ES2538155A1 - Rodamiento con dispositivo de medición de holguras - Google Patents

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ES2538155A1 ES201530205A ES201530205A ES2538155A1 ES 2538155 A1 ES2538155 A1 ES 2538155A1 ES 201530205 A ES201530205 A ES 201530205A ES 201530205 A ES201530205 A ES 201530205A ES 2538155 A1 ES2538155 A1 ES 2538155A1
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Abstract

Rodamiento con dispositivo de medición de holguras, que comprende un primer anillo (2) con una primera cara (3); un segundo anillo (4) con una segunda cara (5) opuesta a la primera cara (3), definiéndose entre ambas caras (3, 5) una distancia (dS); uno o más elementos de rodadura (6) dispuestos entre el primer anillo (2) y el segundo anillo (4), que permiten un movimiento relativo entre ambos anillos (2, 4); y un sensor de corrientes de Eddy (10) configurado para medir la distancia (dS) entre la primera cara (3) y la segunda cara (5). Dicho sensor (10) comprende un módulo inductor (20) de configuración plana formado en una placa de circuito impreso (21), que integra al menos una bobina (22); encontrándose dicho módulo inductor (20) dispuesto sobre una de las caras (3, 5) para permitir la medida de la distancia (dS) respecto a la cara (3, 5) opuesta.

Description

5 Campo de la invención La presente invención se refiere a un rodamiento con dispositivo de medición de holguras, yen especial a un rodamiento de grandes dimensiones para su aplicación en aerogeneradores, que incorpora un dispositivo de medición de holguras altamente compacto y eficaz, fácil de colocar sobre las superficies existentes sin la necesidad de
10 realizar agujeros. La presente invención se refiere también a un sensor de corrientes de Eddy de configuración plana y espesor reducido para medición de holguras en general.
Antecedentes de la invención
15 La medición de holguras en los rodamientos del tipo mencionado resulta de gran importancia, a fin de garantizar el correcto funcionamiento y la seguridad que ofrecen dichos rodamientos. Este tipo de rodamientos suelen estar formados por dos anillos concéntricos entre los que se disponen elementos de rodadura (bolas, rodillos, etc.) que permiten un movimiento relativo entre los anillos. A su vez, las caras de los anillos
20 definen unas distancias, cuya medición permite evaluar la evolución de las holguras existentes entre los elementos de rodadura y la pista. Por otro lado, los rodamientos sufren fenómenos de desgaste y fatiga superficial que son la causa de que se produzcan variaciones de las holguras radiales y axiales entre los dos anillos, cuya medición y monitorización resulta altamente necesaria para prevenir averías y/o
25 planificar tareas de mantenimiento.
Actualmente, una de las formas más frecuentes de medir estas holguras se lleva a cabo mediante el empleo de sensores inductivos de encapsulado cilíndrico, a menudo ubicados en el exterior del rodamiento. Esto supone cambiar las dimensiones 30 exteriores del rodamiento, además de ocupar espacios reservados, bien a otros dispositivos, o al paso del personal de mantenimiento. La experiencia ha demostrado el riesgo que existe de que estos sensores externos dejen de funcionar a causa de accidentes. Una solución a este problema consiste en integrar los elementos de medición en el propio rodamiento. No obstante, las distancias entre caras de los 35 anillos, cuya medición permite determinar la existencia de holguras, suelen quedar
definidas entre caras interiores opuestas de los anillos del rodamiento, presentado un espacio muy reducido, por lo que resultan de difícil acceso y no permiten disponer elementos en ellas. Así pues, para aproximar el sensor a la zona de medición es necesario realizar agujeros sobre los anillos. Estos agujeros se encuentran
5 configurados para alojar el sensor en su interior, dejando su extremo de medición próximo a la cara interior de uno de los anillos para medir la distancia respecto a la cara interior opuesta del otro anillo. Ejemplos de este modo de realización se pueden apreciar en los documentos EP1528356 A2 Y EP2743522 A1 .
10 La necesidad de disponer de agujeros en los anillos del rodamiento conlleva importantes problemas. En primer lugar dificulta la fabricación del rodamiento, pues requiere un mecanizado adicional que a su vez precisa la realización de agujeros de considerable tamaño sobre anillos de gran envergadura . Al mismo tiempo es necesario que los agujeros queden suficientemente alejados de las pistas de rodadura, pues de
15 lo contrario debilitan su resistencia bajo las presiones de contacto de los elementos rodantes. Además, la presencia de agujeros debilita la sección del anillo y aumenta las tensiones tangenciales, pudiendo incluso crear puntos de concentración de tensiones tangenciales. Finalmente, no todas las zonas son válidas para realizar la medida, pues la presencia de las jaulas que mantienen equidistantes los elementos de rodadura
20 imposibilita la utilización de esta zona para la medida .
La presente invención resuelve los problemas anteriormente expuestos, gracias a un rodamiento que integra un dispositivo de medición de holguras que presenta un sensor de corrientes de Eddy con un módulo inductor de configuración plana y grosor 25 reducido. Ello permite disponer dicho módulo inductor dentro del espacio entre anillos cuya distancia se quiere medir, sin necesidad de realizar agujeros en el rodamiento para alojar dicho módulo. Capaz de adaptar su forma (tanto en anchura como en altura) a la superficie interior de las caras del rodamiento, con la finalidad de utilizar el espacio disponible en cada caso y realizar medidas más eficaces y precisas. Y al
30 mismo tiempo, presentando una configuración especialmente diseñada para reducir su consumo eléctrico, su rango de medida, y evitar la influencia magnética de otros elementos que no participen en la medida.
Descripción de la invención 35 El rodamiento para medición de holguras de la presente invención comprende:
•
un primer anillo que presenta una primera cara;
•
un segundo anillo que presenta una segunda cara opuesta a la primera cara, definiéndose entre ambas caras una distancia, cuya medida permite conocer la holgura;
5 • uno o más elementos de rodadura, tales como bolas o rodillos, dispuestos entre el primer anillo y el segundo anillo, que permiten un movimiento relativo entre ambos anillos; y
• al menos un sensor de corrientes de Eddy configurado para medir la distancia entre
la primera y la segunda cara, y en función de la misma determinar la dimensión 10 radial o axial de la holgura.
El rodamiento de la presente invención se caracteriza por que el sensor de corrientes de Eddy comprende un módulo inductor de configuración plana formado en una placa de circuito impreso, que integra al menos una bobina; y por que dicho módulo inductor
15 se encuentra dispuesto sobre una de las caras para permitir la medida de la distancia respecto a la cara opuesta.
Así pues, dado el reducido tamaño del módulo inductor, se puede disponer el mismo en el propio espacio entre las caras cuya distancia se quiere medir, sin necesidad de
20 realizar agujeros en el rodamiento para alojar dicho módulo. Entre las diversas soluciones de montaje de dicho módulo inductor, preferentemente éste se encuentra alojado en un rebaje perimetral situado junto a un retén de sellado del rodamiento. Con ello se consigue dar una mayor protección al módulo inductor, además de ubicar el mismo en una zona más accesible.
25 El funcionamiento del sensor de corrientes de Eddy se basa en la detección de las variaciones del campo magnético generado por la bobina del módulo inductor, que se producen al variar la distancia entre los anillos del rodamiento. Concretamente, disponiendo el módulo inductor sobre una primera cara de un primer anillo, se genera
30 un campo magnético primario que incide sobre una segunda cara, opuesta a la primera cara , de un segundo anillo. Ello provoca la aparición de corrientes de Eddy en dicha segunda cara, que a su vez generan un campo magnético que se opone al campo magnético primario, modificando el comportamiento del circuito magnético generado por la bobina. Esta modificación depende del campo magnético que se
35 opone al primario, siendo su magnitud una función de la distancia existente entre la bobina y la superficie sobre la que incide el campo magnético primario.
El campo magnético generado por el módulo inductor se dirige en ambos sentidos del eje de la bobina, siendo influido tanto por la cara donde se coloca dicho módulo, como 5 por la cara opuesta cuya distancia se quiere medir. Así pues, la cara sobre la que se coloca el módulo inductor tiene una mayor influencia sobre la variación del campo magnético primario que la cara opuesta. Para evitar dicha influencia, preferentemente el módulo inductor comprende una lámina de material ferrítico dispuesta entre la bobina y la cara sobre la que se dispone el mismo. Dicha lámina tiene un doble efecto;
10 a) eliminar la influencia de la cara, o pared, sobre la que se encuentra el módulo inductor, y b) aumentar la intensidad del campo magnético que incide sobre la cara, o pared, opuesta. Esta lámina de material ferrítico presenta un espesor reducido, para evitar que se incremente de forma significativa el grosor del módulo inductor. Espesores inferiores a 1 mm pueden realizar correctamente las funciones descritas.
15 Dado que la bobina genera un hueco en su centro, se obtiene un espacio vacío cuya altura coincide con la de la placa de circuito impreso. Para aumentar aún más la intensidad del campo magnético que incide sobre la cara opuesta cuya distancia se quiere medir, preferentemente el módulo inductor comprende una ferrita dispuesta en
20 el hueco central definido en el centro la bobina. En el caso de una bobina circular, esta ferrita es preferentemente cilíndrica, mientras que para bobinas alargadas la ferrita se ensancha para ocupar una mayor parte del hueco. Así pues, la base de esta ferrita se adapta al perímetro del hueco, mientras que su altura varía en fun ción del grosor del módulo inductor.
25 Las siguientes dimensiones se indican a modo de ejemplo; una bobina circular de 4 mm de diámetro interior y 7 mm de diámetro exterior, dispuesta en una placa de circuito impreso de 1,5 mm de grosor que presenta una lámina de material ferrítico de
0.5 mm. Disponiendo en el hueco central de la bobina de una ferrita con forma
30 cilíndrica de 3 mm de diámetro y 2 mm de longitud. Todo ello para formar un módulo inductor de entre 2 y 3 mm de grosor, de base cuadrada o rectangular con lados de entre 7 y 10 mm.
Preferentemente el módulo inductor comprende un circuito resonante, formado por la 35 bobina y por la propia capacitancia de la misma, al que se le puede añadir un condensador eléctrico. Este condensador se materializa también dentro de la placa de circuito impreso, para no incrementar el grosor del módulo inductor.
La distancia a medir en la dirección radial de los anillos es muy reducida , situándose
5 generalmente en valores próximos a 10 mm , o inferiores. Por lo que el grosor del módulo inductor debe ser inferior a estos valores, por ejemplo entre 2 y 3 mm. De igual modo, la altura disponible en la primera y en la segunda cara según la dirección del eje axial de los anillos, es también muy reducida. Además, entre los anillos se encuentran los elementos de rodadura, y también las jaulas que mantienen equidistantes dichos
10 elementos de rodadura. Así pues, la altura del módulo inductor según el eje axial se encuentra limitada por estas circunstancias. No obstante, la anchura disponible en las caras según el perímetro de los anillos, entendiéndose como en la dirección longitudinal de las mismas, puede llegar a varios metros. Es decir, la bobina se puede alargar en esa dirección para obtener una bobina más grande, que permita medir
15 mayores distancias y/o con mayor precisión. Por ello, preferentemente la bobina se encuentra ensanchada en la dirección longitudinal de la cara sobre la que se dispone el módulo inductor, presentado una anchura superior a su altura, que le permite tomar una forma ovalada, elíptica, o substancialmente rectangular (rectángulo de vértices redondeados).
20 A su vez, la bobina se puede desarrollar utilizando una o varias capas de la placa de circuito impreso, conectando las espiras de una capa con las de la capa anterior y posterior, consiguiendo de esta forma incrementar la inductancia de la bobina resultante al multiplicar el número de espiras de cada capa por el número de capas.
25 Preferentemente, la bobina comprende una pluralidad de espiras conectadas en serie que se disponen sobre una pluralidad de capas de la placa de circuito impreso.
El sensor de corrientes de Eddy comprende un módulo de excitación y medida configurado para excitar la bobina y medir las variaciones del campo magnético 30 generado por la misma, para obtener el valor de la distancia respecto a la cara opuesta. Preferentemente, el módulo de excitación y medida se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo inductor a la frecuencia de resonancia. Esta frecuencia de resonancia es función de la inductancia y capacitancia del circuito, siendo la inductancia función de la distancia a la que se encuentra la cara opuesta al módulo 35 inductor, por lo que se determina la distancia a partir de esta frecuencia de oscilación.
Esta forma de hacer funcionar el circuito permite reducir de forma considerable su consumo eléctrico.
Preferentemente el módulo de excitación y medida se dispone separado del módulo 5 inductor, por ejemplo en una zona donde no existan limitaciones de espacio, y conectado al mismo mediante cableado, o de forma inalámbrica.
De acuerdo a un caso de realización preferente de la presente invención, el rodamiento comprende dos sensores de corrientes de Eddy, donde:
10 • un primer sensor de corrientes de Eddy presenta un primer módulo inductor dispuesto sobre una de las caras para permitir la medida de una primera distancia respecto a la cara opuesta, siendo ambas caras paralelas; y
• un segundo sensor de corrientes de Eddy presenta un segundo módulo inductor dispuesto sobre una de las caras para permitir la medida de una segunda distancia
15 respecto a la cara opuesta, siendo una cara oblicua a la otra cara según una inclinación conocida.
Cuando dichas caras son paralelas al eje axial del rodamiento, el primer sensor de corrientes de Eddy permite medir la distancia en la dirección radial del rodamiento (o
20 de los anillos), y en función de ésta determinar la dimensión de la holgura en esa dirección, es decir la holgura radial, como un valor que depende directamente de la primera distancia respecto a la cara opuesta.
Cuando una cara es paralela al eje axial del rodamiento, y la cara opuesta es oblicua a
25 la misma según una inclinación conocida, el segundo sensor de corrientes de Eddy permite medir la distancia en la dirección axial del rodamiento (o de los anillos), yen función de ésta determinar la dimensión de la holgura en esa dirección, es decir la holgura axial, como un valor que se obtiene de la combinación de la medida del primer sensor de corrientes de Eddy y de la medida del segundo sensor de corrientes de
30 Eddy.
De acuerdo a un segundo objeto de protección, la presente invención se refiere a un sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras en general que comprende:
• un módulo inductor de configuración plana formado en una placa de circuito 35 impreso, que integra al menos una bobina; y
• un módulo de excitación y medida configurado para excitar la bobina y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma, que se dispone separado del módulo inductor y conectado al mismo.
5 Preferentemente, el módulo de excitación y medida se conecta al módulo inductor mediante cableado, si bien se contempla también la opción de realizar dicha conexión de forma inalámbrica.
El campo magnético generado por el módulo inductor se dirige en ambos sentidos del
10 eje de la bobina, siendo influido tanto por la cara, o pared, donde se coloca dicho módulo, como por la cara, o pared, opuesta cuya distancia se quiere medir. Así pues, la cara sobre la que se coloca el módulo inductor tiene una mayor influencia sobre la variación del campo magnético primario que la cara opuesta. Para evitar dicha influencia, preferentemente el módulo inductor comprende una lámina de material
15 ferrítico dispuesta entre la bobina y la cara sobre la que se dispone el mismo. Dicha lámina tiene un doble efecto; a) eliminar la influencia de la cara, o pared, sobre la que se encuentra el módulo inductor, y b) aumentar la intensidad del campo magnético que incide sobre la cara, o pared, opuesta. Esta lámina de material ferrítico presenta un espesor reducido, para evitar que se incremente de forma significativa el grosor del
20 módulo inductor. Espesores inferiores a 1 mm pueden realizar correctamente las funciones descritas.
Dado que la bobina genera un hueco en su centro, se obtiene un espacio vacío cuya altura coincide con la de la placa de circuito impreso. Para aumentar aún más la
25 intensidad del campo magnético que incide sobre la cara opuesta cuya distancia se quiere medir, preferentemente el módulo inductor comprende una ferrita dispuesta en el hueco central definido en el centro la bobina. En el caso de una bobina circular, esta ferrita es preferentemente cilíndrica, mientras que para bobinas alargadas la ferrita se ensancha para ocupar una mayor parte del hueco. Así pues, la base de esta ferrita se
30 adapta al perímetro del hueco central, mientras que su longitud varía en función del grosor del módulo inductor.
Las siguientes dimensiones se indican a modo de ejemplo; una bobina circular de 4 mm de diámetro interior y 7 mm de diámetro exterior, dispuesta en una placa de
35 circuito impreso de 1,5 mm de grosor que presenta una lámina de material ferrítico de 0.5 mm. Disponiendo en el hueco central de la bobina de una ferrita con forma cilíndrica de 3 mm de diámetro y 2 mm de longitud. Todo ello para formar un módulo inductor de entre 2 y 3 mm de grosor, de base cuadrada o rectangular con lados de entre 7 y 10 mm.
Preferentemente el módulo inductor comprende un circuito resonante, formado por la bobina y por la propia capacitancia de la misma, al que se le puede añadir un condensador eléctrico. Este condensador se materializa también dentro de la placa de circuito impreso, para no incrementar el grosor del módulo inductor.
10 Según el caso de aplicación, la bobina puede presentar una anchura superior a su altura, que le permite tener una forma ovalada, elíptica o substancialmente rectangular. Es decir, la bobina se puede alargar en una dirección determinada para obtener una bobina más grande, que permita medir mayores distancias y/o con mayor
15 precisión.
A su vez, la bobina se puede desarrollar utilizando una o varias capas de la placa de circuito impreso, conectando las espiras de una capa con las de la capa anterior y posterior, consiguiendo de esta forma incrementar la inductancia de la bobina
20 resultante al multiplicar el número de espiras de cada capa por el número de capas. Preferentemente, la bobina comprende una pluralidad de espiras conectadas en serie que se disponen sobre una pluralidad de capas de la placa de circuito impreso.
El sensor de corrientes de Eddy comprende un módulo de excitación y medida
25 configurado para excitar la bobina y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma. Preferentemente, el módulo de excitación y medida se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo inductor a la frecuencia de resonancia. Esta frecuencia de resonancia es función de la inductancia y capacitancia del circuito, siendo la inductancia función de la distancia a la que se encuentra la cara
30 opuesta al módulo inductor, por lo que se determina la distancia a partir de esta frecuencia de oscilación. Esta forma de hacer funcionar el circuito permite reducir de forma considerable su consumo eléctrico.
Breve descripción de los dibujos 35 A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con varias realizaciones de dicha invención que se presentan como ejemplos no limitativos de la misma.
5 La figura 1 representa una vista seccionada en perspectiva de un rodamiento de grandes dimensiones.
La figura 2 representa una sección transversal parcial del rodamiento de la presente invención, de acuerdo a un primer caso de realización preferido.
La figura 3 representa una vista del detalle "V" de la figura 2.
La figura 4 representa una vista frontal de la cara interior del primer anillo de la figura
2.
La figura 5 representa una vista esquemática en perspectiva del módulo inductor, de acuerdo a un primer ejemplo de configuración.
La figura 6 representa una vista esquemática en perspectiva del módulo inductor, de 20 acuerdo a un segundo ejemplo de configuración.
La figura 7 representa una primera vista esquemática del sensor.
La figura 8 representa una vista esquemática de la bobina, según una configuración 25 circular de la misma.
La figura 9 representa una vista esquemática de la bobina, según una configuración ovalada de la misma.
30 La figura 10 representa una vista esquemática de la bobina, según una configuración rectangular redondeada de la misma.
La figura 11 representa una vista esquemática explosionada de una bobina multicapa.
35 La figura 12 representa una sección transversal parcial del rodamiento de la presente
P201 530205
invención, de acuerdo a un segundo caso de realización preferido.
La figura 13 representa una vista del detalle "W" de la figura 12.
5 La figura 14 representa una vista frontal de la cara interior del primer anillo de la figura
12.
La figura 15 representa una segunda vista esquemática del sensor.
10 Descripción detallada de la invención La figura 1 muestra una vista seccionada en perspectiva de un rodamiento de grandes dimensiones, en el que se aprecia un primer anillo (2) y un segundo anillo (4) concéntricos, cuyos ejes axiales y radiales son coincidentes respectivamente con el eje axial (lAX1 ) y con el eje radial (lRAo) del rodamiento (1). Entre los anillos (2, 4) se
15 disponen elementos de rodadura (6), alojados en una jaula según el presente ejemplo, para permitir un movimiento de rotación relativo entre ambos anillos (2, 4).
Como se aprecia en las figuras 2-4, el rodamiento (1) con dispositivo de medición de holguras de la presente invención, de acuerdo a un primer caso de realización 20 preferido, comprende:
•
un primer anillo (2) que presenta una primera cara (3);
•
un segundo anillo (4), concéntrico al primer anillo (2), que presenta una segunda cara (5) opuesta a la primera cara (3), definiéndose entre ambas caras (3, 5) una distancia (dS);
25 • una pluralidad de elementos de rodadura (6), en este caso bolas, dispuestos entre el primer anillo (2) y el segundo anillo (4), que permiten un movimiento de rotación relativo entre ambos anillos (2, 4); Y
• un sensor de corrientes de Eddy (10) configurado para medir la distancia (dS) entre
la primera cara (3) y la segunda cara (5), yen función de la misma determinar la 30 variación de la holgura entre el elemento de rodadura y la pista.
El sensor de corrientes de Eddy (10) comprende un módulo inductor (20) de configuración plana formado en una placa de circuito impreso (21), que integra al menos una bobina (22), figuras 4-5, y que se encuentra dispuesto sobre la primera
35 cara (3) para permitir la medida de la distancia (dS) respecto a la segunda cara (5).
Así pues, dado el reducido tamaño del módulo inductor (20), éste se puede disponer adecuadamente en el propio espacio (S) donde se encuentra la distancia (dS) a medir, sin necesidad de realizar agujeros en el rodamiento (1). De acuerdo al presente 5 ejemplo, el módulo inductor (20) se encuentra alojado en un rebaje perimetral (7) situado junto a un retén (8) de sellado del rodamiento (t). Con ello se consigue dar una mayor protección al módulo inductor (20), además de ubicarlo en una zona de mayor accesibilidad. El retén (8) se encuentra realizado mediante un material aislante , por lo que no se inducen corrientes de Eddy sobre el mismo, sino que el campo
10 magnético generado lo atraviesa, de modo que su presencia no tiene influencia en la medida.
El campo magnético generado por el módulo inductor (20) de la figura 5 se dirige en ambos sentidos del eje (22z) de la bobina (22), pudiendo ser influido tanto por la cara 15 donde se coloca dicho módulo inductor (20), como por la cara opuesta cuya distancia se quiere medir. Para evitar dicha influencia, el módulo inductor (20) comprende una lámina (23) de material ferrítico, figura 6, de modo que quede dispuesta entre la bobina
(22) y la primera cara (3). Dicha lámina (23) tiene un doble efecto; a) eliminar la influencia de la primera cara (3) sobre la que se encuentra el módulo inductor (20), y b)
20 aumentar la intensidad del campo magnético que incide sobre la segunda cara (5) cuya distancia se desea medir. Esta lámina (23) de material ferrítico presenta un espesor reducido, para evitar que se incremente de forma significativa el grosor del módulo inductor (20).
25 Como se aprecia en las figuras 5 y 6, dado que la bobina (22) genera un hueco central (25), se obtiene un espacio vacío cuya altura coincide con la de la placa de circuito impreso (21). Para aumentar aún más la intensidad del campo magnético que incide sobre la segunda cara (5), el módulo inductor (20) comprende una ferrita (24) dispuesta en el hueco central (25) definido en el centro la bobina (22). En el caso de
30 una bobina (22) circular como la del presente ejemplo, esta ferrita (24) presenta una forma cilíndrica.
Como se aprecia en la figura 7, el módulo inductor (20) comprende un circuito resonante, formado por la bobina (22) y por la propia capacitancia de la misma, al que 35 se le añade un condensador eléctrico (26). Este condensador (26) se materializa
también dentro de la placa de circuito impreso (21), para no incrementar el grosor del módulo inductor (20).
El sensor de corrientes de Eddy (10) comprende un módulo de excitación y medida
5 (30) configurado para excitar la bobina (22) y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma , para obtener el valor de la distancia (dS). Este módulo de excitación y medida (30) se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo inductor (20) a la frecuencia de resonancia. El módulo de excitación y medida
(30) se dispone separado del módulo inductor (20), por ejemplo en una zona donde no 10 existan limitaciones de espacio, y conectado al mismo mediante cableado (31).
La figuras 8, 9 Y 10 muestra respectivamente una bobina (22) circular, ovalada y rectangular redondeada. Concretamente en las figuras 9 y 10, se observa que la bobina (22) presenta una anchura (22x) superior a su altura (22y), pudiéndose
15 ensanchar en la dirección longitudinal de la primera cara (3), tal y como se muestra en la figura 14.
Como se aprecia en la figura 11 , la bobina (22) se puede desarrollar utilizando varias capas de la placa de circuito impreso (21), conectando las espiras de una capa con las
20 de la capa anterior y posterior, consiguiendo de esta forma incrementar la inductancia de la bobina (22) resultante. Según el ejemplo de la figura 11, la bobina (22) comprende cuatro espiras (22a, 22b, 22c, 22d) conectadas en serie, donde cada una de ellas se dispone en su correspondiente capa (21a, 21b, 21c, 21d) de la placa de circuito impreso (21 ).
25 Como se aprecia en las figuras 12-14, el rodamiento (1) con dispositivo de medición de holguras de la presente invención, de acuerdo a un segundo caso de realización preferido, comprende dos sensores de corrientes de Eddy (10), donde:
• un primer sensor de corrientes de Eddy (10A) presenta un primer módulo inductor
30 (20A) dispuesto sobre la primera cara (3) para permitir la medida de una primera distancia (dSA) respecto a segunda cara (5) opuesta, siendo ambas caras (3, 5) paralelas; y
• un segundo sensor de corrientes de Eddy (10B) presenta un segundo módulo
inductor (20B) dispuesto sobre la primera cara (3) para permitir la medida de una 35 segunda distancia (dSs) respecto a la segunda cara (5) opuesta, siendo la primera cara (3) paralela al eje axial (1 AX1) del rodamiento (1) Y la segunda cara (5) opuesta oblicua a la anterior según una inclinación (9) conocida.
De este modo, el primer sensor de corrientes de Eddy (10A) permite medir la distancia
5 en la dirección radial de los anillos (2, 4), Y en función de la misma determinar la variación de la holgura radial, como un valor que depende directamente de la primera distancia (dSA). A su vez, el segundo sensor de corrientes de Eddy (10A) permite medir la distancia en la dirección axial de los anillos (2, 4), y en función de la misma determinar la variación de la holgura axial, como un valor que se obtiene de la
10 combinación de la medida del primer sensor de corrientes de Eddy (10A) Y de la medida del segundo sensor de corrientes de Eddy (10B).
Las flechas que señalan la distancia radial (SRAO) y la distancia axial (SAXI) representan los movimientos relativos que se producen entre ambos anillos (2, 4).
15 Como se aprecia en la figura 14, de acuerdo al presente ejemplo, las bobinas (22) del primer sensor de corrientes de Eddy (10A) Y del segundo sensor de corrientes de Eddy
(108) se ensanchan en la dirección longitudinal de la primera cara (3) para formar una forma ovalada.
20 De acuerdo a un segundo objeto de protección, la presente invención se refiere a un sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras en general que comprende:
• un módulo inductor (20) de configuración plana formado en una placa de circuito impreso (21), que integra al menos una bobina (22); y
25 • un módulo de excitación y medida (30) configurado para excitar la bobina (22) y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma, que se dispone separado del módulo inductor (20) y conectado al mismo mediante cableado (31).
El campo magnético generado por el módulo inductor (20) de la figura 5 se dirige en
30 ambos sentidos del eje (22z) de la bobina (22), pudiendo ser influido tanto por la cara donde se coloca dicho módulo inductor (20), como por la cara cuya distancia se quiere medir. Para evitar dicha influencia, el módulo inductor (20) comprende una lámina (23) de material ferrítico, figura 6, de modo que una vez dispuesta quede entre la bobina
(22) y la cara sobre la que se coloca el módulo inductor (20). Dicha lámina (23) tiene 35 un doble efecto; a) eliminar la influencia de la cara sobre la que se coloca el módulo inductor (20), Y b) aumentar la intensidad del campo magnético que incide sobre la
cara cuya distancia se desea medir. Esta lámina (23) de material ferrítico presenta un espesor reducido, para evitar que se incremente de forma significativa el grosor del módulo inductor (20).
Como se aprecia en las figuras 5 y 6, dado que la bobina (22) genera un hueco central (25), se obtiene un espacio vacio cuya altura coincide con la de la placa de circuito impreso (21). Para aumentar aún más la intensidad del campo magnético que incide sobre la cara cuya distancia se quiere medir, el módulo inductor (20) comprende una
10 ferrita (24) dispuesta en el hueco central (25) definido en el centro la bobina (22). En el caso de una bobina (22) circular como la del presente ejemplo, esta ferrita (24) presenta una forma cilíndrica.
Como se aprecia en la figura 7, el módulo inductor (20) comprende un circuito
15 resonante, formado por la bobina (22) y por la propia capacitancia de la misma, al que se le añade un condensador eléctrico (26). Este condensador (26) se materializa también dentro de la placa de circuito impreso (21), para no incrementar el grosor del módulo inductor (20).
20 El sensor de corrientes de Eddy (10) comprende un módulo de excitación y medida
(30) configurado para excitar la bobina (22) y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma. Este módulo de excitación y medida (30) se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo inductor (20) a la frecuencia de resonancia. El módulo de excitación y medida (30) se dispone separado del módulo
25 inductor (20), por ejemplo en una zona donde no existan limitaciones de espacio, y conectado al mismo mediante cableado (31).
La figuras 8, 9 Y 10 muestra respectivamente una bobina (22) circular, ovalada y rectangular redondeada. Concretamente en las figuras 9 y 10, se observa que la
30 bobina (22) presenta una anchura (22x) superior a su altura (22y ), pudiéndose ensanchar en la dirección longitudinal de la superfiCie de apoyo, tal y como se muestra en la figura 14.
Como se aprecia en la figura 11, la bobina (22) se puede desarrollar utilizando varias 35 capas de la placa de circuito impreso (21), conectando las espiras de una capa con las
de la capa anterior y posterior, consiguiendo de esta forma incrementar la inductancia
de la bobina (22) resultante. Según el ejemplo de la figura 11 , la bobina (22)
comprende cuatro espiras (22a, 22b, 22c, 22d) conectadas en serie, donde cada una de ellas se dispone en su correspondiente capa (21a, 21b, 21c, 21d) de la placa de
circuito impreso (21).

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras, que comprende:
    • un primer anillo (2) que presenta una primera cara (3);
    5 • un segundo anillo (4) que presenta una segunda cara (5) opuesta a la primera cara (3). definiéndose entre ambas caras (3. 5) una distancia (dS);
    •
    uno o más elementos de rodadura (6) dispuestos entre el primer anillo (2) y el segundo anillo (4), que permiten un movimiento relativo entre ambos anillos (2, 4); Y
    •
    un sensor de corrientes de Eddy (10) configurado para medir la distancia (dS) entre
    10 la primera cara (3) y la segunda cara (5); dicho rodamiento (1) caracterizado por que el sensor de corrientes de Eddy (10) comprende un módulo inductor (20) de configuración plana formado en una placa de circuito impreso (21), que integra al menos una bobina (22); y por que dicho módulo inductor (20) se encuentra dispuesto sobre una de las caras (3, 5) para permitir la
    15 medida de la distancia (dS) respecto a la cara (3, 5) opuesta.
  2. 2.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras según la reivindicación 1 caracterizado por que el módulo inductor (20) se encuentra alojado en un rebaje perimetral (7) situado junto a un retén (8) de sellado del rodamiento (1).
    20 3.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende una lámina (23) de material ferrítico dispuesta entre la bobina (22) y la cara (3, 5) sobre la que se dispone el mismo.
    25 4.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende una ferrita (24) dispuesta en un hueco central (25) definido en el centro la bobina (22).
    30 5.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende un circuito resonante formado por la bobina (22) y por un condensador eléctrico (26).
  3. 6.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras según cualquiera de las 35 reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por que la bobina (22) se encuentra ensanchada en la dirección longitudinal de la cara (3, 5) sobre la que se dispone el módulo inductor (20), presentado una anchura (22x) superior a su altura (22y), que le permite tener una forma ovalada, eliptica o substancialmente rectangular.
    5 7.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que la bobina (22) comprende una pluralidad de espiras (22a, 22b, 22c, 22d) conectadas en serie que se disponen sobre una pluralidad de capas (21 a, 21 b, 21 e, 21 d) de la placa de circuito impreso (21).
    10 8.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que el sensor de corrientes de Eddy (10) comprende un módulo de excitación y medida (30) configurado para excitar la bobina
    (22) y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma, para obtener el valor de la distancia (dS).
    15 9.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras segun la reivindicación 8 caracterizado por que el módulo de excitación y medida (30) se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo inductor (20) a la frecuencia de resonancia.
    20 10.-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras segun cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9 caracterizado por que el módulo de excitación y medida (30) se dispone separado del módulo inductor (20) y conectado al mismo.
    25 11 .-Rodamiento con dispositivo de medición de holguras segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado por que comprende dos sensores de corrientes de Eddy (10), donde:
    • un primer sensor de corrientes de Eddy (lOA) presenta un primer módulo inductor (20A) dispuesto sobre una de las caras (3, 5) para permitir la medida de una
    30 primera distancia (dSA) respecto a la cara (3, 5) opuesta, siendo ambas caras (3, 5) paralelas; y
    • un segundo sensor de corrientes de Eddy (108) presenta un segundo módulo inductor (208) dispuesto sobre una de las caras (3, 5) para permitir la medida de una segunda distancia (dSs) respecto a la cara (3, 5) opuesta, siendo una cara (3,
    35 5) oblicua a la otra cara (3, 5) segun una inclinación (9) conocida.
  4. 12.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras caracterizado por que comprende:
    • un módulo inductor (20) de configuración plana formado en una placa de circuito 5 impreso (21), que integra al menos una bobina (22); y
    • un módulo de excitación y medida (30) configurado para excitar la bobina (22) y medir las variaciones del campo magnético generado por la misma, que se dispone separado del módulo inductor (20) y conectado al mismo.
    10 13.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según la reivindicación 12 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende una lámina (23) de material ferrítico dispuesta sobre una placa de circuito impreso (21).
  5. 14.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según cualquiera de las 15 reivindicaciones 12 a 13 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende una ferrita (24) dispuesta en un hueco central (25) definido en el centro la bobina (22).
  6. 15.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 caracterizado por que el módulo inductor (20) comprende un
    20 circuito resonante formado por la bobina (22) y por un condensador eléctrico (26).
  7. 16.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15 caracterizado por que la bobina (22) presenta una anchura (22x) superior a su altura (22y), que le permite tener una forma ovalada, elíptica o
    25 substancialmente rectangular.
  8. 17.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16 caracterizado por que la bobina (22) comprende una pluralidad de espiras (22a, 22b, 22c, 22d) conectadas en serie que se disponen sobre
    30 una pluralidad de capas (21a, 21b, 21c, 21d) de la placa de circuito impreso (21).
  9. 18.-Sensor de corrientes de Eddy para medición de holguras según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 caracterizado por que el módulo de excitación y medida (30) se encuentra configurado para hacer funcionar el módulo de excitación (20) a la
    35 frecuencia de resonan cia.
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