DE102004013669B4 - Rolling bearings and use of the rolling bearing - Google Patents

Rolling bearings and use of the rolling bearing Download PDF

Info

Publication number
DE102004013669B4
DE102004013669B4 DE200410013669 DE102004013669A DE102004013669B4 DE 102004013669 B4 DE102004013669 B4 DE 102004013669B4 DE 200410013669 DE200410013669 DE 200410013669 DE 102004013669 A DE102004013669 A DE 102004013669A DE 102004013669 B4 DE102004013669 B4 DE 102004013669B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
rolling bearing
receiving device
bearing according
outer ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200410013669
Other languages
German (de)
Other versions
DE102004013669A1 (en
Inventor
Paul-Gerhard Dr. Hoch
Baozhu Dr. Liang
Volker Wendt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Priority to DE200410013669 priority Critical patent/DE102004013669B4/en
Publication of DE102004013669A1 publication Critical patent/DE102004013669A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102004013669B4 publication Critical patent/DE102004013669B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009Force sensors associated with a bearing
    • G01L5/0019Force sensors associated with a bearing by using strain gages, piezoelectric, piezo-resistive or other ohmic-resistance based sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/522Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009Force sensors associated with a bearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Wälzlager mit einem Außenring (14, 24), einem Innenring (11, 21) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (12, 22), wobei der Außenring (14, 24) von einer ringartigen, einstückigen Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) umgeben ist, die wenigstens einen innerhalb einer Axialerstreckung des Außenrings (14, 24) angeordneten Sensor (16, 26) zum Erfassen einer auf das Wälzlager wirkenden mechanischen Kraft vollständig umschließt, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der in einem flüssigen Zustand mit für den Sensor (16, 26) unschädlichen Eigenschaften, umfassend die Temperatur, verarbeitbar ist, und wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) eine kleinere Fließgrenze als der Sensor (16, 26) aufweist.Rolling bearing having an outer ring (14, 24), an inner ring (11, 21) and arranged therebetween rolling elements (12, 22), wherein the outer ring (14, 24) by an annular, one-piece sensor receiving device (15, 25) is surrounded at least one within an axial extension of the outer ring (14, 24) arranged sensor (16, 26) for detecting a force acting on the rolling bearing mechanical force completely encloses, wherein the sensor receiving device (15, 25) is formed of a plastic which in a liquid state with characteristics which are innocuous to the sensor (16, 26), including the temperature, and in which the sensor receiving device (15, 25) has a lower yield point than the sensor (16, 26).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Wälzlager mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern und eine Verwendung des Wälzlagers.The The invention relates to a rolling bearing with an outer ring, an inner ring and arranged therebetween rolling elements and a use of the rolling bearing.

Beispielsweise aus der US 5,952,587 A ist es bekannt, ein Wälzlager mit Dehnungsmessstreifen auszustatten. Dabei sind die Dehnungsmessstreifen auf der Außenseite des Außenrings und/oder auf der Innenseite des Innenrings des Wälzlagers angeordnet. Die sich im Wälzlager abstützenden mechanischen Kräfte verursachen dabei Verformungen der Ringe des Lagers und damit der Dehnungsmessstreifen, deren Widerstandsänderungen entsprechend messbar sind.For example, from the US 5,952,587 A It is known to equip a rolling bearing with strain gauges. The strain gauges are arranged on the outer side of the outer ring and / or on the inside of the inner ring of the rolling bearing. The supporting in the rolling bearing mechanical forces cause deformation of the rings of the bearing and thus the strain gauges whose resistance changes are measured accordingly.

Aus der DE 101 36 438 A1 ist ein Wälzlager mit einer Sensoranordnung bekannt, bei der zum Erfassen von auf die Lagerschalen des Wälzlagers wirkende Kräfte und Momente Sensorelemente in die Lagerschalen integriert sind.From the DE 101 36 438 A1 a rolling bearing with a sensor arrangement is known in which sensor elements are integrated into the bearing shells for detecting forces and moments acting on the bearing shells of the rolling bearing.

