CN104912916B - 带有测量装置的滚动轴承以及制造这种滚动轴承的方法 - Google Patents

带有测量装置的滚动轴承以及制造这种滚动轴承的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有测量装置的滚动轴承(1)，包括：外圈(2)和内圈(3)，在它们之间限定有滚动轴承室(4)；滚动体(5)，其定位在所述滚动轴承室(4)中同时由滚动轴承保持架(6)保持；以及测量装置(10)，其包括适于测量所述带有测量装置的滚动轴承(1)的至少一个操作参数的至少一个传感器(11)，所述测量装置(10)至少部分地集成到所述滚动轴承保持架(6)中。所述带有测量装置的滚动轴承(1)的特征在于，所述测量装置(10)包括在所述滚动轴承室(4)中沿着所述滚动轴承保持架(6)延伸的至少一个电缆(13)或天线(113)。本发明还涉及一种制造这种带有测量装置的滚动轴承(1)的方法。

Description

带有测量装置的滚动轴承以及制造这种滚动轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种带有测量装置的滚动轴承，以及一种制造这种带有测量装置的滚动轴承的方法。
背景技术
传统上，滚动轴承包括外圈和内圈，在它们之间限定的是滚动轴承室。滚动轴承还包括滚动体，其定位在滚动轴承室中并由滚动轴承保持架保持。
滚动轴承可以与测量装置相关联，包括适用于测量滚动轴承操作的参数特征的传感器，例如温度、速度、加速度、润滑水平、或者振动或声振幅。
测量装置通常定位在滚动轴承之外，例如在容纳滚动轴承外圈的壳体中或者在容纳滚动轴承内圈的轴上。因此，测量受到滚动轴承环境的影响。此外，必须提供专门的空间，以将测量装置定位在滚动轴承附近。
WO-A-2006/083736公开了一种带有测量装置的滚动轴承的若干实施例，其包括整流器、感测单元、处理器、发送器以及发送天线。该带有测量装置的滚动轴承结构复杂且体积庞大。
发明内容
本发明的目的是提出了一种改进的带有测量装置的滚动轴承。
为此，本发明涉及一种带有测量装置的滚动轴承，包括：外圈和内圈，在它们之间限定有滚动轴承室；滚动体，其定位在所述滚动轴承室中同时由滚动轴承保持架保持；以及测量装置，其包括适于测量所述带有测量装置的滚动轴承的至少一个操作参数的至少一个传感器，所述测量装置至少部分地集成到所述滚动轴承保持架中。所述带有测量装置的滚动轴承的特征在于，所述测量装置包括在所述滚动轴承室中沿着所述滚动轴承保持架延伸的至少一个电缆或天线。
因此，本发明使得能够减少带有测量装置的滚动轴承的体积，该轴承包括测量装置，同时提高测量的精度。有利地，测量是在滚动轴承室中而不是在滚动轴承之外进行的。在监测处于使用中的滚动轴承期间，其环境的影响得到减少。沿滚动轴承保持架延伸的天线允许与带有测量装置的滚动轴承的外部进行通信。沿滚动轴承保持架延伸的电缆允许连接设置在滚动轴承室中的若干个传感器。
根据本发明的其它有利的特征，单独或组合考虑：
-所述传感器被集成到在两个滚动体之间的中间空间中的滚动轴承保持架中。
-所述传感器通过包覆成型被集成到所述滚动轴承保持架中。
-所述传感器通过夹持被集成到所述滚动轴承保持架中。
-所述测量装置包括若干个传感器，每个都适于测量所述带有测量装置的滚动轴承的至少一个操作参数。
-所述测量装置包括集成到所述传感器中的无线发送器。
-所述测量装置包括与所述传感器分开并且被集成到所述滚动轴承保持架中的无线发送器。
-所述测量装置包括集成到所述滚动轴承保持架中的至少一个配重。
本发明还涉及一种制造如上所述的带有测量装置的滚动轴承的方法。所述方法包括以下步骤：
a)制造所述外圈、所述内圈和所述滚动体；
b)将至少部分的测量装置集成到所述滚动轴承保持架中，所述测量装置包括在所述滚动轴承室中沿着所述滚动轴承保持架延伸的至少一个电缆或天线；
c)组装所述带有测量装置的滚动轴承。
附图说明
通过阅读以下描述，本发明将得到更好地理解，以下描述仅作为非限制性示例被提供并且参照了附图，其中：
-图1是在轴向方向上根据本发明的带有测量装置的滚动轴承的侧视图；
-图2是沿着图1中线Ⅱ-Ⅱ的剖视图；以及
-图3是图1中细节Ⅲ的放大视图。
具体实施方式
图1至3示出了根据本发明的带有测量装置的滚动轴承1。
滚动轴承1包括外圈2和内圈3，在它们之间限定有滚动轴承室4。滚动轴承1具有中心轴线X1，其形成所述圈2和3的旋转的相对轴线。滚动轴承1包括滚动轴承体5，其定位在室4中，同时由滚动轴承保持架6保持。
在图1至图3的示例中，滚动体5是滚珠。可替代地，滚动体5可以不是滚珠，例如是滚柱或滚针。
滚动轴承保持架6包括包围滚动体5的保持部件7和连接保持部件7的中间部件8。在图1至图3的示例中，保持架6可以被模制在塑料材料中。可替代地，保持架6可以由金属制成。
滚动轴承1还包括测量装置10，其适于测量滚动轴承1操作的至少一个参数特征。
在本发明的上下文中，装置10至少部分地被集成到滚动轴承保持架6中，如下所述。优选地，如在图1至3的示例中，装置10完全定位在限定于所述圈2和3之间的滚动轴承室4中。
装置10包括第一传感器11、第二传感器12以及连接这两个传感器11和12的电缆13。为了简化的目的，电缆13仅在图1中以虚线示出。电缆13沿着保持架6延伸，全部围绕着轴线X1。优选地，为了平衡装置10及因此滚动轴承1，传感器11和12定位在轴线X1的两侧上，换句话说，围绕轴线X1以180度分布。每个传感器11和12适于测量滚动轴承1操作的至少一个参数特征。
下面对传感器11所提供的解释同样适用于传感器12。
传感器11可以包括一个或多个测量单元，每个都适于测量滚动轴承1的操作参数。作为非限制性示例，这些参数可以选自：温度、旋转速度、加速度、润滑水平、或者振动或声振幅。可以在传感器11的周围环境中即在滚动轴承室4中进行测量。
优选地，传感器11被集成到滚动轴承保持架6中。如图2所示，传感器11定位在腔9中，该腔被设置在两个滚动体5之间的中间部件8的端部。可以在保持架6的制造过程中，通过包覆成型将传感器11集成到腔9中。可替代地，传感器11可以夹持在腔9中。除夹持之外或者可替代地，可以将传感器11粘附在腔9中。
根据一个未示出的替代方案，传感器11可以安装在滚动轴承保持架6上，即定位在保持架6的保持部件7之一上和/或中间部件8之一上。例如，传感器11可以粘附在中间部件8之一的外表面上。
优选地，测量装置10包括至少一个直接集成到传感器11中的无线发送器。特别地，无线发送器可以是RFID(射频识别)发送器类型的。在同一外壳中，传感器11还可以包括位于测量单元与无线发送器之间的信号处理单元、以及能量供给单元。
可替代地，测量装置10可以包括由电缆13连接的传感器11和无线发送器112。发送器112与传感器11分开，并且集成到滚动轴承保持架6中。在同一外壳中，发送器112还可以包括信号处理单元和能量供给单元。
根据另一替代方案，测量装置10可以包括不带有集成的无线发送器的两个传感器11和12、以及圆形天线113，其在室5中沿着保持架6在传感器11和12之间延伸，全部围绕着轴线X1。该天线可被紧固在保持架6的外侧上，或者直接集成到保持架中，例如通过包覆成型。
根据另一替代方案，测量装置10包括集成到滚动轴承保持架6中的传感器11和配重212。为了平衡装置10且因此滚动轴承1，传感器11和配重212定位在轴线X1的两侧，换句话说，围绕轴线X1以180度分布。当装置10包括集成到保持架6中的两个或更多个传感器时，配重可以相应地分布在保持架6的周边。
由于本发明，测量尽可能接近滚动轴承室4中的滚动轴承1的功能区的、与带有测量装置的滚动轴承1相关联的参数，这使得能够获得相关且精确的测量值。带有测量装置的滚动轴承1的体积得到优化。配线的数量得到减少，特别是供给能量和发送数据的配线的数量。
根据一特定应用，本发明使得能够分析与滚动轴承1的润滑相关的参数，即使当滚动轴承1由使滚动轴承室4与外部(闭型轴承)绝缘的构件保护时。
本发明还涉及一种制造带有测量装置的滚动轴承1的方法。该方法包括步骤a)：制造外圈2、内圈3和滚动体5。该方法还包括步骤b)：将至少部分的测量装置10集成到滚动轴承保持架6中，测量装置10包括在室5中沿着保持架6延伸的至少一个电缆13或天线113。实际上，保持架6可以在步骤b)之前被制造，与元件2、3、5同时，或者保持架6可以在步骤b)的过程中被制造，例如在元件11、12和/或13通过包覆成型被集成到保持架6中的情况下。该方法最后包括步骤c)：组装带有测量装置的滚动轴承1。步骤a)可以在步骤b)之前或之后进行。步骤c)在步骤a)和b)之后进行。
在不超出本发明的范围的情况下，可以将带有测量装置的滚动轴承1特别是测量装置10配置成不同于图1至3以及上述的替代方案。
不论本发明的实施例，测量装置10包括至少一个传感器11，并且至少部分地集成到滚动轴承保持架6中。
此外，上述的不同实施例和替代方案的技术特征可以全部或部分地组合。因此，带有测量装置的滚动轴承1可以在成本、功能性、体积和性能方面是适合的。

Claims (5)

1.一种带有测量装置的滚动轴承(1)，包括：
-外圈(2)和内圈(3)，在它们之间限定有滚动轴承室(4)，所述滚动轴承(1)具有中心轴线(X1)，其形成所述外圈(2)和所述内圈(3)的旋转的相对轴线；
-滚动体(5)，其定位在所述滚动轴承室(4)中并且由滚动轴承保持架(6)保持；以及
-测量装置(10)，其包括若干个传感器(11，12)，每个传感器适于测量所述带有测量装置的滚动轴承(1)的至少一个操作参数，所述测量装置(10)至少部分地集成到所述滚动轴承保持架(6)中；
其特征在于，
所述测量装置(10)完全位于所述滚动轴承室(4)中；
所述滚动轴承保持架(6)包括保持围绕滚动体(5)的保持部件(7)和连接所述保持部件(7)的中间部件(8)；
所述传感器(11，12)包括围绕所述中心轴线以180度分布设置的第一传感器(11)和第二传感器(12)，所述第一传感器和第二传感器通过包覆成型被集成到在两个滚动体(5)之间的中间空间中的所述滚动轴承保持架(6)中；所述第一传感器和第二传感器的每一个定位在腔(9)中，该腔被设置在所述中间部件(8)的其中之一的端部；
所述测量装置(10)包括在所述滚动轴承室(4 )中沿着所述滚动轴承保持架(6)延伸的至少一个电缆(13)，所述电缆全部围绕着所述中心轴线并且将所述第一传感器(11)连接到所述第二传感器(12)。
2.根据前述权利要求1所述的带有测量装置的滚动轴承(1)，其特征在于，所述测量装置(10)包括集成到所述传感器(11，12)中的无线发送器。
3.根据前述权利要求1所述的带有测量装置的滚动轴承(1)，其特征在于，所述测量装置(10)包括与所述传感器(11，12)分开并且被集成到所述滚动轴承保持架(6)中的无线发送器(112)。
4.根据前述权利要求1所述的带有测量装置的滚动轴承(1)，其特征在于，所述测量装置(10)包括集成到所述滚动轴承保持架(6)中的至少一个配重(212)。
5.一种制造根据权利要求1所述的带有测量装置的滚动轴承(1)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)制造所述外圈(2)、所述内圈(3)和所述滚动体(5)；
b)将至少部分的测量装置(10)集成到所述滚动轴承保持架(6)中，所述测量装置(10)包括在所述滚动轴承室(4 )中沿着所述滚动轴承保持架(6)延伸的至少一个电缆(13)；
c)组装所述带有测量装置的滚动轴承(1)。
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