[發明專利]具有天線的軸承保持架和軸承保持架的故障的檢測方法

有效

• 申請號: 201610854920.9
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106989108B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 約安·埃布拉爾;安德烈亞斯·卡爾森;德豐·郎;維克多·馬丁內茲;弗蘭克·德維特
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司;斯凱孚法國航空航天公司
• 主分類號: F16C41/00
• 分類號: F16C41/00;G01R29/10
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇;南霆

本發明涉及一種軸承保持架(51)，其包括軸承保持架主體(51a)，軸承保持架主體(51a)由聚合物材料制成并且包括用于容納軸承的至少一列滾動體的腔格(55)。保持架設置有無源諧振電路，無源諧振電路包括安裝于保持架主體(51a)的天線線圈(54a)。提議天線線圈(54a)形成為直接安裝于軸承保持架主體(51a)的保持架材料的導電層，并且被設計成使得破壞點小于或等于保持架材料的破壞點。因而，保持架主體中的破裂使得天線線圈(54a)破裂，改變了無源諧振電路的諧振特性。

技術領域

本發明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的包括天線的軸承保持架。

背景技術

已知提供諸如具有溫度傳感器的球軸承或滾子軸承的軸承。為了監測軸承，通過與球/滾子與滾道的接觸面(interface)盡可能近地定位的溫度傳感器來檢測在該接觸面處產生的熱量。這使得軸承的保持架成為令人滿意的用于溫度測量的位置。然而，軸承保持架是轉動的并且不能容易操作(accessed)且可用空間是狹窄的。特別是對于小型的軸承，難以將電池或發電機集成于軸承保持架。

文獻EP 1 849 013 B1公開了一種軸承，該軸承具有配備有能量接收線圈的保持架。用于將表示感應到的軸承狀況的信號發送到配置在外圈上的其它天線的發射器被集成在保持架內。然而，該解決方案僅對于具有能夠支撐發射器電子電路(electronics)的保持架的大型軸承才是可行的。

軸承保持架用的無源無線溫度傳感器已在例如傳感器2008、7982-7995的由YaWang、Yi Jia、Qiushui Chen和Yanyun Wang所著的文章“用于惡劣環境應用的無源無線溫度傳感器”中被提出。包括隨溫度變化的電容和電感器的無源振蕩器電路被配置在保持架上，使得電感器線圈與配置在軸承的非轉動圈上的被驅動振蕩器電路的發射器線圈相互作用。電容的溫度依賴性導致了保持架內的諧振電路的能夠被測量的諧振頻率的溫度依賴性。類似的系統已被Purdue大學的S.Scott等人研究過，參見例如：http://docs.lib.purdue.edu/nanopub/1089。

保持架內的諧振電路吸收來自在非轉動環上具有線圈的初級電路的能量，使得能夠由頻率掃描中的吸收峰推導得出諧振頻率。此方法測量振蕩頻率時的能量損失。

還已知使高速列車的列車軸承單元或列車輪軸箱配備有聚酰胺保持架。有時使用與軌道并排配置的熱箱(hot-box)紅外掃描儀來監測這些列車軸承單元。這些紅外掃描儀檢測軸承組成部件的溫度上升來檢測有缺陷的軸承。雖然聚酰胺保持架已被證明是比之前使用的鋼保持架更安全的，但是將無法使用熱箱紅外掃描儀來檢測聚酰胺保持架中的缺陷。保持架的故障檢測在航空航天軸承、高速軸承和其他可能應用中也將是有用的。

本發明尋求提供能夠簡便檢測保持架損壞的改善的軸承用聚合物保持架。

發明內容

為實現上述目的，本發明提出了一種軸承保持架，其包括由聚合物材料制成的軸承保持架主體，軸承保持架主體包括用于容納軸承的至少一列滾動體的腔格。保持架設置有無源諧振電路，無源諧振電路包括安裝于軸承保持架主體的至少一個天線線圈。適當地，至少一個天線線圈用作無源諧振電路的電感器線圈。

提議天線線圈形成為直接安裝于軸承保持架主體的聚合物材料的導電層，并且被設計成使得破壞點等于或小于聚合物材料的破壞點。保持架主體的聚合物材料可以包括聚酰胺、酚醛樹脂、聚醚醚酮樹脂(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)或其他聚合物。

關于這點，破壞點特別是指材料的斷裂伸長率，并且聚合物基體和天線線圈的材料應被選擇成使得當軸承保持架主體的保持架材料破裂時天線線圈破裂。這可以通過特別是使用薄導電層作為天線線圈來實現。同時，天線線圈對軸承保持架主體的表面的附著力應當足夠強，以確保當壓力過大時天線線圈層破裂而不是剝離。