DE102017110088A1

DE102017110088A1 - Sensor, sensor module and sensor kit with this sensor

Info

Publication number: DE102017110088A1
Application number: DE102017110088.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Glück
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst einen Sensor (03) zur Detektion metallischer Partikel in einem mechanischen Lager. Der Sensor (03) umfasst eine Sensorkavität (05), wobei an mindestens zwei Kavitätsflächen (09) der Sensorkavität (05) magnetisierte und elektrisch leitfähige Elektroden (07) mit umgebendem Magnetfeld (19) angeordnet sind. Mittels des Magnetfelds sind metallische Partikel an einer Detektionsfläche (15) im Bereich um eine Öffnung (06) der Sensorkavität sammelbar. Die Elektroden (07) besitzen elektrische Verbindungsabschnitte (11), welche mit einer Detektionsschaltung (17) elektrisch verbindbar sind, um eine Änderung einer elektrischen Kapazität und/oder eines elektrischen Widerstands zwischen den Elektroden (07) zu detektieren. Die Änderung dient als ein Maß für das Vorhandensein von metallischen Partikeln an der Detektionsfläche (15). Weiterhin betrifft die Erfindung ein den Sensor (03) umfassendes Sensormodul (01) sowie einen Sensorbaukasten in dem das Sensormodul (01) angeordnet ist. Ebenso betrifft die Erfindung eine Lageranordnung die den Sensorbaukasten umfasst.The present invention initially relates to a sensor (03) for detecting metallic particles in a mechanical bearing. The sensor (03) comprises a sensor cavity (05), magnetized and electrically conductive electrodes (07) with surrounding magnetic field (19) being arranged on at least two cavity surfaces (09) of the sensor cavity (05). By means of the magnetic field, metallic particles can be collected on a detection surface (15) in the area around an opening (06) of the sensor cavity. The electrodes (07) have electrical connection sections (11) which are electrically connectable to a detection circuit (17) in order to detect a change in an electrical capacitance and / or an electrical resistance between the electrodes (07). The change serves as a measure of the presence of metallic particles on the detection surface (15). Furthermore, the invention relates to a sensor module (01) comprising the sensor (03) and a sensor module in which the sensor module (01) is arranged. Likewise, the invention relates to a bearing assembly comprising the sensor module.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zur Detektion metallischer Partikel. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Sensormodul sowie einen Sensorbaukasten mit ebendiesem Sensor. Die Erfindung betrifft außerdem eine Lageranordnung, welche den Sensor zur Detektion metallischer Partikel umfasst.The present invention relates to a sensor for detecting metallic particles. Furthermore, the invention relates to a sensor module and a sensor module with ebendiesem sensor. The invention also relates to a bearing assembly comprising the sensor for detecting metallic particles.

Magnetische Abriebsdetektoren bzw. Metallpartikelsensoren sowie Abriebsammler sind im Allgemeinen bekannt. In Flüssigkeiten, die in mechanischen Vorrichtungen beispielsweise zur Schmierung oder Kühlung eingesetzt werden, kann sich Abrieb ansammeln. Abrieb sind insbesondere metallische bzw. ferromagnetische Partikel, die einen Verschleiß oder sogar eine Fehlfunktion der Vorrichtung widerspiegeln können.Magnetic abrasion detectors or metal particle sensors and abrasion collectors are generally known. In fluids used in mechanical devices, for example, for lubrication or cooling, abrasion can accumulate. Abrasion are in particular metallic or ferromagnetic particles, which may reflect a wear or even a malfunction of the device.

Die DE 195 35 397 C2 beschreibt ein Verfahren zum Trennen von Abriebpartikeln aus einem Gemisch aus Abrasivmitteln und Abriebpartikeln, wobei das Gemisch durch ein Magnetfeld geführt wird.The DE 195 35 397 C2 describes a method for separating abrasive particles from a mixture of abrasive and abrasive particles, wherein the mixture is passed through a magnetic field.

Die DE 102 30 759 A1 zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Maschinendiagnose. Die Einrichtung umfasst eine auf einen Spulenkern gewickelte Spule, auf deren Oberfläche sich die zu detektierenden ferritischen Abriebpartikel anlagern.The DE 102 30 759 A1 shows a method and apparatus for machine diagnostics. The device comprises a coil wound on a coil core, on the surface of which the ferritic abrasion particles to be detected are deposited.

