[發明專利]具有集成的載荷檢測的滾子

有效

• 申請號: 201811607466.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109990000B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 尼古拉斯·西蒙·威廉·登·哈克;格特揚·范阿姆榮根
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: F16C33/34
• 分類號: F16C33/34;F16C19/52;F16J15/06;G01L5/00
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 杜欣

本發明涉及軸承的傳感化的滾子(10)，傳感化的滾子具有沿滾子的軸向延伸的中空圓柱形孔(15)，傳感器模塊(20)被容納在孔內。傳感器模塊配備有一個或多個變形傳感器，用于檢測因作用在滾子上的徑向載荷而引起的滾子孔的變形。傳感器模塊包括剛性殼體(30)，剛性殼體的形狀被設計成嵌合在滾子孔內并以在殼體的外圓柱表面與孔的內圓柱表面之間有小的徑向游隙安裝于滾子孔。此外，所述一個或多個變形傳感器中的每一者由接近傳感器(25a、26a、27a)形成，接近傳感器被容納在殼體的外圓柱表面處，使得接近傳感器的傳感元件面對滾子孔的內圓柱表面并測量它們之間的徑向間隙，該徑向間隙表示孔變形。

技術領域

本發明涉及滾動軸承中的載荷檢測的領域，尤其涉及這樣一種軸承滾子，其具有中空孔，一個或多個傳感器被配置在中空孔內，以用于檢測滾子孔因作用在軸承上的徑向載荷而導致的變形。

背景技術

由WO 2016/016054已知這種軸承滾子的示例。公開了一種用于檢測作用在滾子上的徑向載荷的裝置。該裝置包括載荷感測器件(load cell)，載荷感測器件跨越(span)滾子孔直徑并與孔表面的直徑相對部分(/在直徑上相對的部分)固定接觸。當滾子被在徑向上施加載荷時，中空孔的圓形截面變形成橢圓形。在載荷狀態下，載荷平面保持不變(same)，但是在滾子轉動期間，載荷感測器件的接觸位置在該平面內旋轉。結果，接觸位置不僅經歷相對于彼此的徑向移位，而且還有橫向移位。該效應有時被稱為咀嚼效應(chewingeffect)。載荷感測器件包括彎曲的梁和鉸鏈裝置，并且被設計成使得通過載荷感測器件的彈性變形，接觸位置與孔表面一起移動，以承受(/吸收)(take up)與咀嚼效應相關聯的運動。

在US 9127649中公開了傳感化的軸承滾子的另一示例。該滾子配備有檢測軸承滾子的物理狀態的傳感器，該傳感器附接于限定出容腔的滾子孔的內表面。來自傳感器的信號被處理部分接收，處理部分處理檢測信號并將其傳輸到軸承外部的接收器。處理部分設置在被容納在孔容腔內的基板上，其中基板保持材料介于傳感器與基板之間。保持材料可以是彈性體材料，其以液態倒入孔容腔中然后固化。由于上面提到的滾子孔內部的咀嚼運動，存在以下風險：彈性體材料將變得從孔的內表面脫離，這將導致在傳感器元件與處理電子器件之間的電連接上產生應變(/拉緊)(strain)(如果未破裂的話)。

仍存在改進的余地。

發明內容

本發明限定了一種滾子軸承的滾子，該滾子具有沿滾子的軸向延伸的中空圓柱形孔，由此包括了用于檢測滾子孔因作用在滾子上的徑向載荷而變形的一個或多個傳感器的傳感器模塊被配置在滾子孔內。傳感器模塊包括剛性(的)殼體，剛性殼體的形狀被設計成嵌合在滾子孔內并以在殼體的外圓柱(形)表面與滾子孔的內圓柱(形)表面之間有小的徑向游隙(clearance)安裝于滾子孔。根據本發明，至少一個接近傳感器被容納在殼體的外圓柱表面處，使得接近傳感器的傳感元件面對滾子孔的內圓柱表面并測量它們之間的徑向間隙。

殼體將至少一個接近傳感器支撐在滾子孔內，從而使得能夠在徑向載荷下直接地和無接觸地測量孔變形(這在內孔表面與至少一個接近傳感器的傳感元件之間的徑向間隙中產生變化)。適當地，殼體在徑向上借助于配置在滾子孔與殼體外表面之間的環形間隙中的第一彈性元件和第二彈性元件而被定位在孔內。彈性元件承受孔的徑向變形并防止孔表面與殼體外表面之間的接觸。結果，傳感器模塊整體對(與滾子孔接觸或附接于孔的)傳統的傳感器構造所經歷的咀嚼運動不敏感。