DE102011084678A1 - Roller body for roller bearing utilized in vehicle for transferring forces from e.g. gearbox to pump, has detection element i.e. sliding element, movably arranged in opening of outer surface - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft Wälzkörper mit einer zum Abrollen auf zwei gegenüberliegenden Laufflächen eines Wälzlagers vorgesehenen Außenfläche. Wälzlager sind dazu vorgesehen Kräfte von statischen Teilen auf drehbare zu übertragen, wobei möglichst wenig Reibungsenergie frei wird.The invention relates to rolling elements with an outer surface provided for rolling on two opposite running surfaces of a roller bearing. Rolling bearings are intended to transfer forces from static parts to rotatable, with as little friction energy as possible.
Stand der TechnikState of the art
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Mit zunehmendem Einsatzspektrum von Wälzlagern, sei es in der Getriebe oder Fahrwerktechnik, oder bei Generatoren, Pumpen oder Motoren, wird es mit zunehmender Technisierung immer wichtiger über die Betriebszustände der Wälzlager Kenntnisse zu erlangen, um entweder über das Wälzlager selbst eine Aussage zu treffen, wie zum Beispiel die zu erwartende Lebensdauer, oder über das Umfeld des Wälzlagers, wie zum Beispiel der fahrdynamische Zustand eines Fahrzeuges.With increasing use of rolling bearings, be it in the transmission or chassis technology, or in generators, pumps or motors, it is becoming increasingly important to gain knowledge of the operating conditions of the rolling bearings with increasing technology, either to make a statement about the rolling bearing itself, such as For example, the expected life, or about the environment of the bearing, such as the driving dynamics of a vehicle.
Ferner wurden in Verbindung mit Wälzlagern telemetrische Methoden der Signalübertragung der im Wälzlager angeordneten Sensoren immer wichtiger, entweder weil das Wälzlager nur schwer zugänglich ist, oder weil aus dem Wälzraum, der die Wälzkörper enthält, nur schwerlich eine Versorgungs- und/oder Signalleitung herausgeführt werden kann ohne Nachteile, wie zum Beispiel die Verschmutzung der Laufflächen, in Kauf zu nehmen.Furthermore, telemetric methods of signal transmission of the sensors arranged in the rolling bearing have become increasingly important in connection with roller bearings, either because the rolling bearing is difficult to access, or because from the rolling space containing the rolling elements, a supply and / or signal line can be led out with difficulty Without disadvantages, such as the pollution of the treads to accept.
Aufgabenstellungtask
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist daher für Wälzlager Anordnungen zur Messwertaufnahme vorzuschlagen, die möglichst wenig Bauraum im Wälzlager in Anspruch nehmen.The object of the invention is therefore to propose arrangements for measuring bearings for rolling bearings, which take up as little installation space as possible in the roller bearing.
Die Aufgabe wird durch eine Sensorrolle der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Außenfläche wenigstens eine erste Öffnung aufweist und in der ersten Öffnung ein Detektionselement bewegbar angeordnet ist.The object is achieved by a sensor roller of the type mentioned above in that the outer surface has at least one first opening and in the first opening a detection element is arranged to be movable.
Dabei bildet das Detektionselement ein Bestandteil des Messwertaufnehmers, der wiederum ein Bestandteil des Sensors ist. Dabei wird unter dem Meßwertaufnehmer das Element verstanden, welches in Interaktion mit dem Wälzlager tritt. Der Sensor kann ferner noch Einheiten zur Signalumwandlung, Signalverstärkung, Signalaufbereitung oder Signalverarbeitung aufweisen, wobei diese ebenfalls im oder am Wälzkörper vorgesehen sein können, oder erst nach einer telemetrischen Übertragung zum Einsatz kommen.In this case, the detection element forms part of the transducer, which in turn is a component of the sensor. In this case, the transducer is understood to mean the element which interacts with the rolling bearing. The sensor may further comprise units for signal conversion, signal amplification, signal conditioning or signal processing, which may also be provided in or on the rolling element, or only after a telemetry transmission are used.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Wälzkörper sehr viel ungenutzten Raum aufweist, und in der Mehrzahl der bekannten Anwendungen solide gebaut ist.The invention is based on the finding that the rolling element has a lot of unused space, and is solidly built in the majority of known applications.
