具有振动传感器的带罩盖轴承的制作方法
【专利摘要】本发明涉及轴承，该轴承具有第一环(10)、第二环(12)、设置在所述第一环(10)和所述第二环(12)之间的滚动腔中的至少一排滚动元件(14)、以及连接到所述第一环(16)从而密闭所述滚动腔的罩盖(16)。设置至少一个振动传感器(18)连接在所述罩盖(16)的内部上。轴承具有第一环(10)、第二环(12)、设置在所述第一环(10)和所述第二环(12)之间的滚动腔中的至少一排滚动元件(14)、以及连接到所述第一环(16)从而密闭所述滚动腔的罩盖(16)。
【专利说明】
具有振动传感器的带罩盖轴承
技术领域
[0001]本发明涉及包括罩盖的轴承。
【背景技术】
[0002]本发明涉及可集成在轴承传感器本体中的振动传感器模块。已经知晓提供具有振动传感器的轴承以便检测滚子、保持架或滚道中的缺陷或者采用该轴承的机器的运行参数。
[0003]现代轴承监视技术覆盖装配在传感器罩盖中的多种感应特征，传感器罩盖安装到外环的轴向面。作为原则，振动传感器直接连接到轴承环之一或者连接到容纳轴承环之一的大块金属外壳以便保证良好的信号传输。
[0004]然而，标准轴承设计为用在宽范围的应用中且需要严格遵守有关ISO尺寸。连接到轴承环外面的，例如到其侧面的传感器组件在某些特定领域证明是有用的，但是不能使自身成为标准化使用，因为配备有这样传感器组件的轴承超过了 ISO尺寸。
[0005]本发明特别寻求开发在轴承的临界ISO尺寸内，即在根据ISO15—般设计涉及轴承类型的尺寸内包括传感器、在线处理单元和无线传输单元的传感器组件。
【发明内容】
[0006]本发明涉及的轴承具有第一环、第二环、设置在所述第一环和所述第二环之间的滚动腔中的至少一排滚动元件、以及连接到所述第一环从而密闭所述滚动腔的罩盖。在很多情况下，罩盖连接到外环。然而，本发明可等同地应用于罩盖连接到内环的带罩盖轴承。
[0007]已经提出的是，至少一个振动传感器连接在所述罩盖的内部上。将传感器连接到罩盖而不是直接连接到其中一个轴承环不可避免地会引起衰减并且降低信号-噪声比，从而对于传感器位置来说这是一个非显而易见的选择。然而，本发明人惊奇地发现对于包括轴承损坏检查的很多应用来说信号质量是足够的。传感器可直接安装到罩盖或通过支架或保持器安装到罩盖。
[0008]本领域的技术人员将理解，罩盖没有完全密闭环之间的间隙，而是可以留下很小的间隙以保证轴承的适当功能而不产生摩擦。该间隙可通过滑动密封等密闭。
[0009]在本发明的优选实施例中，所述罩盖通过材料结合连接而连接到第一环，优选地通过铜焊。该刚性连接导致良好的振动传输且加固罩盖。在传感器罩盖自身铜焊到轴承侧面的实施例中，可避免任何间隙且可实现刚性连接。
[0010]在本发明的进一步实施例中，所述罩盖包括至少一个轴向端面，其中振动传感器连接到轴向端面。轴向端面通常为罩盖的最大端面，并且具有一定的空间用于安装传感器。在该范围内，词语“轴向”和“径向”是指轴承环的旋转轴线和对称轴线。
[0011]进一步提出的是，罩盖包括至少一个径向端面和一个轴向端面，其中振动传感器连接到径向端面。优选地，径向端面直接接触到轴承环，从而该位置意味着传感器非常靠近轴承环。结果，轴承环和传感器之间的通道上的振动衰减很小。此外，罩盖的该部分是刚性的且被轴承环稳定，从而与其它位置相比减小了罩盖的固有振动的影响。通过更接近于轴承潜在损坏的测量，可在较早的阶段上检测损坏。
[0012]罩盖固有振动的影响可通过增加抑制罩盖振动的装置而进一步降低。在本发明的优选实施例中，振动传感器设置在所述罩盖内的封装中。该封装用作抑制振动和保护振动传感器的装置。优选地，封装通过在罩盖中直接注射成型而形成。
[0013]根据本发明的进一步方面，振动传感器安装在连接到罩盖的金属块中。金属块优选为铝块。金属块或托架可提供腔体，以容纳传感器实现功能所需的空气填充区域。加速计通常安装为不能接触主要安装表面之外的表面。另外，传感器受到保护而不会被诸如润滑剂、湿度和颗粒的外部因素所影响。
[0014]在本发明的节约成本实施例中，罩盖是冲压片状金属件。
[0015]本发明以有利的方式结合很多优点。首先，在很早的阶段上可测量潜在的损坏。潜在的诸如不平衡和错位的机械失效的其它影响也是可见的。第二，传感器解决方案保持本领域电子装置所允许的尽可能的紧凑状态。第三，本发明的解决方案能使解决方案完全集成在轴承中，其还可进一步改进以符合严格的ISO尺寸。第四，该解决方案可变得非常成本有效。最后，能够提供容纳振动传感器的空气填充腔。
[0016]本发明描述了紧凑的、集成的解决方案以便以良好的灵敏度和信号噪声比测量振动。
[0017]选择的解决方案优选包括传感器封装，其配置为在密封区域沿轴向方向上从罩盖突出且将电子装置保持在钢制传感器本体中。与将传感器封装连接到轴承环或者轴承壳体相比，该解决方案的缺点是罩盖相较于轴承或壳体具有有限的刚度。这导致相对低的特征频率和在所感兴趣的频率范围内的众多模式形态。由于靠近外环安装(仅允许很小的位移)以及附加阻尼，谐振仍是可控的。
[0018]本发明的上述实施例以及附加的权利要求和附图示出了本发明在特定组合中的多个代表性特征。本领域的技术人员容易理解这些特征的进一步组合或部分组合以适应权利要求中所规定的本发明是需要的。
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明的轴承的示意图；
[0020]图2是根据本发明第一实施例的轴承外环连接有罩盖的截面图；
[0021 ]图3是配备有根据本发明的振动传感器的罩盖的示意图；
[0022]图4是根据权利要求3的罩盖的截面图；以及
[0023]图5是配备有与罩盖分离的振动传感器的金属支架。
【具体实施方式】
[0024]图1是根据本发明的轴承的示意性透视图。外部尺寸为任何ISO标准轴承的尺寸。轴承为带罩盖的轴承且包括作为第一环10的外环、作为第二环12的内环、设置在第一环10和第二环12之间的滚动腔中的至少一排滚动元件14、以及形成为冲压片状金属件连接到所述第一环1从而密闭滚动腔的罩盖16。
[0025]图2是连接有罩盖16的第一环10的截面图。振动传感器18连接在所述罩盖16的内表面上。此外，用于处理传感器数据的数据处理单元和无线传输单元或其它种类的通讯接口可设置在电子封装中，该电子封装连接到罩盖16的相同的内表面(未示出)。
[0026]罩盖16具有凸缘，通过铜焊将其连接到第一环10。该刚性连接导致良好的振动传输且减小罩盖的固有振动。可以没有间隙且可实现刚性连接。根据本发明其它实施例的罩盖不包括凸缘。
[0027]在图1和2的实施例中，罩盖16包括一个轴向端面16a和一个径向端面16b，其中振动传感器18连接到径向端面16b。在进一步实施例中，传感器18可连接到轴向端面16a或者连接到径向端面16b和轴向端面16a二者。振动传感器18安装在块22中，块22容纳在封装20中，这将在下面进一步详细描述。振动传感器18和金属块22之间以及金属块22和罩盖16之间的连接应充分刚性以保证良好的信号传输。
[0028]下面描述的本发明实施例集中在与第一实施例的区别上，其中为了简明起见省略相同特征的描述。对此读者参见上面描述的本发明第一实施例。等同或类似的特征提供相同的附图标记以突出类似性。
[0029]图3示出了从罩盖16面对滚动腔的内部看到的配备有传感器18的罩盖16的透视图。振动传感器18设置在所述罩盖内的封装20中。封装20通过注射成型方法或机械加工形成且通过螺钉连接到罩盖16。在本发明的其它实施例中，传感器18可以利用塑料材料通过二次模制形成，优选直接在罩盖16中。
[0030]图4是在具有封装20的块22中设置有传感器18的罩盖16的截面图，并且图5示出了传感器18以及与罩盖18和封装20分开的块。
[0031]振动传感器安装在铝金属块22中或者连接到罩盖18的托架中。金属块22具有腔体22a以容纳空气填充区域，该空气填充区域保持实现传感器18功能所需的封装材料。另外，传感器受到保护而不受外部因素的影响，例如润滑剂、湿度或颗粒。
【主权项】
1.一种轴承，具有第一环(10)、第二环(12)、设置在所述第一环(10)和所述第二环(12)之间的滚动腔中的至少一排滚动元件(14)、以及连接到所述第一环(10)从而封闭所述滚动腔的罩盖(16)， 其特征在于，至少一个振动传感器(18)连接在所述罩盖(16)的内部。2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)通过材料结合连接与所述第一环连接。3.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)通过铜焊连接到所述第一环。4.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)包括至少一个轴向端面(16a)，其中该振动传感器连接到该轴向端面。5.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)包括至少一个径向端面(16b)和一个轴向端面(16a)，其中该振动传感器(18)连接到该径向端面(16b)。6.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)包括用于抑制该罩盖的振动的装置(20)。7.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述传感器(18)设置在所述罩盖(16)内的封装(20)中。8.根据权利要求7所述的轴承，其特征在于，所述封装(20)通过注射成型法形成。9.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述振动传感器(18)安装在连接到所述罩盖的金属块(22)中。10.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，所述罩盖(16)是冲压片状金属件。11.根据前述权利要求之一所述的轴承，其特征在于，还包括用于避免该第一环(10)滑动的锁定装置。12.—种配备有根据前述权利要求之一所述轴承的机械，其特征在于，该轴承安装为使得该传感器(18)位于该轴承的负载区域中。13.—种用于根据前述权利要求之一所述轴承的罩盖，其特征在于，振动传感器(18)连接在所述罩盖(16)的内部。
【文档编号】F16C33/76GK106050943SQ201610093366
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年2月19日 公开号201610093366.7, CN 106050943 A, CN 106050943A, CN 201610093366, CN-A-106050943, CN106050943 A, CN106050943A, CN201610093366, CN201610093366.7
【发明人】N.S.W.登哈克, K.韦林, J.范波梅伦
【申请人】斯凯孚公司