Aus der DE 100 17 572 A1 ist ein Wälzlager mit einer fernabfragbaren Erfassungseinheit bekannt, die mit mindestens einem nach dem SAW- und/oder BAW-Prinzip arbeitenden Bauelement eine Längen- und/oder Temperaturänderung im Material des Wälzlagers erfasst und das Messergebnis nach Eintreffen eines Funksignals zurücksendet.From the DE 100 17 572 A1 a rolling bearing with a remote sensing unit is known, which detects at least one working according to the SAW and / or BAW principle component a change in length and / or temperature in the material of the bearing and sends back the measurement result after the arrival of a radio signal.

Aus der US 5,221,146 A ist schließlich ein in einem Gehäuse angeordnetes Kugellager bekannt, wobei an einer Außenseite eines Außenrings des Kugellagers unmittelbar anliegende piezoelektrische Sensorelemente in das Gehäuse integriert sind.From the US 5,221,146 A finally, a ball bearing arranged in a housing is known, wherein on an outer side of an outer ring of the ball bearing directly adjacent piezoelectric sensor elements are integrated into the housing.

Aus der WO 02/44678 A1 ist ein System, bestehend aus einer Messvorrichtung und einem Lager zum Messen der axialen und/oder radialen Last auf das Lager bekannt, wobei die Messvorrichtung einen Sensorring aufweist, der angrenzend und in engem Kontakt zu dem Innenring oder dem Außenring des Lagers positionierbar ist, wobei der Sensorring auf seinem Umfang wenigstens eine Schwächung aufweist und wenigstens ein Sensor in dieser wenigstens einen Schwächung angeordnet ist, und wobei die wenigstens eine Schwächung insbesondere durch einen Schlitz in dem Sensorring ausgebildet ist.From the WO 02/44678 A1 is a system consisting of a measuring device and a bearing for measuring the axial and / or radial load on the bearing, the measuring device having a sensor ring which is positionable adjacent and in close contact with the inner ring or the outer ring of the bearing the sensor ring has at least one weakening on its circumference and at least one sensor is arranged in this at least one weakening, and wherein the at least one weakening is formed in particular by a slot in the sensor ring.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Wälzlager zu schaffen, bei dem wenigstens ein Sensor zum Erfassen einer auf das Wälzlager wirkenden mechanischen Kraft geschützt, am eigentlichen Wälzlager einfach und kostengünstig angebracht ist.A The object of the invention is to provide an improved rolling bearing in which at least one sensor for detecting a on the rolling bearing Protected mechanical force, at the actual rolling bearing easy and inexpensive is appropriate.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Der Anspruch 12 beschreibt eine vorteilhafte Verwendung des Wälzlagers des Anspruchs 1.The The object is solved by the subject matter of claim 1. advantageous Embodiments are described in the subclaims. The claim 12 describes an advantageous use of the rolling bearing of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 ist bei einem Wälzlager mit einem Außenring, einem Innenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern der Außenring von einer ringartigen Sensoraufnahmevorrichtung umgeben, die wenigstens einen innerhalb einer Axialerstreckung des Außenrings angeordneten Sensor zum Erfassen einer auf das Wälzlager wirkenden mechanischen Kraft vollständig umschließt, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der in einem flüssigen Zustand mit für den Sensor unschädlichen Eigenschaften, umfassend die Temperatur, verarbeitbar ist, und wobei die Sensoraufnahmevorrichtung eine kleinere Fließgrenze als der Sensor aufweist.According to claim 1 is in a rolling bearing with an outer ring, an inner ring and arranged therebetween rolling elements of the outer ring surrounded by an annular sensor receiving device, the at least an arranged within an axial extension of the outer ring sensor for Detecting one on the rolling bearing completely encloses acting mechanical force, wherein the sensor receiving device is formed from a plastic, in a liquid Condition with for the Sensor harmless Characteristics, including the temperature, is processable, and where the sensor receiving device has a lower yield point than the sensor.

Dadurch, dass die Sensoraufnahmevorrichtung den Sensor vollständig umschließt, wird dieser mit Vorteil vor Überlastungen geschützt. Weiterhin sind zum Aufnehmen der Sensoren keine aufwendig und kostenintensiv herzustellenden und mechanische Schwächungen verursachende Taschen oder Nuten am Außenring erforderlich. Dadurch, dass die Sensoraufnahmevorrichtung eine kleinere Fließgrenze als der Sensor aufweist, wird der Sensor insbesondere vor mechanischen Überlastungen und Beschädigungen geschützt. Die Sensoraufnahmevorrichtung umfasst dabei einen Kunststoff, der in einem flüssigen Zustand mit für den Sensor unschädlichen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Temperatur verarbeitbar ist, der im erwarteten Betriebstemperaturbereich des Wälzlagers einen festen Zustand aufweist und der im erwarteten Betriebsbelastungsbereich des Wälzlagers bei geringer Kriechempfindlichkeit elastisch verformbar ist. Als vorgenannter Kunststoff eignen sich dabei beispielsweise kaltaushärtende Expoxidharze.Thereby, that the sensor receiving device completely surrounds the sensor is this with advantage over overloads protected. Furthermore, to pick up the sensors are not complicated and expensive bags to be made and causing mechanical weakening or grooves on the outer ring required. Due to the fact that the sensor receiving device has a smaller size yield As the sensor has, the sensor is in particular against mechanical overloads and damage protected. The sensor receiving device comprises a plastic, the in a liquid Condition with for the sensor harmless properties, is processable in particular in terms of temperature, in the expected operating temperature range of the rolling bearing has a solid state and in the expected operating load range of the rolling bearing is elastically deformable at low creep sensitivity. When The aforementioned plastic are, for example, cold-curing epoxy resins.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Sensoraufnahmevorrichtung einen kleineren Elastizitätsmodul als der Außenring auf. Dadurch wird bei Sensoren, die derart gestaltet sind, dass sie nicht unmittelbar auf eine an ihnen anliegende mechanische Spannung, sondern eine hierbei verursachte Verformung reagieren, insbesondere gegenüber Lösungen, bei denen die Sen soren unmittelbar mit dem vergleichsweise steifen Außenring verbunden wären, eine mit Vorteil deutlich erhöhte Feinfühligkeit des Sensoransprechens erzielt. Vorgenannte, auf eine Verformung reagierende Sensoren umfassen dabei beispielsweise eine durch die zu erfassende Verformung zu biegende Membran, die mit ihr fest verbundene balkenförmige Messaufnehmer mit verbiegt.In a further advantageous embodiment, the sensor receiving device a smaller modulus of elasticity as the outer ring on. This is in sensors that are designed so that they do not act directly on a mechanical stress applied to them, but a deformation caused thereby react, in particular across from Solutions, where the sen sors directly with the comparatively stiff outer ring would be connected, one with advantage significantly increased sensitivity achieved the sensor response. The above, on a deformation Reactive sensors include, for example, one through the deformation to be detected membrane to be detected, which is firmly connected with it bar-shaped Sensor with bends.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Sensor ein piezoelektrisches Element. Dabei weist ein auf dem piezoelektrischen Effekt basierender Sensor insbesondere gegenüber einem auf einer elektrischen Widerstandsänderung basierenden Dehnungsmessstreifen mit Vorteil eine größere Messempfindlichkeit bei gleichzeitig geringerer Stoßempfindlichkeit in Verbindung mit einer höheren Temperaturunabhängigkeit auf.In a further advantageous embodiment the sensor comprises a piezoelectric element. In this case, a sensor based on the piezoelectric effect, in particular with respect to a strain gauge based on an electrical resistance change, advantageously has a greater measuring sensitivity with simultaneously lower shock sensitivity in conjunction with a higher temperature independence.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beinhaltet die Sensoraufnahmevorrichtung mehrere Sensoren. Damit kann eine Verteilung der Kräfte in Umfangsrichtung erfasst werden und/oder eine Genauigkeit des Erfassens durch die entsprechende Überbestimmung erhöht werden. Ferner können damit durch ein Vergleichen der Erfassungsergebnisse der Sensoren, beispielsweise von der Einbauumgebung herrührende unerwünschte Einflüsse, beispielsweise hinsichtlich der Temperatur und/oder der sich verändernden Lage der Wälzkörper zum jeweiligen Sensor ausgeglichen werden.In A further advantageous embodiment includes the sensor receiving device several sensors. This can be a distribution of forces in the circumferential direction be detected and / or accuracy of the detection by the appropriate over-determination elevated become. Furthermore, can thus by comparing the detection results of the sensors, for example, from the installation environment resulting undesirable influences, for example in terms of temperature and / or changing Position of the rolling elements for respective sensor can be compensated.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiments of the invention described below the figures. Showing:

1 einen Querschnitt durch ein Kugellager mit einem Innen- und einem Außenring, wobei der Außenring von einer ringartigen Sensoraufnahmevorrichtung umgeben ist, die wiederum von einem weiteren Ring umgeben ist und 1 a cross section through a ball bearing with an inner and an outer ring, wherein the outer ring is surrounded by an annular sensor receiving device, which in turn is surrounded by a further ring and

2 einen Querschnitt durch ein Kugelrollenlager mit einem Innen- und einem Außenring, wobei der Außenring von einer ringartigen Sensoraufnahmevorrichtung umgeben ist, die in ein Gehäuse integriert ist. 2 a cross section through a ball roller bearing with an inner and an outer ring, wherein the outer ring is surrounded by an annular sensor receiving device, which is integrated in a housing.

Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch ein Kugellager mit einem Innenring 11 und einem Außenring 14, wobei der Außenring 14 von einer ringartigen Sensoraufnahmevorrichtung 15 umgeben ist, die wiederum von einem weiteren Ring 17 umgeben ist. Das Kugellager umfasst weiterhin mehrere in Umfangsrichtung verteilte, von einem Käfig 13 geführte und zwischen den Ringen 11 und 14 angeordnete, als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 12. Der Innenring 11 und der Außenring 14 sind dabei typischerweise aus einem Metall, einer Metalllegierung und/oder einer Keramik ausgebildet. Die ringartige Sensoraufnahmevorrichtung 15 ist dabei aus einem Material, insbesondere einem Kunststoff ausgebildet, das in einem flüssigen Zustand mit für die Sensoren 16 unschädlichen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Temperatur, verarbeitbar ist. Die Sensoraufnahmevorrichtung 15 umschließt dabei drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Sensoren 16, die zum Erfassen auf das Kugellager wirkender Kräfte, insbesondere radial gerichteter Kräfte, ausgebildet und entsprechend angeordnet sind. Die Sensoraufnahmevorrichtung 15 ist beispielsweise dadurch einfach und kostengünstig herstellbar, indem der Außenring 14 mit einem Kunststoff umspritzt wird und dabei die Sensoren 16 mit eingespritzt werden. Dabei umfasst in einer Ausführungsform jeder der Sensoren 16 ein piezoelektrisches Element. Um die vorausgehend beschriebene Lagereinheit in den gängigen Einbausituationen verwenden zu können, ist die Sensoraufnahmevorrichtung von dem weiteren Ring 17 umschlossen, dessen Material vergleichbar dem des Außenrings 14 gewählt ist.The 1 shows as an embodiment of the invention, a cross section through a ball bearing with an inner ring 11 and an outer ring 14 , where the outer ring 14 from an annular sensor receiving device 15 surrounded by another ring 17 is surrounded. The ball bearing further comprises a plurality of circumferentially distributed, from a cage 13 guided and between the rings 11 and 14 arranged, designed as balls rolling elements 12 , The inner ring 11 and the outer ring 14 are typically formed of a metal, a metal alloy and / or a ceramic. The ring-like sensor receiving device 15 is formed of a material, in particular a plastic, which in a liquid state with for the sensors 16 innocuous properties, especially in terms of temperature, is processable. The sensor receiving device 15 encloses three circumferentially distributed sensors arranged 16 , which are for detecting acting on the ball bearing forces, in particular radially directed forces, formed and arranged accordingly. The sensor receiving device 15 For example, this is simple and inexpensive to produce by the outer ring 14 is overmoulded with a plastic and the sensors 16 to be injected with. In one embodiment, each of the sensors comprises 16 a piezoelectric element. In order to use the previously described storage unit in the usual installation situations, the sensor receiving device of the other ring 17 enclosed, whose material comparable to that of the outer ring 14 is selected.

Die Sensoren 16 sind über Verbindungsleitungen 19 mit einer Auswerteeinheit 18 verbunden. Dabei ist in der 1 vorgenannte Verbindung zwischen den Sensoren 16 und der Auswerteeinheit 18 exemplarisch für lediglich einen der Sensoren 16 dargestellt. Die Auswerteeinheit 18 ist dabei derart ausgebildet, dass eine allein aufgrund des Einbaus der Sensoren 16 in die Sensoraufnahmevorrichtung 15 und den weiteren Ring 17 infolge der Presspassung auf die Sensoren 16 wirkende Vorbelastung herausgerechnet werden kann, so dass damit die Sensoren 16 genullt und kalibriert werden können.The sensors 16 are over interconnections 19 with an evaluation unit 18 connected. It is in the 1 the aforementioned connection between the sensors 16 and the evaluation unit 18 exemplary for only one of the sensors 16 shown. The evaluation unit 18 is designed such that one alone due to the installation of the sensors 16 in the sensor receiving device 15 and the other ring 17 due to the interference fit on the sensors 16 acting preload can be excluded, so that so the sensors 16 can be zeroed and calibrated.

Die 2 zeigt als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch ein Kugellager mit einem Innenring 21 und einem Außenring 24, wobei der Außenring 24 von einer ringartigen Sensoraufnahmevorrichtung 25 umgeben ist, die direkt in ein Gehäuse 27 einer Geräteeinheit integriert ist. Dabei kann die Geräteeinheit kundenspezifisch, beispielsweise als Bestandteil einer Waschmaschinentrommeleinheit ausgeführt sein, womit dann unter anderem das Gewicht von in die Trommel eingelegter Wäsche erfassbar ist. Das Kugellager umfasst dabei mehrere in Umfangsrichtung verteilte, von einem Käfig 23 geführte und zwischen den Ringen 21 und 24 angeordnete, als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 22. Die drei von der Sensorvorrichtung 25 umschlossenen Sensoren 26 sind dabei drahtlos mit einer nicht dargestellten Auswerteinheit verbindbar. Ansonsten gilt das vorausgehend zur 1 Beschriebene entsprechend.The 2 shows as a further embodiment of the invention a cross section through a ball bearing with an inner ring 21 and an outer ring 24 , where the outer ring 24 from an annular sensor receiving device 25 surrounded, which directly into a housing 27 a device unit is integrated. In this case, the device unit can be customized, for example, designed as part of a washing machine drum unit, which then, inter alia, the weight of inserted into the drum laundry can be detected. The ball bearing comprises several circumferentially distributed, from a cage 23 guided and between the rings 21 and 24 arranged, designed as balls rolling elements 22 , The three from the sensor device 25 enclosed sensors 26 are wirelessly connectable to an evaluation unit, not shown. Otherwise, this applies to the previous 1 Described accordingly.

In anderen Ausführungsformen ist das erfindungsgemäße Wälzlager natürlich auch bei anderen Wälzlagern beinhaltenden Maschinen als Waschmaschinen, so zum Beispiel bei Förderbandanlagen, mit Vorteil einsetzbar.In other embodiments is the rolling bearing of the invention Naturally also with other rolling bearings including machines as washing machines, such as at Conveyors, can be used with advantage.

11, 2111 21
Innenringinner ring
12, 2212 22
Wälzkörperrolling elements
13, 2313 23
KäfigCage
14, 2414 24
Außenringouter ring
15, 2515 25
SensoraufnahmevorrichtungSensor Cradle
16, 2616 26
Sensorsensor
1717
weiterer RingAnother ring
1818
Auswerteeinheitevaluation
1919
Verbindungsleitungconnecting line
2727
Gehäusecasing

Claims (12)

Wälzlager mit einem Außenring (14, 24), einem Innenring (11, 21) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (12, 22), wobei der Außenring (14, 24) von einer ringartigen, einstückigen Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) umgeben ist, die wenigstens einen innerhalb einer Axialerstreckung des Außenrings (14, 24) angeordneten Sensor (16, 26) zum Erfassen einer auf das Wälzlager wirkenden mechanischen Kraft vollständig umschließt, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) aus einem Kunststoff ausgebildet ist, der in einem flüssigen Zustand mit für den Sensor (16, 26) unschädlichen Eigenschaften, umfassend die Temperatur, verarbeitbar ist, und wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) eine kleinere Fließgrenze als der Sensor (16, 26) aufweist.Rolling bearings with an outer ring ( 14 . 24 ), an inner ring ( 11 . 21 ) and arranged therebetween rolling elements ( 12 . 22 ), wherein the outer ring ( 14 . 24 ) of an annular, one-piece sensor receiving device ( 15 . 25 ) is surrounded, which at least one within an axial extent of the outer ring ( 14 . 24 ) arranged sensor ( 16 . 26 ) completely encloses for detecting a force acting on the rolling bearing mechanical force, wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) is formed of a plastic, which in a liquid state with for the sensor ( 16 . 26 ) harmless properties, including the temperature, is processable, and wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) has a lower yield point than the sensor ( 16 . 26 ) having. Wälzlager nach Anspruch 1, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) im erwarteten Betriebstemperaturbereich des Wälzlagers einen festen Zustand aufweist und im erwarteten Betriebsbelastungsbereich des Wälzlagers bei geringer Kriechempfindlichkeit elastisch verformbar ist.Rolling bearing according to claim 1, wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) has a solid state in the expected operating temperature range of the rolling bearing and in the expected operating load range of the rolling bearing with low creep sensitivity is elastically deformable. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) einen kleineren Elastizitätsmodul als der Außenring (14, 24) aufweist.Rolling bearing according to one of claims 1 or 2, wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) has a smaller modulus of elasticity than the outer ring ( 14 . 24 ) having. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sensor (16, 26) ein piezoelektrisches Element umfasst.Rolling bearing according to one of claims 1 to 3, wherein the sensor ( 16 . 26 ) comprises a piezoelectric element. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) mehrere Sensoren (16, 26) beinhaltet.Rolling bearing according to one of claims 1 to 4, wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) several sensors ( 16 . 26 ) includes. Wälzlager nach Anspruch 5, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15, 25) drei Sensoren (16, 26) beinhaltet.Rolling bearing according to claim 5, wherein the sensor receiving device ( 15 . 25 ) three sensors ( 16 . 26 ) includes. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sensoraufnahmevorrichtung (15) von einem weiteren ringartigen Bauelement (17) umgeben ist.Rolling bearing according to one of claims 1 to 6, wherein the sensor receiving device ( 15 ) of a further ring-like component ( 17 ) is surrounded. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das weitere ringartige Bauelement (17) und/oder der Außenring (14, 24) ein Metall umfassen.Rolling bearing according to one of claims 1 to 7, wherein the further annular component ( 17 ) and / or the outer ring ( 14 . 24 ) comprise a metal. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sensor (16, 26) zum Erfassen in radialer Richtung wirkender Kräfte ausgebildet und angeordnet ist.Rolling bearing according to one of claims 1 to 8, wherein the sensor ( 16 . 26 ) is designed and arranged for detecting forces acting in the radial direction. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Sensor (16, 26) mit einer Auswerteeinheit (18) verbindbar ist.Rolling bearing according to one of claims 1 to 9, wherein the sensor ( 16 . 26 ) with an evaluation unit ( 18 ) is connectable. Wälzlager nach Anspruch 10, wobei die Auswerteeinheit (18) derart ausgebildet ist, dass eine auf den Sensor (16, 26) bei einem unbelasteten Zustand des Wälzlagers allein aufgrund seiner Einbettung wirkende Kraft ausgeblendet wird.Rolling bearing according to claim 10, wherein the evaluation unit ( 18 ) is designed such that one on the sensor ( 16 . 26 ) is hidden in an unloaded state of the bearing alone due to its embedding force acting. Verwendung des Wälzlagers nach einem der vorausgehenden Ansprüche als Lager für eine Waschmaschinentrommel.Use of the rolling bearing according to any one of the preceding claims as a bearing for a washing machine drum.
DE200410013669 2004-03-19 2004-03-19 Rolling bearings and use of the rolling bearing Expired - Fee Related DE102004013669B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410013669 DE102004013669B4 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Rolling bearings and use of the rolling bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410013669 DE102004013669B4 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Rolling bearings and use of the rolling bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004013669A1 DE102004013669A1 (en) 2005-10-20
DE102004013669B4 true DE102004013669B4 (en) 2010-01-07

Family

ID=35033839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410013669 Expired - Fee Related DE102004013669B4 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Rolling bearings and use of the rolling bearing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004013669B4 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7758459B2 (en) 2006-10-03 2010-07-20 Aktiebolaget Skf Tensioning roller device
US8172056B2 (en) 2007-02-27 2012-05-08 Aktiebolaget Skf Disengageable pulley device
US8226301B2 (en) 2006-06-26 2012-07-24 Aktiebolaget Skf Suspension thrust bearing device and strut
CN103775512A (en) * 2012-10-26 2014-05-07 复盛股份有限公司 Bearing support structure used in fluid machinery and manufacturing method thereof
CN111337172A (en) * 2019-09-23 2020-06-26 北京交通大学 Bearing internal load distribution detection structure, calibration structure and detection method

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2895043B1 (en) * 2005-12-20 2009-07-10 Skf Ab HOUSING DEVICE FOR BEARING PROVIDED WITH A LOAD DETECTION SYSTEM APPLIED TO THE BEARING.
DE102006015111A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Schaeffler Kg Rotatable, swiveling or axial ball and roller bearing for aging process, has lubricating grease-sensor provided with piezo-component utilized as measuring equipment, where sensor and/or piezo-component are designed in lamellar manner
DE102006051642B4 (en) * 2006-11-02 2011-02-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Roller bearing with a measuring rolling element
DE102010013934A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Measuring system for rolling bearings
WO2012123010A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-20 Aktiebolaget Skf Device for housing a bearing provided with a system for detecting the load applied to the bearing.
CN103332206A (en) * 2013-06-27 2013-10-02 南车四方车辆有限公司 Motor car and temperature-measuring mapping instrument for bearing of motor car
GB201419214D0 (en) * 2014-10-29 2014-12-10 Rolls Royce Plc Bearing apparatus
DE102017114167B3 (en) * 2017-06-27 2018-06-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing sensor ring, sensor bearing assembly and method for their preparation
CN108168742A (en) * 2017-12-15 2018-06-15 北京博源天衡科技有限公司 Multiring structure load sensor
DE102019200627A1 (en) 2019-01-18 2020-07-23 Minebea Mitsumi Inc. Rolling bearing and pump, in particular turbomolecular pump, with such a rolling bearing

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7106270U (en) * 1971-05-13 Skf Gmbh Load bearing
DE3502275A1 (en) * 1985-01-24 1986-07-24 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Force sensor
US5221146A (en) * 1991-04-16 1993-06-22 Nissan Motor Co., Ltd. Structure of bearing of geared shaft
DE4218949A1 (en) * 1992-06-10 1993-12-16 Schaeffler Waelzlager Kg Radial or axial bearing with force measurement - connects bearing ring directly, or roller bearing indirectly via intermediate member, with force measuring film sensor.
JPH08312642A (en) * 1995-05-23 1996-11-26 Koyo Seiko Co Ltd Bearing device with load sensor
US5952587A (en) * 1998-08-06 1999-09-14 The Torrington Company Imbedded bearing life and load monitor
DE19925460C2 (en) * 1999-06-02 2001-05-17 Fraunhofer Ges Forschung Sliding and / or rolling pairings with thin-film sensors
DE10017572A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-18 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Rolling bearings with remote-sensing registration units
DE10136438A1 (en) * 2000-08-22 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Sensor arrangement for direct measurement of forces and moments acting on bearing box and derivation from these of other values useful in automatic vehicle control systems
WO2002044678A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Skf Engineering And Research Centre B.V. Measurement device for measuring radial and/or axial forces
JP2002242947A (en) * 2001-02-16 2002-08-28 Koyo Seiko Co Ltd Rolling bearing
DE10243095A1 (en) * 2002-09-16 2004-04-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Roller bearing with integrated state measurement has bearing shell with mutually concentric inner and outer parts and integrated sensing arrangement between them as force-sensitive measurement coating

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7106270U (en) * 1971-05-13 Skf Gmbh Load bearing
DE3502275A1 (en) * 1985-01-24 1986-07-24 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Force sensor
US5221146A (en) * 1991-04-16 1993-06-22 Nissan Motor Co., Ltd. Structure of bearing of geared shaft
DE4218949A1 (en) * 1992-06-10 1993-12-16 Schaeffler Waelzlager Kg Radial or axial bearing with force measurement - connects bearing ring directly, or roller bearing indirectly via intermediate member, with force measuring film sensor.
JPH08312642A (en) * 1995-05-23 1996-11-26 Koyo Seiko Co Ltd Bearing device with load sensor
US5952587A (en) * 1998-08-06 1999-09-14 The Torrington Company Imbedded bearing life and load monitor
DE19925460C2 (en) * 1999-06-02 2001-05-17 Fraunhofer Ges Forschung Sliding and / or rolling pairings with thin-film sensors
DE10017572A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-18 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Rolling bearings with remote-sensing registration units
DE10136438A1 (en) * 2000-08-22 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Sensor arrangement for direct measurement of forces and moments acting on bearing box and derivation from these of other values useful in automatic vehicle control systems
WO2002044678A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-06 Skf Engineering And Research Centre B.V. Measurement device for measuring radial and/or axial forces
JP2002242947A (en) * 2001-02-16 2002-08-28 Koyo Seiko Co Ltd Rolling bearing
DE10243095A1 (en) * 2002-09-16 2004-04-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Roller bearing with integrated state measurement has bearing shell with mutually concentric inner and outer parts and integrated sensing arrangement between them as force-sensitive measurement coating

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8226301B2 (en) 2006-06-26 2012-07-24 Aktiebolaget Skf Suspension thrust bearing device and strut
US7758459B2 (en) 2006-10-03 2010-07-20 Aktiebolaget Skf Tensioning roller device
US8172056B2 (en) 2007-02-27 2012-05-08 Aktiebolaget Skf Disengageable pulley device
CN103775512A (en) * 2012-10-26 2014-05-07 复盛股份有限公司 Bearing support structure used in fluid machinery and manufacturing method thereof
CN103775512B (en) * 2012-10-26 2016-08-03 复盛股份有限公司 Bearing block structure for fluid machinery and preparation method thereof
CN111337172A (en) * 2019-09-23 2020-06-26 北京交通大学 Bearing internal load distribution detection structure, calibration structure and detection method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004013669A1 (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004013669B4 (en) Rolling bearings and use of the rolling bearing
DE10017572B4 (en) Rolling bearings with remote sensing units
US6920801B2 (en) Measurement device for measuring radial and/or axial forces
EP1902289A1 (en) Bearing arrangement for mounting at least one machine element on a support
JP2018514775A (en) Machine element with sensor device and method for manufacturing the machine element
DE10141252C1 (en) Device for determining forces and / or moments acting on the wheel suspension of a wheel of a vehicle
DE102011006907A1 (en) Roller element for use as sensor to detect e.g. rolling force in roller bearing, has electrical contact for connecting piezoelectric element with electronic evaluation unit, and electrically conductive covering comprising two electrodes
EP1583943B1 (en) Force transducer for measuring axial forces
DE3713236A1 (en) DEVICE FOR MEASURING PRESSURES
WO2007124947A2 (en) Axial force transducer
JP2013542111A (en) Pin bearing arrangement structure for aircraft landing gear
DE102018210842A1 (en) Arrangement for receiving the axial thrust of a centrifugal pump
DE10339304A1 (en) sensor support
WO2014044262A1 (en) Bearing having an indicator
DE102017120756A1 (en) Sensor bearing unit with rolling bearing and measuring ring
DE10302352B4 (en) Force transducer for measuring axle forces
DE102016215071A1 (en) Force sensor, in particular suitable for an electro-hydraulic hitch control of a tractor
DE102004054201A1 (en) Ball bearing has peripheral grooves in outer faces of outer ring, in which sensors, e.g. temperature or rpm sensors, are mounted
DE102011003591A1 (en) Roller bearing for use in bottom bracket for supporting crankshaft of e.g. bicycle, has sensor element detecting mechanical pressure or tensile stresses arising in operation of bearing and arranged apart from raceway
DE102017121011A1 (en) Arrangement for measuring a torsional or torsional moment
DE102017123350A1 (en) Imbalance bearing with balancing body
DE102017110036A1 (en) Apparatus and method for detecting a mechanical load
DE102010005476B4 (en) Method and device for detecting the load in a rolling bearing
DE10219430B4 (en) Device for axial bearing force measurement
DE102018131195A1 (en) Wheel bearing unit of a vehicle, in particular an agricultural vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee