用于轴承的配套装置和轴承装置的制作方法

文档序号:11287268阅读:200来源:国知局

本发明涉及一种用于轴承的配套装置和轴承装置。本发明的一个应用领域是传感器轴承,该传感器轴承例如能够被使用来直接在滚动轴承上测量机器中的物理量,如转速或温度下使用。



背景技术:

de10136438a1研究一种在轴承中的传感器装置,在该传感器装置中将多个传感器部件集成在轴承的轴衬中。这些传感器元件通过数字总线连接。

de102009037424a1公开一种具有润滑剂传感器的轴承装置,该润滑剂传感器向中央接收站发送关于润滑剂的状态的信息。

de102009021469a1示出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,该轴承具有在轴承环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环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球轴承的尺寸。

de102012202522a1描述了一种具有滚动轴承的传感器轴承。该滚动轴承包括内环、外环和在内环和外环之间安置的滚动体,这些滚动体被安置在保持架的槽中。所述传感器轴承还包括至少一个用于测量作用在滚动体以及通信装置上的力的测量传感器和通讯装置,该通讯装置允许测量传感器和信号接收器之间进行数据交换。在保持架中,在一至四个槽中没有安设滚动体。在无滚动体的槽中一个或多个测量传感器抗扭地与保持架连接。

目前已知的传感器轴承主要面向受限制的任务。特定的功能通常被安置在特定的结构空间中。因此,需要开发关于单一或几个方面进行优化的传感器轴承。因此,公开例如一种极其细长的传感器轴承,而其他传感器轴承具有抗电磁干扰的特别保护。已知的解决方案通常遵循单一任务的开发方法。



技术实现要素:

本发明与此相对所要解决的技术问题在于,使不同的轴承较容易地与针对各自应用所需的功能建立连接。此外,还应该提供一种轴承装置,该轴承装置可不费力地针对不同的应用进行调整。

根据所附的权利要求1的配套装置可以用于解决本发明的技术问题。根据本发明的配套装置用于提供用于轴承的组件。配套装置在此包括多个模块。这些模块可以最大程度上可变地彼此组合。这些模块包括多个供给管理模块,用于供给轴承组件;多个功能模块,用于测量轴承状态参量和/或用于在预定的条件下触发或激活预定事件;以及多个基础架构模块,用于实现通信任务和/或用于存储和处理预定的和/或检测的数据。供给管理模块、功能模块和基础架构模块优选具有彼此兼容的机械接口、兼容的电气接口、兼容的功能接口和/或兼容的材料接口。在这种情况下,优选涉及相同的机械接口、相同的电气接口、相同的功能接口或相同的材料接口。供给管理模块在轴承结构空间内优选能够互换。功能模块在轴承结构空间内优选能够互换。基础架构模块在轴承结构空间内优选能够互换。

本发明首先给出一种针对具有特定功能的轴承的拓扑结构。这种轴承的拓扑结构能够被理解为是在轴承的结构空间内或轴承的周围环境中的模块或组件的布置。在现有技术中已经实施,由于缺乏具有特定功能的轴承的统一拓扑结构,所以所有与这种轴承相关的研发都作为各自单独的研发项目来实施。这样使模块既不能在硬件方面也不能在软件方面从一个项目转移至另外的项目。因此,项目之间的可能的协同效应至今未被使用。

因此,根据本发明的配套装置的一个显著优点是,通过提前设置不同的分别接管特定任务的模块,可以实现对具有不同功能的轴承的进行低耗费的配置。为此,仅仅是在各自应用情况中所需的模块必须彼此组合,并被安置在各自的轴承结构空间中或被定位在轴承的周围环境中的相应位置上。根据本发明,优选这样配置机械接口、电气接口、功能接口和材料接口,使模块的最佳连接与最佳兼容性对应。模块既可以在不同的轴承结构系列中也可以在不同的轴承结构大小中使用。还有利的是,模块能够被单独研发。通过这种方式大大降低了单个研发任务的复杂性。

根据有利的实施方式,供给管理模块组包括至少一个用于将电能供给传感器轴承组件的模块。优选的是,在配套装置中包括不同的供给管理模块,用于将电能供给传感器轴承组件。优选是电源模块、蓄电池模块,电池模块、电容器模块、能量管理模块、能量采集模块、发生器模块、信号和能量馈通模块和/或用于外部设备的能量接口模块。

供给管理模块组包括优选至少一个供给管理模块,用于将润滑剂供给传感器轴承组件。为此,优选是脂肪库或油库模块以及附加模块,根据需要从这些模块向轴承输送润滑剂。

根据本发明的有利的实施方式,配套装置包括功能模块,用于测量轴承状态参量,如转速、温度、力、旋转角、加速度和润滑剂质量。此外,配套装置也可包括用于操纵润滑油泵(泵模块)或显示单元(消息模块,例如扬声器)的功能模块。服务模块也属于功能模块组,所述服务模块在预定的条件下触发相应的活动。

已证明有利的是,配套装置具有至少一个基础架构模块,用于将模块与连接介质进行电连接。这样有利的是接口模块,它使电接口根据各自的环境进行调整,例如是4毫安-20毫安或以太网。属于在配套装置中优选包含的基础架构模块还有:无线电模块、rfid(无线射频识别技术)模块、nfc(近距离无线通信技术)模块、存储器模块、缆线模块、识别模块和工作时间记录模块。在存储模块中能够例如存储由功能模块检测的测量数据。此外,存储模块还能够用于存储参考数据。

模块优选用于滚动轴承,这样它们能够至少部分地集成在滚动轴承中。模块可基本上针对用于线性或旋转轴承而设置。

根据所附的权利要求8的轴承装置也用来解决本发明的技术问题。

根据本发明的轴承装置包括轴承和多个能够与共同的连接介质连接的模块。所述模块是已被描述的根据本发明的配套装置的组成部分。所述模块优选是根据本发明的配套装置的有利的实施方式的组成部分。

根据有利的实施方式,连接介质是总线系统。连接介质还可以是有线的总线系统。

轴承装置的模块可以根据需要与位于轴承外部的系统连接。例如,单个模块与外部的能量供给系统和/或外部装置的连接是为了进行数据处理和数据计算。

附图说明

本发明的优选实施例将在下面参考所附的唯一的附图进行阐述。

具体实施方式

该附图示出了根据本发明的轴承装置的优选实施例的拓扑结构的示意性图示。根据本发明的轴承装置的实施方式包括轴承(未示出)和多个在轴承的结构空间中集成的和/或在轴承的周围环境中安置的模块。

从该图示中可以看出,这些模块可以被分成三组。因此,首先有一组供给管理模块。用于将电能供给给轴承组件的模块属于这组,例如电源模块、蓄电池模块,电池模块、电容器模块、能量管理模块、能量采集模块、发生器模块、信号和能量馈通模块和用于外部设备的能量接口模块。应当指出的是,并不是全部所述模块都能在轴承中找到,而是只有针对每个应用情况所需的模块才会被使用。

另一模块组是功能模块,该功能模块用于测量轴承状态参量和/或用于在给定的条件下触发和/或激活预定事件。例如转速模块、温度模块、力模块、旋转角模块、加速度模块、润滑剂质量模块、泵模块、服务模块以及消息模块都属于功能模块。当然也不是全部模块在此都存在,而是只设有各自所需的模块。

第三模块组包括基础架构模块,用于实现通信任务和/或用于存储和处理预定的和/或测得的数据。下面所提到的模块属于该组:无线电模块、rfid(无线射频识别技术)模块、nfc(近距离无线通信技术)模块、存储器模块、接口模块、缆线模块、识别模块和工作时间记录模块。如在其他的模块组中一样,所有可能的基础构架模块在此处一般也不被同时使用。

这些模块在共同的连接层上连接。通过连接层实现材料、信息和/或能量的交换。供给管理模块可以与外部系统,如能源供应系统建立连接。在此,朝向供给管理模块的方向进行与外部系统的材料、信息和/或能量的交换。

功能模块与特定的目标(目标点)接触。因此,传感器计算它们在预定的测量点上的测量数据。执行器在给定的条件下在特定的点上触发预定的事件。

基础架构模块与外部系统连接,通过外部系统进行材料、信息和能量的交换。存储模块可例如与外部的数据处理单元连接。

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