CN102859216A - 具有润滑剂传感器的轴承组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主轴轴承，其包含主轴（1）和轴承组件（2），该轴承组件将主轴（1）围绕旋转轴线（3）可旋转地支承，润滑剂传感器（4）探测轴承组件（2）的润滑剂并且对所述润滑剂进行化学分析。本发明此外涉及一种轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，该轴承组件包含轴承（6，7）、特别是滚动轴承并且包含润滑剂传感器（4），所述轴承具有用于轴承（6，7）的润滑剂输入管路（11），所述润滑剂传感器探测轴承（6，7）中的润滑剂并且对所述润滑剂进行化学分析，其中润滑剂传感器包含通入轴承中的光导体（8，9），并且光导体（8，9）至少在部分区段上设置在润滑剂输入管路（11）中。

Description

具有润滑剂传感器的轴承组件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的主轴轴承以及一种根据权利要求3的轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件。

背景技术

由实践已知主轴轴承，其支承主轴、特别是刀具主轴或作为工具台的组成部分的主轴，其中主轴可以达到直至大约30000转/分钟的高的转速。这样的主轴轴承包含一个主轴和一个轴承组件，其将主轴可旋转地支承。这样的轴承组件包含至少一个轴承，然而大多是两个或四个滚动轴承，其中这两个或四个滚动轴承按照串联式布置组合成各两个滚动轴承对。这样的主轴轴承的失效的通常的原因是在于轴承组件的所述至少一个轴承的不充分的润滑，特别是在于，润滑剂老化并且相应地通常必须被替换，然而特别是在主轴处于持续运行时润滑剂的准确的化学状态不能轻易地确定、特别是不能现场确定。在主轴轴承的轴承组件的所述至少一个轴承中的润滑剂的样品取出是困难的，因为为此必须打开轴承组件的轴承，这在快速旋转的必须被非常良好地平衡的部件的情况下在可能引入的不平衡时必须进行后续调整。在实践中因此主轴轴承被供给一个润滑剂量，其显著高于实际需要的润滑剂消耗。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，其可以实现改善的润滑剂供给。

该任务根据本发明对于开头所述的主轴轴承这样解决，即设置润滑剂传感器，其探测轴承组件的润滑剂并且进行化学分析。

这样的传感器例如由公开的文献DE 102007042254A1已知；该文献的内容在此被完全引用。润滑剂传感器包含红外传感器，其具有发射红外射线的发射器和对于红外射线灵敏的接收器。由传感器探测的测量位置（其被发射器照射并且其被反射的红外射线被接收器分析，特别是被分光地探测和分析）位于滚动轴承的内部，在两个轴承环之间，特别是与滚动轴承的两个轴承环之一上的滚动体滚道直接毗邻。

在主轴轴承的情况下，润滑剂传感器探测和化学分析位于轴承组件中的润滑剂（大多情况下是润滑脂），例如在C-H-带和O-H-带或它们的组合模式的范围内，从而能够确定润滑剂的化学状态。因此此外可以预见，是否和何时需要更换润滑剂，特别是对于连续的润滑剂输入管路的情况此外可预见，是否单位时间中输送给轴承组件的润滑剂的量是足够的或必须要被提高或可以被降低。特别是可以估计通过润滑剂的质量确定的主轴轴承的使用寿命。

就主轴轴承而言，因此优选规定，主轴轴承具有润滑剂供给装置，其具有至少一个润滑剂输入管路并且润滑剂供给装置的控制装置，该控制装置根据润滑剂传感器的测量值控制单位时间内输送给轴承组件的润滑剂的量。因此可以确保按需供给主轴轴承以润滑剂，特别是可以阻止由于过高的润滑剂供给率导致的溅起损失（Planschverlust）或阻止由于过低的润滑剂供给率导致的干运行的危险。

在轴承组件、特别是对于用于主轴轴承的轴承组件的情况下，其中轴承组件具有轴承特别是滚动轴承，具有用于轴承的润滑剂输入管路以及润滑剂传感器，其探测和化学分析轴承中的润滑剂，其中润滑剂传感器具有通入到轴承中的光导体，上述任务特别是如此解决，即光导体至少在部分区段上地设置在润滑剂输入管路中。在此光导体可以在润滑剂输入管路中受保护地设置。

