用于滚动轴承的传感器装置和具有这种传感器装置的滚动轴承装置的制作方法

本发明涉及一种用于滚动轴承的传感器装置，滚动轴承具有外圈和内圈，其中两个轴承圈中的一者相对于两个轴承圈中的另一者能够转动。传感器装置包括至少一个与两个轴承圈中的一者能抗扭地连接的传感器和与两个轴承圈中的另一者能抗扭地连接的信号发生器。本发明还涉及具有滚动轴承和与滚动轴承连接的传感器装置的滚动轴承装置。

背景技术：

具有集成的传感器单元的滚动轴承装置(也被称为传感器轴承)用于检测不同的轴承状态量，例如转速、温度和旋转角。已知的解决方案的缺点是，这种滚动轴承装置一般为定制的，并且因此仅在一定变化范围内可用。

de102012202522a1示出一种传感器轴承，通过传感器轴承能够在滚动轴承内检测运行状态并将其向信号接收器传递。至少一个安置在滚动体保持架中的测量传感器用于测量在滚动体上作用的力。滚动体保持架具有多个用于容置滚动体的凹口。1到4个凹口不装入滚动体，这样测量传感器代替滚动体能够被安置在其中。测量传感器与保持架抗扭转地相连接。在这种情况下的缺点是，由于滚动体数目的减少可能导致在轴承中负载的变化以及圆周运动的恶化。

de102009021469a1描述一种传感器轴承单元，该传感器轴承单元包括被设计为滚珠滚子轴承的滚动轴承，该轴承具有在轴承圈上安置的传感器外壳，具有集成的用于感测轴承运行状态的传感器装置。该传感器外壳被设计为贴靠在轴承圈的自由圆周表面或端侧上的适配环。适配环被这样地定尺寸，使整个传感器轴承单元的径向或轴向尺寸至多等于各自的具有相同的承载能力的滚珠轴承的尺寸。通过这种方式，滚珠轴承和具有集成的传感器装置的滚珠滚子轴承能够在相同的装配空间中彼此进行交换。

在de102007042478a1中描述一种具有传感器系统的滚动轴承装置，传感器系统用于生成与内圈相对于外圈的相对转动有关的传感器信号。传感器系统包括具有至少一个簧片触点的传感器构件，簧片触点检测信号发生器的作为传感器信号的磁信号。传感器构件能够合并在设计为平面的环盘的轴承盖环。轴承盖环优选固定在运行中稳定的轴承圈上。信号发生器固定在滚动体保持架的端侧上并且设计为单个永久磁铁或编码盘。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种传感器装置，传感器装置能够不费力地被安装在滚动轴承上。传感器装置应被这样地设计，能够通过相比较低的成本低制造适配于不同的滚动轴承直径的传感器装置。此外还应提供一种具有传感器装置的滚动轴承装置。

根据所附的权利要求1的传感器装置用于解决根据本发明的技术问题。

根据本发明的传感器装置被设计为用来安装在滚动轴承上。传感器装置包括能够固定在滚动轴承的外圈的轴向端面上的外部圈以及能够固定在滚动轴承的内圈的轴向端面上的内部圈。传感器和信号发生器安置在外部圈和内部圈的彼此对置的侧面上。

传感器装置的一个重要优点是：可被耗费低的制造并且因此也能被价格低廉地制造。内部圈和外部圈通常由连续轮廓制造，从而不同的期望的直径能够被不费力地制造。因此，针对不同的滚动轴承直径需设置相应的传感器装置，其中仅提供常见尺寸的内部圈和外部圈。然而，能够针对所有传感器装置相同地运行传感器，并且必须将传感器仅安置在外部圈或内部圈的相应的侧面上。在市场上能够找到批量生产的不同直径的编码环作为信号发生器来使用。传感器装置能够相对容易地安装在滚动轴承上。为此，外部圈必须固定在外圈的端面上并且内部圈必须固定在内圈的端面上。

根据一个有利的实施方式，传感器或也可以是多个传感器安置在固定在外部圈和内部圈的侧面上的柔性电路板上。在电路板上优选设置传感器电子组件和电压源。在电路板上安置的构件通过导体线路电连接。电路板优选通过浇铸质量件固定在侧面上。通过这种方式，在电路板上安置的敏感元件可以很好地免受潮湿和灰尘的影响。此外，构件通过浇铸质量件被固定在它的位置上，从而能够工艺可靠地实现一个或多个传感器的功能上重要的间距或距离。

外部圈根据有利的实施方式被设计为开口圈。外部圈通过其开口形式在装配时自动定心或自调心，并且还额外地补偿不可避免地发生的制造公差。

内部圈优选同样执行自定心或自调心。

已证明有利的是，传感器装置能通过粘接薄膜固定在滚动轴承上。粘接薄膜两侧用粘合剂粘接，以便能够形成传感器装置和滚动轴承之间的连接。在这种情况下特别有利的是，粘接薄膜作为运输安全件来使用。为此，粘接薄膜包括在内部圈区域中的环绕的第一部段和在外部圈的区域中的环绕的第二部段。第一和第二部段通过多个分隔片彼此连接，其中分隔片被这样地设计，使其在圆周方向上有作用力的情况下被分解或撕裂。因此，在传送状态中，传感器装置的内部圈和外部圈以及滚动轴承的内圈和外圈彼此固定。在滚动轴承装配之后，分隔片例如在能够转动的构件上在第一旋转动试验时被撕裂并且由此内圈相对于外圈被释放，因此从现在开始可以转动。