In der DE 1 2009 037 500 A1 ist eine Messeinrichtung zum Detektieren beschrieben, die unter anderem einen Signalgeber und einen Sensor umfasst. Weiterhin weist die Messeinrichtung Mittel zur Schmutzabweisung auf, welche das Anlagern von Metallpartikelabrieb zwischen dem Sensor und dem Signalgeber reduzieren. Die Metallpartikel werden gezielt gesammelt bzw. abgewiesen.In the DE 1 2009 037 500 A1 a measuring device is described for detecting, which includes, among other things, a signal generator and a sensor. Furthermore, the measuring device has means for soil removal, which reduce the accumulation of metal particle abrasion between the sensor and the signal generator. The metal particles are selectively collected or rejected.

Die EP 0 290 397 B1 beschreibt einen Sensor zur Detektion ferromagnetischer Partikel, welche in einem Fluid enthalten sind. Der Sensor umfasst einen Hauptmagnetkreis, der durch einen Permanentmagnet polarisiert ist und einen Luftspalt aufweist. Weiterhin umfasst der Sensor einen Hilfsmagnetkreis, welcher dem im Luftspalt erzeugten Magnetfeld entgegenwirken kann und somit ein Ablösen der in der Nähe des Luftspalts angesammelten Partikel bewirken kann.The EP 0 290 397 B1 describes a sensor for detecting ferromagnetic particles contained in a fluid. The sensor comprises a main magnetic circuit which is polarized by a permanent magnet and has an air gap. Furthermore, the sensor comprises an auxiliary magnetic circuit, which can counteract the magnetic field generated in the air gap and thus cause a detachment of the accumulated in the vicinity of the air gap particles.

In der DE 10 2012 219 242 A1 wird eine Messvorrichtung und ein Messverfahren zur Detektion von ferromagnetischen Partikeln in Flüssigkeiten beschrieben.In the DE 10 2012 219 242 A1 describes a measuring device and a measuring method for the detection of ferromagnetic particles in liquids.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, einen einfachen Sensor sowie ein Sensormodul mit dem Sensor für ein mechanisches Lager zur Verfügung zu stellen, welche der Detektion metallischer Partikel in einem Fluid dienen. Eine weitere Aufgabe ist, dass der Sensor kostenarm und einfach einbaubar ist, insbesondere in einen Sensorbaukasten integrierbar ist.It is an object of the present invention, based on the prior art, to provide a simple sensor and a sensor module with the sensor for a mechanical bearing, which serve to detect metallic particles in a fluid. Another object is that the sensor is low cost and easy to install, in particular can be integrated into a sensor kit.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch einen Sensor gemäß dem beigefügten Anspruch 1. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Sensormodul sowie durch einen Sensorbaukasten gemäß den Ansprüchen 5 und 9 gelöst. Auch eine Lageranordnung gemäß dem Anspruch 10 löst die Aufgabe.According to the invention, the object is achieved by a sensor according to the appended claim 1. Furthermore, the object is achieved by a sensor module and by a sensor module according to claims 5 and 9. Also, a bearing assembly according to claim 10 solves the problem.

Der erfindungsgemäße Sensor dient der Detektion metallischer Partikel in einem mechanischen Lager. Die metallischen Partikel lagern sich als Verunreinigung in einem Medium, welches in dem Lager befindlich ist, ein. Der Sensor weist eine Sensorkavität auf, die eine räumliche Aussparung in dem Sensor bildet. An mindestens zwei Kavitätsflächen der Sensorkavität sind magnetisierte und elektrisch leitfähige Elektroden angeordnet. Bevorzugt ist an jeder Kavitätsfläche der mindestens zwei Kavitätsflächen eine Elektrode angeordnet. Um die magnetisierten Elektroden besteht bekanntermaßen ein Magnetfeld. Mittels des Magnetfelds sind die metallischen Partikel des den Sensor umgebenden Mediums an mindestens einer Detektionsfläche im Bereich einer Öffnung der Sensorkavität sammelbar. Zum Bestimmen einer elektrischen Kapazität oder eines elektrischen Widerstands sind die Elektroden des Sensors mit einer Detektionsschaltung elektrisch verbindbar.The sensor according to the invention serves to detect metallic particles in a mechanical bearing. The metallic particles deposit as an impurity in a medium which is in the bearing. The sensor has a sensor cavity which forms a spatial recess in the sensor. Magnetized and electrically conductive electrodes are arranged on at least two cavity surfaces of the sensor cavity. Preferably, an electrode is arranged on each cavity surface of the at least two cavity surfaces. As is known, there is a magnetic field around the magnetized electrodes. By means of the magnetic field, the metallic particles of the medium surrounding the sensor can be collected at at least one detection surface in the region of an opening of the sensor cavity. For determining an electrical capacitance or an electrical resistance, the electrodes of the sensor are electrically connectable to a detection circuit.

Vorzugsweise ist der Sensor rechteckig ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Sensor dazu ausgebildet in einen Sensorbaukasten eines Lagers zu passen, wobei der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt werden soll.Preferably, the sensor is rectangular. Particularly preferably, the sensor is designed to fit into a sensor module of a bearing, wherein the available space to be used optimally.

Die Sensorkavität ist bevorzugt rechteckig ausgebildet. Alternativ ist die Sensorkavität halbrund ausgebildet. Die Tiefe des Sensors ist bevorzugt mindestens halb so tief wie die Tiefe der Sensorkavität. Besonders bevorzugt sind die Tiefen des Sensors und der Sensorkavität gleich groß.The sensor cavity is preferably rectangular. Alternatively, the sensor cavity is formed semicircular. The depth of the sensor is preferably at least half as deep as the depth of the sensor cavity. Particularly preferably, the depths of the sensor and the sensor cavity are the same size.

Bevorzugt nehmen die Elektroden die gesamte Kavitätsfläche, an der sie angeordnet sind ein, bzw. die Größe der Elektroden entspricht jeweils der Gesamtkavitätsfläche an der sie angeordnet sind. Alternativ sind die Elektroden kleiner als die Gesamtkavitätsfläche an der sie angeordnet sind ausgebildet.Preferably, the electrodes occupy the entire cavity surface on which they are arranged, or the size of the electrodes corresponds in each case to the total cavity surface on which they are arranged. Alternatively, the electrodes are formed smaller than the Gesamtkavitätsfläche on which they are arranged.

Bevorzugt sind die Elektroden mittelbar an den Kavitätsflächen angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Elektroden unmittelbar an den Kavitätsflächen angeordnet, beispielsweise in Form einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, die aber das Magnetfeld nicht wesentlich abschirmen darf. Die Elektroden sind beispielsweise starre Metallplatten. Alternativ bevorzugt sind die Elektroden Metallfolien.Preferably, the electrodes are arranged indirectly on the Kavitätsflächen. Particularly preferably, the electrodes are arranged directly on the cavity surfaces, for example in the form of an electrically conductive coating, but which may not substantially shield the magnetic field. The electrodes are, for example, rigid metal plates. Alternatively, the electrodes are preferably metal foils.

Die mindestens zwei Elektroden weisen eine zueinander entgegengesetzte magnetische Polarität auf. An der Öffnung der Sensorkavität besitzt eine erste Elektrode einen Nordpol und eine zweite Elektrode einen Südpol oder umgekehrt. In einer abgewandelten Ausführungsform können die Elektroden eine gleichgerichtete Polarität aufweisen. The at least two electrodes have a mutually opposite magnetic polarity. At the opening of the sensor cavity, a first electrode has a north pole and a second electrode has a south pole or vice versa. In a modified embodiment, the electrodes may have a rectified polarity.

Bevorzugt schließt eine Elektrodenstirnfläche mit einer Stirnfläche des Sensors in einer Ebene ab, sodass besonders bevorzugt eine planare Fläche entsteht, wobei die Stirnfläche des Sensors die Öffnung der Sensorkavität aufweist. Die Elektrodenstirnfläche besitzt vorzugsweise eine geringere Flächenausdehnung als die Elektrodenflächen, welche unmittelbar oder mittelbar an den Kavitätsflächen anliegen.Preferably, an electrode end face with an end face of the sensor terminates in a plane, so that particularly preferably a planar surface is produced, the end face of the sensor having the opening of the sensor cavity. The electrode end face preferably has a smaller surface area than the electrode surfaces which bear directly or indirectly on the cavity surfaces.

Vorzugsweise liegen die mindestens zwei Elektroden einander gegenüber. Zwischen zwei gegenüberliegenden Elektroden ist ein Raum aufgespannt, der sich innerhalb der Sensorkavität befindet. Alternativ liegen die Elektroden einander nicht gegenüber. Preferably, the at least two electrodes face each other. Between two opposite electrodes a space is spanned, which is located within the sensor cavity. Alternatively, the electrodes are not facing each other.

Das den Sensor im im Lager eingebauten Zustand umgebende Medium ist bekanntermaßen ein Fluid. Beispielsweise ist das Fluid ein Öl oder ein Fett. Die metallischen bzw. ferromagnetischen Partikel sind Abrieb von im und am Lager befindlichen Bauteilen.The medium surrounding the sensor in the installed state in the bearing is known to be a fluid. For example, the fluid is an oil or a fat. The metallic or ferromagnetic particles are abrasion of components in and on the bearing.

Die mindestens eine Detektionsfläche, an der sich die metallischen Partikel durch das Magnetfeld sammeln bzw. ablagern, befindet sich im Bereich der Öffnung der Sensorkavität. Bevorzugt lagern sich die metallischen Partikel an einer Fläche ab. Alternativ bevorzugt lagern sich die metallischen Partikel an zwei Detektionsflächen ab. Alternativ bevorzugt lagern sich die metallischen Partikel an mehreren Detektionsflächen ab. Weiterhin können sich die metallischen Partikel zumindest teilweise in der Sensorkavität, also zwischen den Elektroden sammeln.The at least one detection surface on which the metallic particles collect or deposit through the magnetic field is located in the region of the opening of the sensor cavity. The metallic particles preferably deposit on a surface. Alternatively, the metallic particles preferably deposit on two detection surfaces. Alternatively, the metallic particles preferably deposit on a plurality of detection surfaces. Furthermore, the metallic particles can at least partially collect in the sensor cavity, ie between the electrodes.

Vorzugsweise ist die eine Detektionsfläche durch die Elektrodenstirnfläche gebildet. Alternativ bevorzugt ist die eine Detektionsfläche die aus der Elektrodenstirnfläche und der Stirnfläche des Sensors gebildete planare Fläche. Besonders bevorzugt wird die planare Fläche aus der Stirnfläche des Sensors und den Elektrodenstirnflächen der beiden Elektroden gebildet.Preferably, the one detection surface is formed by the electrode end face. Alternatively, the one detection surface is preferably the planar surface formed from the electrode end face and the end face of the sensor. Particularly preferably, the planar surface is formed from the end face of the sensor and the electrode end faces of the two electrodes.

Vorzugsweise sind die beiden Detektionsflächen, an denen sich die metallischen Partikel ablagern, die Elektrodenstirnflächen der beiden Elektroden. Besonders bevorzugt sind die beiden Detektionsflächen zum einen eine der Ausführungsformen der zuvor beschriebenen planaren Flächen und zum anderen eine zu der planaren Fläche winklig liegende Fläche der Elektroden. Die winklig liegende Elektrodenfläche liegt einer Elektrodenfläche der Elektrode, die an der Sensorkavität anliegt, gegenüber.The two detection surfaces on which the metallic particles are deposited are preferably the electrode end faces of the two electrodes. The two detection surfaces are particularly preferably one of the embodiments of the planar surfaces described above and, on the other hand, an area of the electrodes lying at an angle to the planar surface. The angled electrode surface is opposite to an electrode surface of the electrode, which bears against the sensor cavity.

Vorzugsweise weisen die Elektroden elektrische Verbindungsabschnitte auf, mit der sie mit einer Detektionsschaltung elektrisch verbindbar sind. Bevorzugt ist die elektrische Verbindung als eine Anschlussfahne ausgebildet.The electrodes preferably have electrical connection sections with which they can be electrically connected to a detection circuit. Preferably, the electrical connection is designed as a terminal lug.

Das erfindungsgemäße Sensormodul umfasst einen Sensor zur Detektion metallischer Partikel in einem mechanischen Lager gemäß den zuvor beschriebenen Merkmalen und Ausführungsformen. Weiterhin umfasst das Sensormodul eine Detektionsschaltung. Mit der Detektionsschaltung sind die Elektroden elektrisch verbunden. Mittels der Detektionsschaltung sind eine elektrische Kapazität oder ein elektrischer Widerstand messbar. Kommt es zu einer Änderung der Messwerte, also der elektrischen Kapazität oder des elektrischen Widerstands, so ist diese Änderung mittels der Detektionsschaltung ermittelbar. Die Änderung dient als Maß für das Vorhandensein metallischer Partikel an der mindestens einen Detektionsfläche, welche sich im Bereich der Öffnung der Sensorkavität befindet. Werden metallische Partikel durch das Magnetfeld der Elektroden an diesen angelagert, so ändert sich die elektrische Kapazität oder der elektrische Widerstand.The sensor module according to the invention comprises a sensor for detecting metallic particles in a mechanical bearing according to the features and embodiments described above. Furthermore, the sensor module comprises a detection circuit. With the detection circuit, the electrodes are electrically connected. By means of the detection circuit, an electrical capacitance or an electrical resistance can be measured. If there is a change in the measured values, ie the electrical capacitance or the electrical resistance, then this change can be determined by means of the detection circuit. The change serves as a measure of the presence of metallic particles on the at least one detection surface, which is located in the region of the opening of the sensor cavity. If metallic particles are attached to them by the magnetic field of the electrodes, then the electrical capacitance or the electrical resistance changes.

Das Sensormodul ist vorzugsweise zum Einbau in einen, mehrere Module umfassenden, Sensorbaukasten ausgebildet. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der Detektionsschaltung ist vorzugsweise mittels einer Anschlussfahne realisiert. Die Anschlussfahne besteht bevorzugt aus einer flexiblen Leiterplatte, welche mit Lötpads versehen ist.The sensor module is preferably designed for installation in a multi-module sensor module. The electrical connection between the electrodes and the detection circuit is preferably realized by means of a terminal lug. The terminal lug preferably consists of a flexible printed circuit board, which is provided with solder pads.

Der erfindungsgemäße Sensorbaukasten zum Einbau in ein mechanisches Lager umfasst mehrere Module mit Sensoren, wobei die Module zueinander in dem Sensorbaukasten angeordnet sind, mindestens ein Sensormodul und der Sensorbaukasten gemäß den zuvor beschriebenen Merkmalen ausgebildet sind und der Detektion metallischer Partikel dienen.The sensor assembly according to the invention for installation in a mechanical bearing comprises a plurality of modules with sensors, wherein the modules are arranged to each other in the sensor module, at least one sensor module and the sensor assembly are formed according to the features described above and are used to detect metallic particles.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung umfasst einen ersten Lagerring und einen zweiten Lagerring, wobei beide Lagerringe um eine gemeinsame Achse relativ zueinander rotierbar sind. Weiterhin umfasst die Lageranordnung einen Sensorbaukasten mit einem Sensormodul zur Detektion metallischer Partikel gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.The bearing assembly according to the invention comprises a first bearing ring and a second bearing ring, wherein both bearing rings are rotatable relative to each other about a common axis. Furthermore, the bearing arrangement comprises a sensor module with a sensor module for the detection of metallic particles according to the embodiments described above.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors;
2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Sensormoduls mit dem Sensor.

Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, with reference to the drawing. Show it:

1 a perspective view of a first embodiment of a sensor according to the invention;
2 a sectional view of an embodiment of a sensor module with the sensor.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 03 zum Einbau in ein mechanisches Lager (nicht gezeigt) und zur Detektion metallischer Partikel in dem Lager. Der Sensor 03 dient der Detektion metallischer Partikel in einem umgebenden Medium. Der Sensor 03 besitzt eine Sensorkavität 05, die eine Aussparung in dem Sensor 03 bildet und eine Öffnung 06 aufweist. Die Öffnung 06 der Sensorkavität 05 befindet sich an einer Seite des Sensors 03. In der Sensorkavität 05 sind zwei Elektroden 07 angeordnet. Die Elektroden 07 sind gegenüberliegend unmittelbar an je einer Kavitätsfläche 09 der Sensorkavität 05 angeordnet. Die Elektroden 07 sind elektrisch leitfähig und magnetisiert ausgebildet. Eine Elektrode 07 weist auf der zur Öffnung 06 der Sensorkavität 05 hin gerichteten Seite einen Nordpol und auf der zur Öffnung 06 der Sensorkavität 05 gegenüberliegenden Seite einen Südpol auf. Die andere Elektrode 07 weist eine entgegen der ersten Elektrode 07 gerichtete Polarität auf. Weiterhin weist der Sensor 03 einen elektrischen Verbindungsabschnitt 11 auf, der an den Elektroden 07 angeschlossen ist. Über den elektrischen Verbindungsabschnitt 11 sind die Elektroden 07 mit einer Detektionsschaltung 17 (2) verbindbar. Die elektrische Verbindung 11 ist eine Anschlussfahne, die aus einer flexiblen Leiterplatte 12 und darauf befindlichen Lötkontakten 13 besteht. Durch die Magnetisierung der Elektroden 07 weisen diese ein umgebendes Magnetfeld 19 (2) auf. Durch das Magnetfeld können metallische Partikel eines den Sensor 03 umgebenden Mediums gesammelt werden. Die Partikel lagern sich beispielsweise an der Fläche des Sensors 03, welche die Öffnung 06 aufweist, ab. Ebenso lagern sich Partikel an den Elektroden 07, insbesondere im Bereich der Sensorkavität 05, ab. Im Bereich der Sensorkavität 05 schließen die Elektroden 07 mit dem Sensor 03 in einer Ebene ab, wobei eine Detektionsfläche 15 (2) bzw. ein Detektionsbereich ausgebildet ist. An den Elektroden 07 bzw. der Detektionsfläche 15 gesammelte metallische Partikel führen zu einer elektrischen Kapazitätsänderung, die durch die Detektionsschaltung (2) ermittelbar ist. Die Kapazitätsänderung ist ein Maß für das Vorhandensein von metallischen Partikeln an der Detektionsfläche 15 bzw. an den Elektroden 07, was wiederum ein Anzeichen für in dem umgebenen Medium eingelagerte metallische Partikel bzw. Abrieb ist und beispielsweise auf Verschleiß in einem Lager hinweist. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a sensor according to the invention 03 for installation in a mechanical bearing (not shown) and for detection of metallic particles in the bearing. The sensor 03 is used to detect metallic particles in a surrounding medium. The sensor 03 has a sensor cavity 05 that has a recess in the sensor 03 forms and has an opening 06. The opening 06 the sensor cavity 05 is located on one side of the sensor 03 , In the sensor cavity 05 are two electrodes 07 arranged. The electrodes 07 are opposite each other directly on each Kavitätsfläche 09 the sensor cavity 05 arranged. The electrodes 07 are electrically conductive and magnetized. An electrode 07 points to the opening 06 the sensor cavity 05 side facing north and on the north to the opening 06 the sensor cavity 05 opposite side on a south pole. The other electrode 07 has one opposite to the first electrode 07 directed polarity. Furthermore, the sensor has 03 an electrical connection section 11 on, on the electrodes 07 connected. About the electrical connection section 11 are the electrodes 07 with a detection circuit 17 ( 2 ) connectable. The electrical connection 11 is a connection lug, which consists of a flexible printed circuit board 12 and solder contacts located thereon 13 consists. Due to the magnetization of the electrodes 07, these have a surrounding magnetic field 19 ( 2 ) on. Due to the magnetic field, metallic particles of a sensor 03 be collected surrounding medium. The particles deposit, for example, on the surface of the sensor 03 which the opening 06 has, from. Likewise, particles are deposited on the electrodes 07 , Especially in the field of sensor cavity 05 , from. In the area of the sensor cavity 05 close the electrodes 07 with the sensor 03 in a plane, with a detection surface 15 ( 2 ) or a detection area is formed. At the electrodes 07 or the detection surface 15 collected metallic particles lead to an electrical capacitance change, which is detected by the detection circuit ( 2 ) can be determined. The capacitance change is a measure of the presence of metallic particles on the detection surface 15 or at the electrodes 07 , which in turn is an indication of embedded in the surrounding medium metallic particles or abrasion and indicates, for example, wear in a bearing.

2 zeigt eine Schnittansicht eines Sensormoduls 01 mit dem Sensor 03. Zunächst gleicht der in 2 gezeigte Sensor 03 dem in 1 gezeigten Sensor. Zusätzlich zu 1 ist die mit dem Sensormodul 01 verbundene Detektionsschaltung 17 gezeigt. Die Detektionsschaltung 17 dient der Ermittlung der Kapazitätsänderung, welche ein Maß für das Vorhandensein von metallischen Partikeln an der Detektionsfläche 15 bzw. an den Elektroden 07 ist. Die Kapazitätsänderung tritt durch Ablagerung von metallischen Partikeln an der Detektionsfläche 15 auf. Die metallischen Partikel sammeln sich an der Detektionsfläche 15 aufgrund des um die Elektroden 07 bestehenden Magnetfelds 19. 2 shows a sectional view of a sensor module 01 with the sensor 03 , At first it looks like 2 shown sensor 03 the in 1 shown sensor. In addition to 1 is the one with the sensor module 01 connected detection circuit 17 shown. The detection circuit 17 serves to determine the capacitance change, which is a measure of the presence of metallic particles on the detection surface 15 or at the electrodes 07 is. The capacitance change occurs due to deposition of metallic particles at the detection surface 15 on. The metallic particles collect on the detection surface 15 because of the around the electrodes 07 existing magnetic field 19 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Sensormodulsensor module
0202: --
0303: Sensorsensor
0404: --
0505: Sensorkavitätsensor cavity
0606: Kavitätsöffnung / Öffnung der SensorkavitätCavity opening / opening of the sensor cavity
0707: Elektrodeelectrode
0808: --
0909: Kavitätsflächecavity surface
1010: --
1111: Elektrischer VerbindungsabschnittElectrical connection section
1212: Leiterplattecircuit board
1313: Lötkontakt / LötpadSoldering contact / soldering pad
1414: --
1515: Detektionsflächedetection area
1616: --
1717: Detektionsschaltungdetection circuit
1818: --
1919: Magnetfeldmagnetic field

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19535397 C2 [0003]
DE 10230759 A1 [0004]
DE 12009037500 A1 [0005]
EP 0290397 B1 [0006]
DE 102012219242 A1 [0007]

Claims

Sensor (03) for detecting metallic particles in a mechanical bearing, comprising a sensor cavity (05), wherein magnetized and electrically conductive electrodes (07) with surrounding magnetic field (19) are arranged on at least two cavity surfaces (09) of the sensor cavity (05), wherein by means of the magnetic field metallic particles can be collected on a detection surface (15) in the area around an opening (06) of the sensor cavity, the electrodes (07) furthermore having electrical connection sections (11) which are electrically connectable to a detection circuit (17), to detect a change in electrical capacitance and / or electrical resistance between the electrodes (07) as a measure of the presence of metallic particles on the detection surface (15).

Sensor (03) after Claim 1 , characterized in that the electrodes (07) have a mutually opposite magnetic polarity, so that at the opening (06) of the sensor cavity at a first electrode (07) has a north pole and at a second electrode (07) has a south pole.

Sensor (03) after Claim 1 or 2 , characterized in that an electrode end face with an end face of the sensor (03), in which the opening (06) of the sensor cavity is formed, terminates or lies in a plane.

Sensor (03) after Claim 3 , characterized in that the electrode end face and the end face of the sensor (03) and / or the mutually facing electrode surfaces at least partially form the detection surface (15).

Sensor module (01) for the detection of metallic particles in a mechanical bearing, comprising a sensor (03) according to one of Claims 1 to 4 wherein the sensor module (01) further comprises a detection circuit (17) to which the electrodes (07) of the sensor (03) are electrically connected and with which an electrical capacitance and / or an electrical resistance is measurable, wherein a change thereof Measure for the presence of metallic particles on the at least one surface of the sensor (03).

Sensor module (01) after Claim 5 , characterized in that it is designed for installation in a sensor module comprising several modules.

Sensor module (01) after Claim 5 or 6 , characterized in that the electrical connection between the electrodes (07) and the detection circuit (17) is realized by means of a terminal lug.

Sensor module (01) after Claim 7 , characterized in that the terminal lug is realized as a flexible printed circuit board (12) with soldering pads (13).

Sensor module for installation in a mechanical bearing, comprising a plurality of modules, wherein at least one module as a sensor module (01) for the detection of metallic particles according to one of Claims 5 to 8th is trained.

Bearing arrangement with a first bearing ring and a second bearing ring, wherein both bearing rings are rotatable about a common axis relative to each other, wherein the bearing assembly further comprises a sensor assembly according to Claim 9 includes.