对于轴承组件、特别是对于用于主轴轴承的轴承组件而言，其中光导体至少在部分区段上设置在润滑剂输入管路中，优选规定，设置两个输入管路，其在轴承中的排出口关于旋转轴线彼此基本上对置，并且设置所述至少一个润滑剂传感器的两个测量头，其设置在输入管路的两个排出口之间。这两个排出口使得润滑剂在轴承环的内部的侧面的关于旋转轴线对置的各位置上流出，这两个排出口关于旋转轴线在所述内部的侧面上错位大约180°地布置。所述至少一个润滑剂传感器的测量头、特别是所述至少两个润滑剂传感器的每个润滑剂传感器的相应的测量头同样设置在轴承环的内部的侧面上，关于轴承环的旋转轴线基本上彼此对置并且相对于输入管路的排出口如此设置，使得它们相对于输入管路的排出口具有最大的距离。在此所述至少一个润滑剂传感器的测量头正好不探测刚进入轴承的润滑剂，而是探测轴承中的离开排出口最远并且因此老化最严重的那部分润滑剂。

对于所述轴承组件、特别是对于用于主轴轴承的轴承组件而言，此外优选规定，润滑剂传感器探测这样的测量位置，其在滚动轴承的保持架上、特别是在保持架的侧面上设置。测量位置在此是在轴承内部的这样的位置，其被润滑剂传感器的红外发射器的照亮并且其特别是被反射的红外射线被润滑剂传感器的接收器探测和化学分析，即是在轴承的轴承内部的这样的位置，在该位置上关于润滑剂的化学状态的信息直接被获得，从而由在测量位置上的润滑剂的化学状态推断出轴承组件的整个轴承中的润滑剂的化学状态。测量位置在滚动轴承的保持架上、特别是在保持架的侧面上的设置在此使得将测量位置离开滚动体的工作面布置并且因此测量这样的测量位置，其相对于被持续滚过的且发生润滑剂持续混合的区域隔开距离。换而言之，使用过的润滑剂聚集在保持架上，从而积聚在保持架上的润滑剂对于轴承的整个轴承内部中的润滑剂的质量而言提供了良好的参考点。

对于在具有至少两个轴承的轴承组件、特别是在用于主轴轴承的轴承组件中设置两个直接相邻的轴承时，优选规定，所述至少一个润滑剂传感器的光导体基本上设置在两个轴承之间的中心。在此光导体穿过相应的轴承的相应的侧面中的开口并且探测轴承内部中的尽可能远离工作面的测量位置，在工作面上发生刚输入的润滑剂与老的润滑剂的持续的彻底混合。

就测量位置或光导体相对于所述至少一个润滑剂传感器的配置而言要注意，可以设置唯一的润滑剂传感器，其探测多于一个测量位置并且具有多于一个光导体。在这种情况下，由润滑剂传感器中的唯一的红外发射器发射的射线被分配到两个或多个光导体上，和/或在唯一一个接收器中探测和化学分析由多于一个测量位置辐射的红外射线。然而也可以规定，每个润滑剂传感器正好具有一个光导体，其将红外射线从相关的润滑剂传感器的红外发射器引导到测量位置并且将由测量位置辐射的红外射线引导到相应的润滑剂传感器中的接收器。如果而后要测量两个或多个测量位置，那么需要两个或多个彼此独立工作的润滑剂传感器，其相应的测量结果在开头所述的润滑剂供给装置的控制装置被集中考虑量和分析。

本发明的其它优点和特征由从属权利要求和实施例的说明得出。

附图说明

本发明接下来借助于下面的附图进行详细描述和阐述。

图1示出具有本发明的轴承组件的一个实施例的根据本发明的主轴轴承的一个实施例的示意图；

图2部分地示出根据图1的实施例的局部“B”的透视图；并且

图3示出图1的区域“Z”的放大视图。

具体实施方式

图1示出一个主轴轴承，其包含一个设计成轴的主轴1以及一个轴承组件2，其将主轴1围绕一个旋转轴线3可旋转地相对于在附图未示出的轴承接纳部支承。主轴1设置成工具台或工具的快速旋转的轴并且可以以水平布置或竖直布置、必要时以可偏转的布置进行支承。主轴1此外包含在附图未示出的夹盘。

主轴轴承此外包含一个润滑剂传感器4，其探测轴承组件2中的润滑剂并且进行化学分析。

轴承组件2包括四个轴承、特别是四个滚动轴承，它们中各两个组合成一个轴承对。两个轴承对沿着主轴1的旋转轴线3的方向沿着轴向彼此隔开并且基本上对称构成，从而仅仅详细描述第一轴承对5。第一轴承对5在此包含两个在轴向方向上、即在平行于旋转轴线3的方向上相邻的、即直接彼此毗邻的滚动轴承6、7。

润滑剂传感器4包含第一红外传感器、红外射线发射器以及红外射线接收器。润滑剂传感器4此外包含第一光导体8，其将发射器发射的红外射线引导至在两个滚动轴承6、7之间的第一测量位置，润滑剂传感器4包含第二红外传感器，其同样具有发射器、接收器以及第二光导体9。第二光导体9在此引导至第二测量位置，其和第一测量位置关于主轴的旋转轴线3基本上对置。

总体上两个轴承对的每个轴承对配备两个红外传感器，其在相应的轴承对中分别测量一个关于旋转轴线3对置的测量位置。总共四个红外传感器的发射器和接收器被安置在一个中央单元10中，分别与测量位置具有一个距离，该距离通过四个光导体跨接，它们中的两个设有附图标记8或9。

轴承组件2此外具有润滑剂供给装置，其给四个滚动轴承供给润滑剂。润滑剂供给装置包含润滑剂存储装置、泵装置以及控制装置，其中控制装置根据润滑剂传感器4的测量值控制单位时间内输送给轴承组件2的润滑剂。控制装置安装在中央单元10并且获取润滑剂传感器4的四个红外传感器的测量值、分析测量值并且确定控制信号，利用这些控制信号例如控制泵装置。润滑剂供给装置此外具有四个用于润滑剂的输入管路，其将润滑剂存储装置与四个排出口连接，在所述排出口上润滑剂流入相应的滚动轴承对中并且给两个滚动轴承、例如第一轴承对5的滚动轴承6、7供给润滑油。

润滑剂传感器4的光导体8、9在此在部分区段上设置在用于润滑剂的输入管路中，如图2示出，其放大示出图1中的局部B的剖视图。输入管路11在此设计成由易弯曲的材料制成的空心的软管，其具有圆形的大内径的横截面。光导体8设计成由对于红外射线而言不可透过的材料制成的被填充的软管，其中在光导体8中设置第一部分导体12和第二部分导体13，并且在两个部分导体12、13中红外射线被从发射器引导至第一测量位置和/或从第一测量位置引导至接收器。两个部分导体12、13通过对于红外射线而言不可透过的材料彼此之间以及与在输入管路11中被引导的润滑剂在光学上分离。光导体8的外直径小于所述空心的软管的内直径，从而光导体8被部分容纳在输入管路11内部。

两个光导体8、9中的每个在此被容纳在一个自身的输入管路中，从而对于轴承组件2而言总共具有四个输入管路。光导体8在此在轴承容纳部的区域内在滚动轴承6、7的附近从输入管路11伸出，因为由光导体8探测的测量位置在滚动轴承6、7的轴承环的圆周上相对于输入管路11的排出口错位90°设置，在该排出口上在输入管路11中被输送的润滑剂进入第一轴承对5中。在图1中，剖视平面如此布置，使得光导体8、9的测量位置以及主轴1的旋转轴线3位于剖视平面中，其中输入管路11的排出口以及其他的输入管路（第二光导体9部分设置在其中）位于图纸平面的上方或下方。

图3作为图1的区域Z的放大视图示出润滑剂传感器4的四个红外传感器的第一红外传感器的测量头14。在此传感器的这样的位置被看成传感器的测量头，在该位置上被传感器发射的红外射线流向测量位置和/或在该位置上由测量位置发出的、特别是反射的红外射线进入传感器中。在测量头14上，两个部分导体12、13从光导体8的对于红外射线而言不能透过的材料伸出并且以大约90°同向地朝向第一滚动轴承对5的第一滚动轴承6弯曲。测量头或部分导体12、13的定向因此确定在滚动轴承6内部的测量位置，在该测量位置上探测润滑脂并且进行化学分析。测量位置15在此设置在保持架16（第一滚动轴承6的构件）上，特别是由第一红外发射器的发射器发射的红外射线照亮保持架16的侧面17的一个部段。被照亮的侧面17的一小部分而后提供被发射的红外射线，其被第一红外传感器的接收器探测和化学分析。

第二光导体9具有一个测量头，其测量第二滚动轴承7的保持架18的侧面，其中光导体8、9的两个测量头关于主轴1的旋转轴线3基本上对置，同样相应被测量的测量位置彼此关于旋转轴线3基本上对置。

图3进一步示出，两个滚动轴承6、7以所谓的串联式布置直接相邻地设置，以相应的轴承环的端面彼此毗邻，并且润滑剂传感器4的第一红外传感器的光导体8基本上设置在两个滚动轴承6、7之间的中心，即以如此方式：光导体8通过一个槽在两个滚动轴承6、7的外环的两个端面中被引导，从而具有两个伸出的部分导体12、13的测量头14设置在两个滚动轴承6、7之间。

本发明之前借助于一个实施例进行描述和阐述，其中润滑剂传感器4具有四个红外传感器，它们的相应的发射器和接收器与轴承6、7在空间上分离地设置，即设置在中央单元10中，从而需要光导体8、9以便将红外射线引导到位于轴承6、7内部的测量位置。应当认为，红外传感器可以直接设置在轴承6、7上，作为相应紧凑的构造单元，从而光导体8、9是不需要的。

附图标记清单

1主轴

2轴承组件

3主轴1的旋转轴线

4润滑剂传感器

5第一轴承对

6第一滚动轴承

7第二滚动轴承

8第一光导体

9第二光导体

10中央单元

11输入管路

12第一部分导体

13第二部分导体

14测量头

15测量位置

16保持架

17侧面

18保持架

Claims (6)

1.一种主轴轴承，其包含主轴（1）和轴承组件（2），该轴承组件将主轴（1）围绕旋转轴线（3）可旋转地支承，其特征在于设有润滑剂传感器（4），所述润滑剂传感器探测轴承组件（2）的润滑剂并且对所述润滑剂进行化学分析。

2.如权利要求1所述的主轴轴承，此外包含润滑剂供给装置，所述润滑剂供给装置具有至少一个润滑剂输入管路和润滑剂供给装置的控制装置，该控制装置根据润滑剂传感器（4）的测量值控制单位时间内输送给轴承组件（2）的润滑剂的量。

3.一种轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，该轴承组件包含轴承（6，7）、特别是滚动轴承并且包含润滑剂传感器（4），所述轴承具有用于轴承（6，7）的润滑剂输入管路（11），所述润滑剂传感器探测轴承（6，7）中的润滑剂并且对所述润滑剂进行化学分析，其中润滑剂传感器包含通入轴承中的光导体（8，9），其特征在于，光导体（8，9）至少在部分区段上设置在润滑剂输入管路（11）中。

4.如权利要求3所述的轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，其中设置两个输入管路，所述输入管路在轴承中的排出口关于旋转轴线（3）彼此基本上对置，并且设置所述至少一个润滑剂传感器（4）的两个测量头（14），所述测量头设置在输入管路（11）的所述两个排出口之间。

5.如权利要求3或4所述的轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，其特征在于，润滑剂传感器探测这样的测量位置，其设置在滚动轴承（6）的保持架（16）上、特别是设置在保持架（16）的侧面（17）上。

6.如上述权利要求3至5之一项所述的轴承组件、特别是用于主轴轴承的轴承组件，其特征在于，设置两个彼此直接相邻的轴承（6，7），并且所述至少一个润滑剂传感器（4）的光导体（8）基本上设置在两个轴承（7，8）之间的中心。

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