Aufgrund der ersten Öffnung, ist des dem Detektionselement möglich mit den Laufflächen in Kontakt zu treten und durch das Abrollen betätigt zu werden. Die Bewegung des Detektionselements wird dann in ein Signal des Sensors weiterverwandelt.Due to the first opening, it is possible for the detection element to come into contact with the running surfaces and to be actuated by the rolling. The movement of the detection element is then further converted into a signal of the sensor.
Vorteilhafterweise ist das Detektionselement zur Betätigung durch die gegenüberliegenden Laufflächen des Wälzlagers vorgesehen. Dazu wird beim Abrollen der Außenfläche des Wälzkörpers auf den Laufflächen das Detektionselement durch die erste Öffnung in den Wälzkörper gedrückt, sodass die kinetische Energie des Detektionselements ausreicht beispielsweise eine elektrische Signaländerung zu generieren, die vom Sensor aufgenommen werden kann und weiterverarbeitet werden kann.Advantageously, the detection element is provided for actuation by the opposite running surfaces of the rolling bearing. For this purpose, when rolling the outer surface of the rolling element on the running surfaces, the detection element is pressed through the first opening in the rolling elements, so that the kinetic energy of the detection element is sufficient to generate, for example, an electrical signal change that can be absorbed by the sensor and processed further.
Beispielsweise kann ein Drehzahlsensor leicht durch eine Zählung der Betätigungen umgesetzt werden, wobei nicht nur ganze Umdrehungen des Wälzlagers gezählt sondern auch Teildrehungen registriert werden können, weil der Wälzkörper erst nach einer bestimmten Anzahl von eigenen Umdrehungen in Bezug auf den feststehenden Teil des Wälzlagers einmal umgelaufen ist.For example, a speed sensor can be easily implemented by counting the operations, not only whole revolutions of the rolling bearing counted but also partial rotations can be registered, because the rolling element only after a certain number of its own revolutions with respect to the fixed part of the bearing once circulated ,
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Detektionselement sowohl zusammen mit dem Wälzkörper um eine Drehachse seiner Abrollbewegung drehbar, als auch um eine weitere Drehachse. An dieser weiteren Drehachse kann das Detektionselement auch im Wälzkörper gehalten werden, damit es nicht durch die erste Öffnung gleiten kann. Über die weitere Drehachse kann mittels einer Hebelwirkung die Kraft zur Signalgenerierung verstärkt werden, mit ggf. eine elektrische Verstärkung nicht mehr notwendig sein könnte. Beispielsweise könnte der Hebel ein Dehnungselement, wie z. B. einen Dehnungsmessstreifen, derart beanspruchen, dass dessen unverstärktes Signal bereits für eine Signalverarbeitung einsetzbar ist oder drahtlos weiter übermittelt werden kann.In an advantageous embodiment, the detection element is both rotatable together with the rolling body about an axis of rotation of its rolling movement, as well as about a further axis of rotation. At this further axis of rotation, the detection element can also be held in the rolling element so that it can not slide through the first opening. By means of a lever effect, the force for signal generation can be amplified via the further axis of rotation, with possibly an electrical amplification no longer being necessary. For example, the lever could be an expansion element, such. As a strain gauge, claim such that its unamplified signal is already used for signal processing or can be transmitted wirelessly.
Alternativ wird das Detektionselement bei der Betätigung durch eine der gegenüberliegenden Laufflächen des Wälzlagers einer elastischen Formänderung unterzogen. Damit entsteht eine große Fläche auf dem Detektionselement, die mit einer Biegung beaufschlagt ist und sich für das Anbringen von Dehnungssensoren eignet. Hierbei kann die Vielzahl der anbringbaren Dehnungsmessstreifen für ein starkes Messsignal sorgen.Alternatively, the detection element is subjected to an elastic change in shape when actuated by one of the opposite running surfaces of the rolling bearing. This results in a large area on the detection element, which is acted upon by a bend and is suitable for the attachment of strain sensors. In this case, the plurality of attachable strain gauges provide a strong measurement signal.
