[發明專利]軸承、尤其是滾動軸承

在審

• 申請號: 201380064494.3
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN104838161A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 托馬斯·林克
• 申請（專利權）人: 舍弗勒技術股份兩合公司
• 主分類號: F16C41/00
• 分類號: F16C41/00;F16C19/52
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊靖;車文

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的軸承、尤其是滾動軸承。

背景技術

在運行時，各種各樣的力、特別是那些關于軸承的旋轉軸線沿徑向作用并且使兩個軸承圈之間的間距發生變化的力作用在軸承、尤其是滾動軸承上。定性或甚至是定量檢測這類軸承力或者兩個軸承圈彼此之間的、特別是徑向的間距變化是十分耗費的，但是對于設計和監控軸承卻很重要。

例如公知的是，在其中一個軸承圈的端面或者周面上安裝應變計，該應變計在其在力作用下出現延伸的情況下輸送電信號。這類應變計只能十分耗費且難以重復地安裝；此外，還需要附加的電流供應裝置。

由現有技術公知有如下軸承、特別是滾動軸承，其包括爪極發電機，其被設置成用于從兩個軸承圈的相對旋轉運動中產生電能。特別是公知有如下軸承、尤其是滾動軸承，其包括第一軸承圈、第二軸承圈和爪極裝置，其中，爪極裝置包括具有一系列第一爪的第一爪環和具有一系列第二爪的、在旋轉軸線的周向方向上錯開的第二爪環，其中，兩個爪環的爪與一系列圍繞旋轉軸線的磁極構成磁回路。在此，兩個爪環布置在第一軸承圈上，而一系列磁極固定在第二軸承圈上。前述爪極裝置通過感應線圈完整地構成爪極發電機，其中，感應線圈布置在兩個爪環之間，并且環繞旋轉軸線，使得在第一軸承圈和第二軸承圈相對旋轉時，感應線圈被磁回路環繞，磁回路的朝向依賴于軸承的轉速而變化，從而在感應線圈內感應出交變電壓，該交變電壓可以被截取作為有用能量，并且該交變電壓的頻率依賴于軸承的轉速，因此爪極發電機也可以間接地設計為轉速傳感器。在第二軸承圈上的磁極側上，通過在圓周方向上將相鄰的不同極性的磁極導磁連接的磁路返回環或者通過第二軸承圈的導磁的主體導致在感應線圈內環繞的磁回路完全閉合，這對于爪極發電機的正常運行十分重要。在第一軸承圈的爪板側上，通過將兩個爪板直接地導磁連接的磁通引導元件(DE10?2011?075?548A1)或者通過第一軸承圈的導磁的主體(DE?10?2010018?472?A2)導致圍繞感應線圈的磁回路完全閉合，這對于爪極發電機的正常運行十分重要。在針對爪極發電機進行拓展的爪極裝置中，尤其無法直接檢測到兩個軸承圈之間的間距變化(這種間距變化使第二軸承圈上的磁極與第一軸承圈上的爪之間的磁通變化可以被觀察到)，這是因為感應線圈中的感應電壓在整個周邊上被平均了。

發明內容

本發明的任務是，提供一種軸承、特別是滾動軸承，其具有在結構上能夠簡單集成的、針對軸承力的檢測設備。

根據本發明，該任務通過如下方式來解決，即，在軸向方向上至少以部段形式、在第一爪環和第二爪環之間構造出間隙，其中，越過間隙在第一爪環的爪和第二爪環的、在圓周方向上相鄰的爪之間使磁回路閉合，并且在間隙的區域內布置有磁傳感器，其檢測穿過間隙的磁場。

磁通穿過在圓周方向上至少以部段形式構成的間隙，該磁通依賴于第一爪環的爪到與之相對置的磁極的間距，并且依賴于第二爪環的、在圓周方向上與第一爪環的爪相鄰的爪到與之相對置的、不同極性的磁極的間距，因此也就是依賴于這兩個軸承圈的間距，從而由磁傳感器在兩個爪環之間的限定的間隙內檢測到的磁場依賴于兩個軸承圈相互之間的間距，并且因此間接地依賴于在間隙的周邊區域內作用到軸承上的力。

間隙在軸承的軸向方向上僅延伸如下長度，磁通在該長度上穿過爪對的兩個表征性的、在軸向方向上相鄰的爪，其中，不言而喻的是，可以在軸向方向上相間隔地設置多個這樣的表征性的爪對。但是，間隙也可以沿著軸承的整個周邊延伸。

間隙寬度、也就是兩個爪板之間的最小間距被設計成使得磁通被兩個爪板之間的主體上的導磁部分禁止，但即便如此還是能夠越過間隙使磁回路閉合，這是因為磁通密度從其中一個爪板出發在其表面附近朝著另一爪板的方向向外延伸，并且在此穿過間隙。

優選規定，間隙構造為氣隙，其中，在氣隙中可以特別簡單地且易于進入地布置有磁傳感器。

優選規定，間隙以不導磁的材料、特別是塑料填充。磁傳感器在此可以布置在不導磁的填充材料上或布置在其中。

優選規定，在爪環和第一軸承圈之間布置有由不導磁的材料(特別是塑料)制成的隔離環。隔離環抑制不穿過具有磁傳感器的間隙的雜散磁通。

就隔離環而言，特別優選規定，爪環容納在隔離環的挖空部處，并且隔離環至少以部段形式填滿爪環之間的間隙。因此，隔離環滿足另一保持兩個爪環的功能，并且在此至少局部具有不導磁的材料，該材料填滿兩個爪環之間的間隙。

優選規定，磁傳感器布置在隔離環上或布置在其中。因此，隔離環滿足另一容納磁傳感器并且特別是至少以部段形式容納傳感器的電導線的功能。