im Halbschritt-, Einschritt- oder Vollschritt- Betrieb oder einer anderen Betriebsart der Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 durchgeführt wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die Wälzkörper 3 bzw. die Zuschnitte 15 an dem Korpus des Käfigs 4 aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere aus einem weichmagnetischen Wälzlagerstahl. Es versteht sich, dass für die Zwischenkörper auch ein hartmagnetisches Material vorgesehen sein kann, das durch ein anliegendes Magnetfeld eine verbleibende Restmagnetisierung erfährt, wenn das Magnetfeld abgeschaltet ist. Aus hartmagnetischen Material bestehende Zwischenelemente erfahren dann bei den in Richtung der Laufbahn 2 aufeinanderfolgenden Polschuhen 5, 6, 7 bzw. 8, 9, 10 jeweils eine Ummagnetisierung.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem die Wälzkörper 3 in einem Käfig 4 geführt waren. Die Erfindung ist ebenfalls für den Fall vorgesehen, dass die Wälzkörper 3 nicht in einem Käfig 4 geführt werden, sondern aneinander anliegend auf der Laufbahn 2 umlaufen. In diesem Fall sind die Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 vorzugsweise in einem Abstand von dem Teilkreis, den die Wälzkörper 3 durchlaufen, angeordnet, also in einer Seitenansicht auf die Laufbahn 2 jeweils soweit seitlich von der Laufbahn beabstandet, dass die Endabschnitte der Wälzkörper 3 sowie Lücken zwischen den Endabschnitten der benachbarten Wälzkörper 3 in dem Bereich des Magnetfeldes der Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 angeordnet sind, so dass eine möglichst hohe Änderung des magnetischen Flusses durch die Wälzkörper erreicht wird.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem die Wälzkörper 3 und der Käfig 4 mit den Zuschnitten 15 die einzigen Zwischenelemente des Wälzlagers waren. Es versteht sich, dass auch lose Distanzkörper, die zwischen insbesondere benachbarte Wälzkörper 3 angeordnet sind und die die Wälzkörper 3 auf Abstand halten, als Rotor des Reluktanzschrittmotors vorgesehen sein können.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war das Material der Wälzkörper 3 sowie der Zuschnitte 15 an dem Korpus des Käfigs 4 jeweils ein weichmagnetisches Metall. Es versteht sich, dass das Material auch eine Keramik mit im Vergleich zu Luft hoher Permeabilität sein kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und Fig. 2) waren sämtliche der Wälzkörper 3 als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildet. Es versteht sich, dass nur einer oder nur einige der Wälzkörper 3 als Rotor des Reluktanzschrittmotors ausgebildet sein können, insbesondere kann nur einer der Wälzkörper aus einem weichmagnetischen Material bestehen.

Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel war der der Käfig 4 abschnittsweise mit Zuschnitten 15 aus einem weichmagnetischen Material versehen, um den Käfig 4 aus Messing als Rotor des Reluktanzschrittmotors auszubilden. Es versteht sich, dass bei einem Käfig oder einem Wälzkörper, die aus einem unmagnetischen, aber magnetisierbaren Material besteht, ein Magnetfeld ggf. abschnittsweise in das Korpus des Wälzkörpers, Käfigs oder allgemeiner Zwischenelementes eingeprägt sein kann, so dass auf ein zusätzliches Bauteil wie den Zuschnitt 15 an dem Käfig 4 verzichtet werden kann und der Käfig 4 seine ursprüngliche Gestalt behält.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen waren die Polschuhe 5, 6, 7, 8, 9, 10 jeweils als Joche ausgebildet, die von Spulen umgeben waren. Es versteht sich, dass auch andere Ausbildungen der Polschuhe vorgesehen sein können.

Bezugszeichenliste

1 erster Lagerring 2 Laufbahn

3 Wälzkörper

4 Käfig

5 erster Polschuh

6 zweiter Polschuh 7 dritter Polschuh

8 vierter Polschu

9 fünfter Polschuh

10 sechster Polschuh

11 elektronische Steuereinrichtung 12 erster Trägerring

13 zweiter Trägerring

14 zweiter Lagerring