Vorteilhafterweise ist das Detektionselement bei der Betätigung durch eine der gegenüberliegenden Laufflächen des Wälzlagers durch eine zweite Öffnung der Außenfläche bewegbar. Somit handelt es sich bei dem Detektionselement um ein Schiebeelement, welches beispielsweise entlang eines Kanals im Wälzkörper bewegbar ist. Damit kann das Detektionselement an der ersten Öffnung und an der zweiten Öffnung durch eine Berührung mit der jeweiligen Lauffläche betätigt werden. Unabhängig von der Abrollrichtung wird die Betätigung des Detektionselements immer zweimal hintereinander von der gleichen Lauffläche an unterschiedlichen Berührungsflächen des Detektionselements ausgeführt. Advantageously, the detection element is movable by one of the opposite running surfaces of the rolling bearing by a second opening of the outer surface during actuation. Thus, the detection element is a sliding element, which is movable for example along a channel in the rolling body. Thus, the detection element at the first opening and at the second opening can be actuated by a contact with the respective running surface. Independently of the unwinding direction, the actuation of the detection element is always carried out twice in succession by the same running surface on different contact surfaces of the detection element.
Vorteilhafterweise unterstützten die erste, zweite Öffnung und/oder das Detektionselement die Förderung des Schmierstoffes im Wälzlager.Advantageously, the first, second opening and / or the detection element supported the promotion of the lubricant in the rolling bearing.
Bevorzugt ist das Detektionselement oder eines seiner Bestandteile zur Betätigung einer Membran vorgesehen, die zur Umverteilung des Schmierstoffes einsetzbar ist und eine Schierstofffließlichtung festgelegt werden kann.Preferably, the detection element or one of its components for actuating a membrane is provided, which can be used for redistribution of the lubricant and a Schierstofffließlichtung can be set.
Alternativ kann das Detektionselement oder eines seiner Bestandteile zur Stromerzeugung vorgesehen sein. Somit könnte ein Sensorsignal telemetrisch nach außen weitergegeben werden.Alternatively, the detection element or one of its components can be provided for power generation. Thus, a sensor signal could be transmitted telemetrically to the outside.
Das Detektionselement oder eines seiner Bestandteile ist zur Erzeugung detektierbaren Körperschalls vorgesehen. Dieser könnte das Wälzlager durch Transmission verlassen und ebenfalls außerhalb detektierbar sein.The detection element or one of its components is provided for generating detectable structure-borne noise. This could leave the rolling bearing by transmission and also be detectable outside.
Das jeweils aktive Bestandteil des Detektionselements zur Erzeugung des gewünschten Effektes, wie zuvor aufgeführt, könnte ein Betätigungsschenkel oder ein Detektionsschenkel sein, wobei der jeweilige Schenkel um eine Drehachse drehbar ist.The respective active component of the detection element for producing the desired effect, as stated above, could be an actuating limb or a detection limb, wherein the respective limb is rotatable about an axis of rotation.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures.
Es zeigen:Show it:
Ausführungsbeispielembodiment
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Mit dem beidseitig betätigbaren Detektionselement
Das regelmäßige Verschieben des Detektionselements
Dies ist bei Großlagern interessant, die auf Funktionsfehler untersucht werden und durch das Einsetzen des sensierten Wälzkörpers untersuchbar gemacht werden können. Aber auch bei Radlagern ist es von Vorteil, weil eine Telemetrie, die elektrische Bauteile erfordert, durch die Schallübertragung durch das Wälzlager hindurch überflüssig geworden ist und folglich entfallen kann.This is interesting for large bearings, which are examined for functional defects and can be made investigatable by the insertion of the sensed rolling element. But even with wheel bearings, it is advantageous because a telemetry, which requires electrical components, has become superfluous through the sound transmission through the rolling bearing through and therefore can be omitted.
Beide Schenkel
Zu beachten ist, dass der Überstand A kleiner gewählt ist, als die Länge B der Führungsnasen
Die außenliegende Spiralwindung
Ferner dienen die Öffnungen
Es sind zwei außenliegende Spiralwindungen
Superabsorber sind Materialien, die üblicherweise bei Hygieneartikeln, wie z. B. Windeln eingesetzt werden, um Feuchtigkeit aufzunehmen. Chemisch handelt es sich bei dem Superabsorber um ein Copolymer aus Acrylsäure und Natriumacrylat (Natriumsalz der Acrylsäure), wobei das Verhältnis der beiden Monomere zueinander variierbar ist. Zusätzlich wird ein so genannter Kernvernetzer (Core-Cross-Linker, CXL) der Monomerlösung zugesetzt, der die gebildeten langkettigen Polymermoleküle stellenweise untereinander durch chemische Brücken verbindet (sie ”vernetzt”). Durch diese Brücken wird das Polymer wasserunlöslich. Beim Eindringen Feuchtigkeit in das Polymerpartikel quillt er auf und strafft auf molekularer Ebene dieses Netzwerk – das Wasser kann ohne Hilfe nicht mehr entweichen.Superabsorbents are materials that are commonly used in hygiene articles such. B. diapers can be used to absorb moisture. Chemically, the superabsorbent is a copolymer of acrylic acid and sodium acrylate (sodium salt of acrylic acid), wherein the ratio of the two monomers is variable to one another. In addition, a so-called core crosslinker (core-crosslinker, CXL) is added to the monomer solution, which connects the long-chain polymer molecules formed in places with each other by chemical bridges (they "crosslinked"). These bridges make the polymer water insoluble. When it penetrates moisture in the polymer particle it swells up and tightens this network at the molecular level - the water can no longer escape without help.
Die Schmiermittelumverteilung funktioniert dadurch, dass durch die Öffnung
Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der
Zusammenfassend betrifft die Erfindung Wälzkörper mit einer zum Abrollen auf zwei gegenüberliegenden Laufflächen eines Wälzlagers vorgesehenen Außenfläche. Ziel ist es Anordnungen zur Messwertaufnahme vorzuschlagen, die möglichst wenig Bauraum im Wälzlager in Anspruch nehmen. Dazu wird eine Sensorrolle gelehrt, deren Außenfläche wenigstens eine erste Öffnung aufweist und in der ersten Öffnung ein Detektionselement bewegbar angeordnet ist. Dieses Detektionselement ist Teil des Messwertaufnehmers und kann zur Drehzahlmessung und Kräftemessung eingesetzt werden.In summary, the invention relates to rolling elements with a provided for rolling on two opposite raceway surfaces of a rolling bearing outer surface. The aim is to propose arrangements for measured value recording that take up as little installation space as possible in the rolling bearing. For this purpose, a sensor roller is taught, whose outer surface has at least one first opening and in the first opening, a detection element is arranged to be movable. This detection element is part of the sensor and can be used for speed measurement and force measurement.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wälzkörperrolling elements
- 33
- Laufflächetread
- 55
- Öffnungopening
- 1010
- Schweißkäfigwelding cage
- 1212
- Drehachseaxis of rotation
- 1414
- Betätigungsschenkelactuating leg
- 1616
- innere Führungsnaseinner guide nose
- 2222
- Öffnungopening
- 2424
- außenliegende Spiralwindungexternal spiral winding
- 2626
- Hohlraumcavity
- 3131
- Sensorrollesensor roller
- 3434
- Öffnungopening
- 3636
- Hohlraumcavity
- 4141
- Sensorrollesensor roller
- 4444
- Öffnungopening
- 4747
- Wandungwall
- BB
- Nasenlängeupmanship
- 22
- Laufflächetread
- 44
- Detektionselementdetection element
- 66
- BerührungsflächeTouchpad
- 1111
- Wälzkörperrolling elements
- 1313
- Detektionsschenkeldetection leg
- 1515
- äußere Führungsnaseouter guide nose
- 2121
- Sensorrollesensor roller
- 2323
- Öffnungopening
- 2525
- innenliegende Spiralwindungeninternal spiral turns
- 2727
- Außenflächeouter surface
- 3333
- Öffnungopening
- 3535
- außenliegende Spiralwindungexternal spiral winding
- 3737
- Wandungwall
- 4343
- Öffnungopening
- 4646
- Hohlraumcavity
- AA
- ÜberstandGot over
- RR
- Abrollrichtungunrolling
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011084678A DE102011084678A1 (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Roller body for roller bearing utilized in vehicle for transferring forces from e.g. gearbox to pump, has detection element i.e. sliding element, movably arranged in opening of outer surface |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102011084678A DE102011084678A1 (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Roller body for roller bearing utilized in vehicle for transferring forces from e.g. gearbox to pump, has detection element i.e. sliding element, movably arranged in opening of outer surface |
Publications (1)
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---|---|
DE102011084678A1 true DE102011084678A1 (en) | 2013-04-18 |
Family
ID=47990599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011084678A Withdrawn DE102011084678A1 (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Roller body for roller bearing utilized in vehicle for transferring forces from e.g. gearbox to pump, has detection element i.e. sliding element, movably arranged in opening of outer surface |
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---|---|
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-
2011
- 2011-10-18 DE DE102011084678A patent/DE102011084678A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |