传递装置及其制造方法以及具有整合的传递装置的滚动轴承与流程

本发明涉及一种用于传递数据和/或能量的传递装置，其包括固定的第一线圈和相对于第一线圈尤其是以能转动的方式支承的第二线圈，其中，两个线圈无接触地彼此以如下方式布置，即，它们磁耦合。本发明还涉及一种用于制造这样的传递装置的方法以及一种具有整合的传递装置的滚动轴承。

背景技术：

DE 694 12 390 T2示出一种滚动轴承，其具有不能转动的轴承圈、能转动的轴承圈、布置在轴承圈之间的滚动体以及用于测量作用于滚动轴承上的负荷的负荷测量系统。在其中至少一个滚动体上装配有用于测量作用于滚动轴承上的力的传感器。信号传递装置在功能上与传感器联接，用以传递由该传感器发出的信号。信号传递装置包括第一线圈，第一线圈与传感器电连接且物理连接，以便与该传感器一起沿着圆形轨道移动。信号接收器用于接收传递的信号，信号接收器包括抗相对转动地(drehfest)紧固在不能转动的轴承圈上的第二线圈。第二线圈以如下方式来布置，即，第一线圈在其上运动的圆形轨道位于第二线圈中。

DE 20 2010 012 270 U1描述了一种用于将布置在风轮的能转动的转向架上的电源的电功率无损耗地传递到该风轮的固定底座的功率传递装置。功率传递装置包括至少一个线圈对，该线圈对具有固定的底座侧的线圈和以能相对于该线圈旋转的方式支承的一起转动的电源侧的线圈。两个线圈无接触地彼此以如下方式布置，即，它们磁耦合。

技术实现要素：

本发明的任务在于提供一种具有简单结构、制造费用低且需要很小的结构空间的传递装置。此外，还应提供一种具有整合的传递装置的滚动轴承以及一种用于制造这样的传递装置的方法。

根据所附权利要求1的传递装置用于解决根据本发明的任务。

根据本发明的传递装置包括具有固定的第一线圈和相对于第一线圈尤其是以能转动的方式支承的第二线圈的同心的线圈对，其中，线圈彼此以如下方式布置，即，它们磁耦合。对于本发明来说重要的是，第一和第二线圈作为印制电路分别实施在多层印刷电路板上，其中，在多层印刷电路板的外层上分别布置有导磁层。导磁层经由引入到印刷电路板中且填充有导磁材料的凹部相互磁连接。有利的是，第二线圈相对于第一线圈以能转动的方式支承。但是也可想到本发明的如下实施方案，其中，两个线圈彼此抗相对扭转地(verdrehfest)布置并因此形成静态的传递装置。

根据本发明的传递装置的主要优点在于，与传统的印刷电路板组合或者整合到其中可以实现完全在常见的电气印刷电路板制造的范围内制造传递装置。在此，可以运用公知的且经过时间考验的用于制造电气印刷电路板的技术，由此可以实现高效率的生产。因此可以以连板制造多层印刷电路板。在以连板制造的情况下，许多单个印刷电路板并排布置在一个印刷电路板上。以连板的制造可以实现，尤其是在大件数时可以实现低成本地制造多层印刷电路板。通过根据本发明借助两个多层印刷电路板来实现的传递装置可以达到相对于调整不精确性来说提高的容许误差。

根据一个优选的实施方式，在两个印刷电路板的彼此对置的导磁层之间存在环形的气隙。经由该气隙以简单的方式和方法实现两个线圈的磁耦合。耦合允许将能量或者信息(数据)从一个线圈传递到另一个线圈。

导磁层优选地实施为填充有铁磁粉的塑料膜或者板材。导磁层优选地层叠在多层印刷电路板上。

根据一个有利的实施方式，引入到凹部中的导磁材料可以是包含铁磁粉的膏。膏状的材料可以良好地操纵并且低耗费地引入到凹部中。但是替选地，也可以使用由导磁材料制成的铆钉、销钉或者套筒，它们引入到凹部中并且以合适的方式和方法与印刷电路板连接。

在具有导磁层的合适的多层印刷电路板的构造和制造方面，参阅本申请人的标题为“Magnetische Platine und Verfahren zu deren Herstellung(磁印刷电路板和其制造方法)”的专利申请。在这方面而言将该专利申请的公开内容纳入本发明。

证实是符合目的的是，线圈与驱控和评估单元连接，该驱控和评估单元用于评估由传递装置提供的信号。驱控和评估单元优选地布置在传递装置之外。通过在传递装置与驱控和评估单元之间的空间上的分隔，传递装置尤其是也适合于较高的运行温度。

根据所附权利要求6的滚动轴承也用于解决根据本发明的任务。

根据本发明的滚动轴承包括：轴承内圈、轴承外圈、布置在轴承圈之间的滚动体以及用于传递数据和/或能量的传递装置。传递装置包括同心的线圈对，其中，第一线圈与两个轴承圈中的一个轴承圈连接，并且第二线圈与两个轴承圈中的另一个轴承圈连接。线圈彼此以如下方式布置，即，它们磁耦合。对于本发明来说重要的是，线圈作为印制电路分别实施在多层印刷电路板上。在多层印刷电路板的外层上分别紧固有导磁层。导磁层经由引入到印刷电路板中且填充有导磁材料的凹部有针对性地相互连接。在印刷电路板的彼此对置的导磁层之间存在环形的气隙。经由该气隙使两个线圈的磁场耦合。

根据本发明的滚动轴承的主要优点在于，借助两个多层印刷电路板来实现的传递装置可以实现将传递装置低耗费地整合到滚动轴承中。为此，仅必须将两个印刷电路板紧固在两个轴承圈上。优选地，保持元件分别用于紧固印刷电路板，该保持元件嵌入到相应的轴承圈的环绕的槽中。

根据一个优选的实施方式，滚动轴承还包括用于检测轴承状态数据的传感器，其中，两个线圈中的一个线圈设计用于接收传感器数据。为此，传感器和设计用于接收传感器数据的线圈优选地布置在同一轴承圈上。由传感器提供的数据从接收传感器数据的线圈传递到另一线圈。

最后，根据权利要求9的用于制造传递装置的方法也用于解决根据本发明的任务。

根据本发明的方法包括以下步骤：首先，制造第一和第二多层印刷电路板，它们分别具有实施为印制电路的线圈。紧接着，以合适的方式和方法分别将导磁层紧固在多层印刷电路板的外层上。导磁层优选被层叠。紧随其后将凹部引入到印刷电路板中。随后，为了制造磁镀通孔而将导磁材料引入到凹部中，由此使导磁层有针对性地导磁连接。最后，将第一印刷电路板紧固在第一构件上，并将第二印刷电路板紧固在第二构件上，其中，线圈彼此以如下方式布置，即，它们是彼此同心的并且磁耦合。磁耦合优选地经由在彼此对置的导磁层之间的环形的气隙来实现。第二构件有利地相对于第一构件以能转动的方式支承。

根据一个优选的实施方式，在一个步骤中制造多层印刷电路板以及将导磁层安置在多层印刷电路板的外层上。导电层和导磁层在该情况下层叠在一起。由此降低了制造费用。在这种方式的制造的情况下，用于导电层的电连接的电镀通孔只有在制成磁镀通孔之后才被制造。

附图说明

以下根据附图对本发明的优选实施方式进行详细阐述。在附图中：

图1示出根据本发明的传递装置的纵截面图；

图2示出根据本发明的传递装置的横截面图。

具体实施方式

根据本发明的传递装置01的结构随后应该根据图1和图2详细阐述。根据本发明的传递装置01是环形的并包括第一和第二多层的环形的印刷电路板02、03。印刷电路板02、03彼此同心地布置，其中，第一印刷电路板02布置在第二印刷电路板03之内并因此被第二印刷电路板03包围。多层印刷电路板02、03由多个叠置的导电层和介电层组成，介电层布置在邻接的导电层之间。在第一印刷电路板02的导电层上实现有呈印制电路的形式的第一线圈04。在第二印刷电路板03的导电层上实现有同样呈印制电路的形式的第二线圈05。两个线圈的匝数相应于期望的阻抗和耦合地实施。

多层印刷电路板02、03在它们的两个外层上分别配设有导磁层07。导磁层07优选地实施为填充有铁磁粉的塑料膜或者板材。印刷电路板02、03的导磁层07分别经由磁镀通孔08有针对性地相互磁连接。制造磁镀通孔08的方法是：在配设有导磁层07的印刷电路板02、03中引入凹部，这些凹部装填有导磁材料。引入到凹部中的导磁材料可以例如是包含铁磁粉的膏。然而同样能够使用由导磁材料制成的铆钉、销钉或者套筒，它们引入到凹部中并且相应地紧固在印刷电路板02、03上。

在两个印刷电路板02、03的彼此对置的导磁层07之间存在环形的气隙09，经由气隙实现两个线圈04、05的磁耦合。其中一个线圈04、05相对于另一线圈04、05以能转动的方式支承。

根据本发明的传递装置01可以例如低费用地装入到滚动轴承中。为此，仅将第一印刷电路板02紧固在内圈上并将第二印刷电路板03紧固在外圈上。优选地分别经由至少一个保持元件来进行紧固，保持元件嵌入到相应的轴承圈的环绕的槽中。在具有能转动的内圈的滚动轴承中，与内圈连接的第一线圈04相对于第二线圈05以能转动的方式支承。与此不同的是，在具有能转动的外圈的滚动轴承中，与外圈连接的第二线圈05相对于第一线圈04以能转动的方式支承。在传递装置01的装入状态中得到环形的气隙09，气隙用于两个线圈04、05的磁耦合。相互耦合的线圈04、05可以实现将能量或者信息，即数据从两个线圈04、05中的一个线圈传递到两个线圈04、05中的另一个线圈。线圈04、05可以例如传递由传感器检测的轴承状态数据。为此，两个线圈04、05中的一个线圈设计用于接收传感器数据。传感器和设计用于接收传感器数据的线圈04、05可以为此例如布置在同一轴承圈上。由传感器提供的数据从接收传感器数据的线圈传递到另一线圈。线圈04、05可以与驱控和评估单元连接，该驱控和评估单元用于评估由传递装置01提供的信号。

附图标记列表

01 传递装置

02 第一印刷电路板

03 第二印刷电路板

04 第一线圈

05 第二线圈

06 -

07 导磁层

08 磁镀通孔

09 气隙