CN101460771A - 用于减摩轴承的、包括识别装置的密封装置 - Google Patents

用于减摩轴承的、包括识别装置的密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于减摩轴承的密封装置，该减摩轴承包括固定支撑件(1，2)和转动支撑件(2，1)，所述密封装置包括金属框架(4)和密封接合部，所述框架被设计成与所述轴承的支撑件(1，2)相连接，所述框架包括环形座(4a)以及与所述座相连接的、由连接于通信天线(7)的应答器(6)形成的电子识别装置(5)，其中，所述天线(7)具有被布置成与座(4a)相对设置的至少半环形或环形的几何形状，所述识别装置(5)通过隔离材料层(8，10)固定于所述座(4a)，该隔离材料层设置在所述天线(7)与所述座(4a)之间以便为所述天线提供电磁隔离。

Description

用于减摩轴承的、包括识别装置的密封装置
技术领域
本发明涉及一种用于减摩轴承的密封装置，该减摩轴承包括固定支撑件和转动支撑件，还涉及包括这种用于从侧部密封轴承空间的装置的轴承，尤其是滚珠轴承。
背景技术
在减摩轴承领域，对维护和可跟踪性上的需求增长产生了对访问尤其与轴承的制造、产地、特征和/或运转条件相关的信息的程序的需要。
为此原因，文献WO-A1-02/101675建议在形成于轴承的环内的壳体内安装有天线的应答器(异频雷达收发机，transpondeur)。该应答器能够记录和发送与轴承相关的信息，从而满足上述的需求。
但是，该实施例不能令人完全满意，原因在于，壳体的金属环境降低了应答器与被远程设置的检测器间的通信能力。实际上，穿过金属的无线电波的传播对通信信号产生严重干扰，这约束了应答器的定位和/或将检测器定位于与应答器非常近的距离(甚至与应答器接触)，以便确保通信的可靠性。而且，从机械和经济的角度，环内的壳体的形成都不令人满意。
文献WO-A1-2004/072747描述了在轴承的密封接合部上设置应答器的可能性。但是，在上述的文献中，通信天线的几何形状均不能使通信可靠。
发明内容
特别地，本发明的目的是特别通过提供一种用于减摩轴承的密封装置来解决上述问题，该减摩轴承通过特定方式与专用识别装置结合，从而在考虑到在轴承中具有的恶劣(sévère)金属环境的情况下，以便提高在识别装置与检测器之间的通信可靠性。
为此并根据第一方面，本发明提供一种用于减摩轴承的密封装置，该减摩轴承包括固定支撑件和转动支撑件，所述密封装置包括金属框架和密封接合部，该金属框架被设计成与所述轴承的支撑件相连接，所述框架包括环形座(portée annulaire)以及与所述座稳固连接的、由连接于通信天线的应答器形成的电子识别装置，所述通信天线具有被布置成与座相对设置的至少半环形或环形的天线几何形状，该识别装置通过隔离材料层而稳固地连接于所述座，该隔离材料层设置于天线与座之间以便为所述天线提供电磁隔离。
根据第二方面，本发明提供一种减摩轴承(尤其是滚珠轴承)，该减摩轴承包括固定支撑件、转动支撑件以及设置在所述支撑件之间的允许所述支撑件相对旋转的滚动体，所述轴承还包括这种密封装置，其中框架与其中一个支撑件相连接以便于从侧地密封形成于所述支撑件之间的轴承空间。
附图说明
本发明的其它目的和优点将在如下参照附图的描述中变得清楚，在附图中：
图1是包括与通信天线连接的应答器的识别装置的示意性正面图，所述装置是由隔离材料而过模制(overmoulded，surmoulé)得到的；
图2至图4是分别根据本发明三个实施例的轴承的部分纵向截面视图，该轴承安装有与图1的识别装置结合的密封装置。
具体实施方式
参照图2至图4描述滚珠轴承，该滚珠轴承包括内部环1、外部环2、以及设置于所述环之间以便使所述环相对转动的滚珠3。本发明不局限于该类型的轴承，还涉及包括固定支撑件和转动支撑件的任何类型的减摩轴承。滚动体还可以具有非球形的几何形状，例如被形成为辊状或者针状。
该轴承包括密封装置，该密封装置与环1、2同轴设置，以便于从侧部密封在所述环之间形成的轴承空间。图2至图4只示出了轴承的设置有密封装置的一侧，另一侧可以安装有公知的密封装置或者根据本发明的与所示出的相同或者不同的另一密封装置。特别地，为了接收(benefit)尤其是转动环相对于固定环的角度位置信号，未示出的密封装置可以是与多极磁性编码器结合的公知类型的。
密封装置使得其中设置有滚珠3的轴承空间不会潜在地污染外部环境，并且防止轴承空间内所容纳的润滑剂的可能的泄漏。
下面描述图2至图4中示出的密封装置的三个实施例，所述装置包括与轴承的环1、2相连接的金属框架4以及密封接合部。进一步，密封装置包括由与通信天线7连接的应答器6形成的电子识别装置5。
图1示出了由RFID(无线电频率识别，Radio FrequencyIdentification)类型的无线电频率标签形成的识别装置5，所述无线电频率识别标签具有能够远程读取和存储由电子芯片形成的应答器6内的信息的特殊优点。
在减摩轴承领域，交换的信息可以涉及尤其轴承的制造、轴承的产地、轴承的特定特征(运行的温度范围、最大旋转速度、容许负载......)、轴承的磨损状态和/或所述轴承或该轴承所结合的组件的运转条件。特别地，这些信息能用于在轴承的维护、可跟踪性或者运转的目的。
根据示出的实施例，识别装置5包括环形金属天线7，该天线通过导线连接于电子芯片6。在没有示出的变形中，天线7的几何形状可以是至少半环形的(尤其是半环形的)，并且例如在中央部分连接有芯片6。根据运转约束条件，尤其根据涉及通信距离和频率的运转约束条件，来选择天线7和芯片6。
在公知的方式中，这些种类的识别装置5设计成用来与特定的固定检测器(未示出)无接触地通信，所述固定检测器可以在轴承外部或甚至与该轴承结合。该检测器确保信息的读/写，进而所述信息可被用在专门用于与轴承结合的组件的系统中或者用在所述组件外部的系统中。虽然也可以使用有源识别装置，但是优选地，识别装置是无源类型的，即，识别装置自身不具有能源。
密封装置的框架4通常由折叠板制成，并包括座4a，识别装置5被稳固地连接于该座上。特别地，天线7的几何形状被设置成与座4a(在环形天线7的情况下为整个座，在至少半环形天线7的情况下为座的圆周部分)相对布置。
该实施例为识别装置5提供机械支撑，考虑到识别装置的易碎性，尤其由于识别装置的天线7相对于识别装置的直径的尺寸，这是有利的。实际上，天线7通常由导电材料的薄环形成。虽然如果座4a的宽度大于天线7的宽度，则天线7的直径可在一定范围内变化，但是特别地，天线7的直径与座4a的中线直径(mediandiameter)相等。
另外，本发明使得天线7与金属框架4a电磁隔离，以便在天线与金属部分直接接触的情况下降低通信信号可靠性的损失。为此，在天线7与底座4a之间设置电磁隔离材料层。
另外，框架4形成的金属块比轴承的环1、2的重要性越小(moins important)，则使得远离所述环的天线7的位置对通信信号的干扰就较少。进一步，根据本发明的实施例可以避免轴承的特殊加工以及对轴承的一般结构的修改以便与识别装置5结合。
最后，本发明使得在密封装置的框架4中可以结合：
-专用天线7的使用，该天线尤其由于其大小而使得在被框架4机械支撑的同时允许远距离的通信(通常在5厘米和10厘米之间)，以便避免所述天线的可能的劣化；以及
-通过在框架4与天线7之间设置隔离材料而进行电磁隔离。
根据第一实施例(图2)，框架4包括基本上径向的座4a，该座与轴向座4b相连接，该轴向座朝向轴承内部延伸以便于将框架4装配在外部环2的内壁上。
密封接合部包括在径向座4a的自由端上过模制而成的弹性元件8。该弹性元件8(例如用
Figure A200680017651D0010162516QIETU
、丙烯腈或类似材料制成)包括与内部环1的壁摩擦接触的自由部分。特别地，由环形弹簧9形成的应力装置与自由部分相连接以便将所述部分的外凸出部(outerlip)8a和内凸出部8b作用于内部环2的壁上。
在该实施例中，弹性元件8在远离径向座4a处与框架4相连接，以便使径向座4a的外表面自由(闲置，libre)。识别装置5通过隔离材料(诸如通过聚合物材料)与所述自由部分相连接。
在本发明所示的实施例中，识别装置5通过隔离材料10而被过模制在于座上，所述隔离材料可以与形成弹性元件8的材料相同或者不同。当轴承使用时和/或通信时，过模制件(surmoulage)10具有的优点是，为识别装置5提供机械保护，尤其是避免在轴承运转期间和/或通信期间识别装置5可能遭受的破坏性接触。作为变形，可以用粘性隔离材料层粘合识别装置5，或者可以粘合预先过模制后的识别装置5。
在图2的实施例中，识别装置5可以基本上布置于每一个环1、2的侧表面的平面P内。这样，识别装置5可以尽可能近地定位于轴承的外部，这在由于识别装置位于形成于环1、2之间的空间内所以为识别装置提供机械保护的同时，改善了识别装置的可访问性以便从所述轴承的外部进行通信。
根据第二个实施例(图3)，框架4包括用于装合的外部轴向座4b以及径向座4a，该径向座4a设置于轴承空间内部，远离环1、2的侧表面。
密封接合部包括过模制在框架4上的弹性元件8，以便于覆盖框架4的外表面并具有自由密封(未密封，seal-free)的部分。特别地，该自由部分包括两个凸出部，分别为与第二框架11的内表面摩擦接触的内凸出部8a和外凸出部8b，所述第二框架装配在内部环1上。
在该实施例中，识别装置5与弹性元件8相连接，弹性元件8的层设置于径向座4a上，该层形成用于天线7的隔离材料层。在图3上，识别装置5也被过模制并粘合于弹性元件8，在过模制件10具有隔离特性的情况下，这增强了电磁隔离。
作为变形，可以将识别装置5与弹性元件8直接连接(诸如通过粘合)。所述装置也可以与框架4同时用弹性元件8通过过模制而成。由于元件8的弹性特征，所以除了它提供的电磁隔离之外，后一实施例还能提高识别装置5的的机械保护。
根据第三个实施例(图4)，密封装置具有与图3相同的结构，即，两个框架4、11分别装配于环1、2之上以便于在两个框架之间形成环形腔12，在该环形腔处提供密封。
弹性元件8与内部框架11相连接以便与腔12内部的外部框架4摩擦接触。但是，在该第三个实施例中，识别装置5与外部框架4相连接。
外部框架4包括用于插入于内部环1的内壁上的轴向座4b和基本上径向的外壁4a，根据第一实施例，识别装置5通过过模制隔离材料10而与该外壁相连接。
外壁4a包括轴向内部轴向凹处4a’，识别装置5设置在该凹处内以便被形成在凹处4a’周围的环形突起机械地保护。实际上，该实施例限制与识别装置5的所有直接接触。
在上述的实施例中，稳固地连接于识别装置5的环可以是转动或者固定的，在两种情况下，天线7的几何形状均能确保良好的通信，同时为所述识别装置提供最好的机械保护以避免其在轴承运转期间遭受损坏。
而且，识别装置5定位于密封装置外部，即，识别装置不与轴承空间的内部直接接触，这还改善了识别装置的保护。
另外，为了保护的目的，可以修改图3的实施例，通过将密封凸出部与外部框架11相连接，所述凸出部与内部框架上4摩擦接触从而密封环形腔12并进而密封识别装置以免于受到轴承外部的影响。

Claims (14)

1.一种用于减摩轴承的密封装置，所述减摩轴承包括固定支撑件(1，2)和转动支撑件(2，1)，所述密封装置包括金属框架(4)和密封接合部，所述框架被设计成与所述轴承的支撑件(1，2)相连接，所述框架包括环形座(4a)以及与所述座所连接的、由连接于通信天线(7)的应答器(6)形成的电子识别装置(5)，所述密封装置的特征在于，所述天线(7)具有被布置成与所述座(4a)相对设置的至少半环形或环形的几何形状，所述识别装置(5)通过隔离材料层(8，10)而稳固地连接于所述座(4a)，所述隔离材料层设置在所述天线(7)与所述座(4a)之间以便为所述天线提供电磁隔离。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述识别装置(5)由RFID类型的无线电频率标签形成。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述密封接合部包括与所述框架(4)相连接的弹性元件(8)。
4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述弹性元件(8)在远离所述座(4a)处与所述框架(4)相连接，所述识别装置(5)通过所述隔离材料粘合或过模制于所述座(4a)上。
5.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述弹性元件(8)与所述座(4a)相连接，所述隔离材料层由所述元件的层形成。
6.根据权利要求5所述的密封装置，其特征在于，所述识别装置(5)用所述弹性元件(8)通过过模制而成。
7.根据权利要求5所述的密封装置，其特征在于，所述识别装置(5)与所述弹性元件(8)相连接。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封接合部还包括第二框架(11)，所述第二框架被设计成与所述轴承的另一支撑件相连接，所述框架(4，11)被设置成在所述框架之间形成环形腔(12)，所述弹性元件(8)与所述第二框架(11)摩擦接触。
9.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置包括第二框架(11)，所述第二框架被设计成与所述轴承的另一支撑件相连接，所述框架(4，11)被设置成在所述框架之间形成环形腔(12)，所述密封接合部包括弹性元件(8)，所述弹性元件(8)与所述第二框架(11)相连接以便与所述框架(4)摩擦接触，所述识别装置(5)通过所述隔离材料粘合或过模制于所述座(4a)上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的密封装置，其特征在于，所述密封装置包括稳固地连接于框架(4，11)的多极磁性编码器。
11.一种减摩轴承，尤其是滚珠轴承，包括：固定支撑件(1，2)、转动支撑件(2，1)以及设置在所述支撑件之间以允许所述支撑件相对转动的滚动体(3)，所述轴承还包括根据权利要求1至10中任一项所述的密封装置，其中所述框架(4)与所述支撑件(1，2)中的一个相连接以便从侧部密封形成于所述支撑件之间的轴承空间。
12.根据权利要求11所述的减摩轴承，其特征在于，应答器(5)被设置成记录和发送与所述轴承的制造、所述轴承的产地、所述轴承的特定特征，所述轴承的磨损状态和/或所述轴承的运转条件相关的信息。
13.根据权利要求11或12所述的减摩轴承，其特征在于，所述座(4a)径向地延伸，所述识别装置(5)基本上被设置在至少一个支撑件(1，2)的侧表面的平面P内。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的减摩轴承，其特征在于，所述减摩轴承还包括结合多极磁性编码器的第二密封装置。
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