内部圈优选被设计为离心盘。由此，灰尘和湿气能够被可靠地排出，以便保护信号发生器或滚动体空间免受杂质侵害。

根据一个有利的实施方式，传感器装置包括用于与评判单元连接的连接缆线。连接缆线优选固定在电路板上。然而，替选的实施方式也是可行的，其中向评判单元传递数据不是通过缆线而是无线地进行，优选通过无线信号，例如通过蓝牙进行。

使用根据所附权利要求10的滚动轴承装置来解决所述根据本发明的技术问题。

根据本发明的滚动轴承装置包括滚动轴承和与滚动轴承连接的前述类型的传感器装置，该滚动轴承具有外圈和内圈，其中两个轴承圈中的一者相对于两个轴承圈中的另一者能够转动。

附图说明

本发明的优选实施例将在下面参考所附的附图进行阐述。附图为：

图1是根据本发明的滚动轴承装置的示意性的立体视图；

图2是根据本发明的滚动轴承装置的分解图示。

具体实施方式

图1示出根据本发明的滚动轴承装置01的立体视图，而图2示出滚动轴承装置的分解图示。滚动轴承装置01包括滚动轴承02和在滚动轴承上固定的传感器装置03。滚动轴承02具有至少一个外圈04、内圈05和在外圈04与内圈05之间在滚动体空间中安置的滚动体(未示出)。两个轴承圈04、05中的一者能够相对于另一个轴承圈转动。两侧分别有一个密封环07与外圈04连接，密封环在径向方向上在内圈05和外圈04之间延伸。密封环07保护滚动轴承内部不受杂质侵害。

传感器装置03具有外部圈08和内部圈09。外部圈08的直径与滚动轴承02的外圈04的直径一致，这样外部圈08和外圈04在装配之后在横截面上至少部分重叠。内部圈09的直径与滚动轴承02的内圈05的直径一致，这样内部圈09和内圈05在装配之后在横截面上至少部分重叠。外部圈和内部圈08、09被这样地设计，使它们无损地增强必要的装配力。

外部圈08固定在滚动轴承02的外圈04的轴向端面上。内部圈09固定在内圈05的轴向端面上。优选两侧用粘合剂浸湿的粘接薄膜10(例如以具有丙烯酸酯粘合剂的聚氨酯泡沫胶带形式)用来将传感器装置03固定在滚动轴承02上。

粘接薄膜10同时作为运输安全件来使用。为此，粘接薄膜包括在内部圈09区域中的环绕的第一部段12和在外部圈08区域中的环绕的第二部段13。第一和第二部段12、13通过多个分隔片14彼此相连。分隔片14被这样设计，使分隔片通过在圆周方向上作用的力被撕裂，并且由此内部圈09相对于外部圈08或者内圈05相对于外圈04被释放，因此随后可以转动。

外部圈08被设计为开口圈，从而使其能够在装配时自定心。此外，能够通过外部圈08的开口的c形形状补偿制造公差。

在示出的实施方式中，在外部圈08的内表面上安置柔性电路板15。在修改的实施方式中，电路板还可安置在内部圈09的外表面上。电路板15通常承载不同的构件17，即至少一个传感器、所需的传感器电子组件以及优选还包括电压源。当然还能够使用多个用于检测不同状态量的传感器。构件17通过导体线路电连接。连接缆线18固定在电路板15上，连接缆线能够与评判单元(未示出)连接，以便能够在传感器装置03和评判单元之间交换数据或者从外部的电流源输送能量。在替选的实施方式中，与评判单元的数据交换也可以无线地通过无线电信号进行。缆线18优选能够在外部圈05的缺失环段的区域中被向外导引。

电路板15优选通过浇铸质量件19固定在外部圈08的内表面上。通过这种方式，构件17可靠地免受潮湿和灰尘的影响。此外，构件17也通过浇铸质量件19固定在它的位置上，从而能够可靠保持构件(尤其是传感器)的功能上重要的间距。

内部圈09的几何形状有利地也进行自定心。优选在内部圈09的外表面上安置信号发生器20。信号发生器20优选为编码环。既可以使用主动编码器也可以使用被动编码器。编码环20能够光学地或磁性地采样。编码环20在组装之后与在电路板15上安置的传感器17在径向方向上对置，这样传感器探测在内部圈和外部圈之间的相对转动。内部圈09优选被设计为离心盘。通过这种方式，信号发生器20或者滚动体空间能够被保护来防止杂质的侵入。

为了避免滚动轴承装置01的轴向滑动，如一般的做法，装配的滚动轴承02例如通过压力连接件、卡环或锁紧螺母被轴向固定。

附图标记列表

01滚动轴承装置

02滚动轴承

03传感器装置

04外圈

05内圈

06-

07密封环

08外部圈

09内部圈

10粘合薄膜

11-

12粘合薄膜的第一部段

13粘合薄膜的第二部段

14粘合薄膜的分隔片

15柔性电路板

16-

17构件/传感器

18连接缆线

19浇铸质量件

20信号发生器/编码环